國家能源局發(fā)布《關(guān)于組織開展生物柴油推廣應(yīng)用試點示范的通知》：積極推進(jìn)建立生物柴油碳減排方法學(xué),，推動將生物柴油納入國家核證自愿減排量(CCER)機制，加快實現(xiàn)生物柴油的綠色價值,。什么是生物柴油,？優(yōu)勢有哪些？應(yīng)用場景如何,？目前發(fā)展情況,？本文將為大家梳理以上問題。
生物柴油概念分類
1,、生物柴油概念 生物柴油是以大豆,、油菜、棉花,、棕櫚等油料作物,，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油,，通過酯交換或熱化學(xué)工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料,。生物柴油技術(shù)不是新興技術(shù)，已有上百年歷史,，技術(shù)成熟穩(wěn)定,，產(chǎn)品質(zhì)量有保證,，性能優(yōu)越，在歐美等發(fā)達(dá)國家已得到廣泛應(yīng)用和推廣,。 生物柴油是典型的“綠色能源”,，具有環(huán)保性能好、發(fā)動機啟動性能好,、燃料性能好,，原料來源廣泛、可再生等特性,。
2,、生物柴油分類 根據(jù)當(dāng)前歐盟規(guī)則，將生物燃料分為兩大類,，第一類為傳統(tǒng)生物燃料,，主要以糧食作為原料生產(chǎn)生物柴油，分為RME（菜籽油制成的生物柴油）,、SME（豆油制成的生物柴油）,、PME（棕櫚油制成的生物柴油）等，歐洲本土生物柴油生產(chǎn)以及進(jìn)口的生物柴油依然以傳統(tǒng)生物柴油為主,。 第二類為先進(jìn)生物燃料,，是以非糧食為原料生產(chǎn)，包括PARTA和PARTB兩種類型,，PARTA主要以各種農(nóng)作物的非食用部分作為原料,，由于該類原料所含碳鏈較短，雙鍵較多,，主要制成生物乙醇,、氫化植物油（HVO）等燃料；PARTB主要以廢油脂,、動物脂肪作為原料生產(chǎn)燃料（UCOME）,，其碳鏈較長，結(jié)構(gòu)更接近化石柴油,。
3,、生物質(zhì)柴油與石化柴油相比的優(yōu)勢 生物柴油是一種清潔的可再生資源，有“綠色柴油”之稱,，其性能與石化柴油非常相似,，是優(yōu)質(zhì)的石化燃料替代品。（1）更加環(huán)保 石化柴油含有較高組分的硫,、苯等有害元素,，在燃燒時排放有害物質(zhì)釋放到空氣中，造成較大程度的環(huán)境污染,；而生物柴油中芳香族烷烴,、硫鉛含量低,，尾氣中顆粒物含量及CO排放量分別約為石化柴油的20%、10%,，燃燒后排放的有害物質(zhì)相較于石化柴油可減少30%,，在催化劑的催化作用下，生物柴油的污染物質(zhì)排放量甚至可減少60%以上,。根據(jù)行業(yè)測試數(shù)據(jù),，1噸生物柴油可實現(xiàn)2.83噸的碳減排。（2）更加安全 生物柴油的十六烷值高于石化柴油,。十六烷值是判斷柴油燃燒抗爆性能的重要指標(biāo),，十六烷值越大，燃燒就越充分,，抗爆性能就越優(yōu)良。再從閃點來看,，閃點是可燃燒氣體重要的性能指標(biāo),，用來表述點火源引發(fā)液體著火的最低溫度，生物柴油的閃點高于100℃,，遠(yuǎn)高于石化柴油,，因此生物柴油的高閃點保證了運輸、儲存,、使用過程中的安全性高于石化柴油,。（3）更加潤滑 在潤滑性能方面,運動粘度的大小對液體燃料流動性能的判斷具有重要的參考價值。生物柴油的運動粘度比石化柴油高,，良好的潤滑性保障了生物柴油在使用過程中可較大程度減少對機器的磨損,，延長機器使用壽命，降低生產(chǎn)維修成本,。（4）更可再生 石化石油礦藏全球分布不均衡,，不可再生，并且受地緣政治等不確定性因素的影響而造成安全保障性差,。生物柴油的來源十分廣泛,，既可以是大豆、油菜籽,、麻風(fēng)樹,、橡膠籽等植物原料，也可以是餐飲業(yè)廢棄油脂,、榨油廠下腳料,、廢棄動物脂肪等廢棄油脂原料，這些可再生的動植物資源為生物柴油生產(chǎn)提供了豐富來源,，可以很大程度上取代石油資源,。
在目前全球生產(chǎn)生物柴油的原料中,，轉(zhuǎn)基因大豆油占30%，雙低菜籽油占25%,，棕櫚油占18%,，餐飲廢油占10%，動物油脂占6%,，其他油脂占11%,。可以看出,，轉(zhuǎn)基因大豆油,、雙低菜籽油和棕櫚油是目前全球主要的生物柴油原料。
生物柴油應(yīng)用場景
1,、交通燃料：生物航煤（SAF）
生物航空煤油,，簡稱“生物航煤”，是可持續(xù)航空燃料（SAF）的一種,。SAF被全球航空業(yè)視為能否實現(xiàn)減排突破的關(guān)鍵,。 根據(jù)生產(chǎn)方法不同，SAF分為兩種主要類型：可持續(xù)航空生物燃料（生物航煤）,，由有機生物質(zhì)（廢物和低碳含量的原料）所生產(chǎn),，是指用于替代現(xiàn)有石油基航空燃料的生物燃料；可持續(xù)航空合成燃料,，主要能源和原料為可再生電力,、水和二氧化碳。 在對SAF的技術(shù)認(rèn)定上,，美國材料測試協(xié)會（ASTM）制定了編號為ASTMD7566的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),，進(jìn)而用于評估哪些技術(shù)可以生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的SAF。 目前通過ASTMD7566認(rèn)定SAF技術(shù)一共有7種,，其中最早期的FT-SPK技術(shù)仍然采用了煤炭,、天然氣等化石資源作為原料，但隨著技術(shù)的升級迭代,，當(dāng)前SAF的原料結(jié)構(gòu)已逐漸實現(xiàn)從化石原料向植物油原料,、廢油與微生物油的轉(zhuǎn)型。
2,、我國生柴主要應(yīng)用于生物基材料 生物基材料（Bio-basedMaterials）是指利用可再生生物質(zhì)或（和）經(jīng)由生物制造得到的原料,，通過生物、化學(xué),、物理等手段制造的一類新型材料,，如生物塑料、生物質(zhì)功能高分子材料等。 這一材料具有綠色環(huán)保,、可以循環(huán)再生以及有良好的生物降解等特性,。相比傳統(tǒng)的化工等材料，生物基材料在制造過程中能夠大幅降低二氧化碳排放量,。（1）生物基材料：生物酯增塑劑 生物酯增塑劑是國內(nèi)生物柴油的最主要的應(yīng)用方向,，是生產(chǎn)PVC（聚氯乙烯）的重要替代原料，在環(huán)保健康制品領(lǐng)域備受青睞,。相較于DOP等傳統(tǒng)石油基增塑劑,，生物酯增塑劑具備無毒、環(huán)保,、可降解,、不含芳烴等特性。 利用生物酯增塑劑生產(chǎn)的PVC產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于食品包裝,、醫(yī)療用品,、兒童玩具、人造皮革,、塑膠跑道和供水管道等,，同時也用作纖維素樹脂和合成橡膠的無毒增塑劑與軟化劑。在制品的加工中,，以生物柴油制備的環(huán)保型增塑劑與鄰苯類增塑劑以及鋇,、鎘,、鋅等金屬穩(wěn)定劑配伍使用時,，有良好的協(xié)同作用，同時可以提高塑料制品綜合性能,。（2）生物基材料：表面活性劑 生物柴油可用于制備多種表面活性劑,。表面活性劑是指具有固定的親水親油基團，在溶液的表面能定向排列,，并能使表面張力顯著下降的物質(zhì),，其具有潤濕或抗粘、乳化或破乳,、起泡或消泡以及增溶,、分散、洗滌,、防腐,、抗靜電等一系列物理化學(xué)作用。
表面活性劑的應(yīng)用領(lǐng)域從日用工業(yè)發(fā)展到石油,、食品,、農(nóng)業(yè)、衛(wèi)生、環(huán)境,、新型材料等眾多行業(yè),，幾乎覆蓋所有的精細(xì)化工領(lǐng)域，享有“工業(yè)味精”的美稱,。由脂肪酸甲酯制備而來的表面活性劑主要為陰離子表面活性劑和非離子表面活性劑,。根據(jù)中國洗滌用品工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，這兩類表面活性劑的用量占據(jù)了國內(nèi)表面活性劑近90%的市場,。
03
生物柴油市場現(xiàn)狀
1,、全球生物柴油市場發(fā)展情況 全球生物柴油產(chǎn)量從2006年不到1000萬噸發(fā)展到2020年的4290萬噸。而近10年來,，全球需求復(fù)合增速達(dá)10%,，預(yù)計到2030年有望達(dá)到8000萬噸。 從產(chǎn)地看,，歐盟是全球最大的生物柴油產(chǎn)區(qū),，產(chǎn)量占比約30%；印度尼西亞是全球最大的生產(chǎn)國,，產(chǎn)量占比約19%,。 從原料結(jié)構(gòu)看，棕櫚油是生物柴油最大原料來源,、占比約39%,，豆油、菜籽油占比分別為25%,、15%,，廢棄油脂制生物柴油僅占10%。 從消費地區(qū)看,，主要集中在歐洲,、美洲、東南亞等地區(qū),，歐洲地區(qū)生物柴油消費量占全球總消費量的47%,。
2、我國生物柴油市場發(fā)展情況 我國生物柴油主要采用廢油脂作為原材料,。目前,，我國地溝油收集利用量約為240-300萬噸/年，其中約 70萬噸/年用于生產(chǎn)生物柴油,，平均1.2萬噸地溝油可生產(chǎn)1噸生物柴油,。 2021年我國生物柴油產(chǎn)量約150萬噸，同比增長16.8%,；出口約110萬噸,，同比增長18.0%,，幾乎全部出口歐洲。2021年以來,，國內(nèi)生物柴油價格由7000元/噸上漲至10500元/噸,，年均售價8900元/噸，同比上漲35.2%,；出口均價由1050美元/噸上漲至1572美元/噸,，年均售價1340美元/噸，同比增長29.0%,。 根據(jù)卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù),，2021年下半年至今，生物柴油平均利潤為972元/噸,，同比增長101.7%,，環(huán)比增長143.3%，目前單噸利潤在1200元/噸左右,。
每噸利潤的提高,，可以大大激勵廠商生產(chǎn)的積極性。目前生產(chǎn)生物柴油的企業(yè)主要是民營企業(yè),，多分布在河北,、湖北、山東,、四川,、浙江、重慶等省市,，產(chǎn)量最大的是河北,，其次是福建和浙江。
04
生物柴油的優(yōu)缺點
1,、生物柴油優(yōu)點（1）具有優(yōu)良的環(huán)保特性：生物柴油和石化柴油相比合硫量低,，使用后可使二氧化硫和硫化物排放大大減少,。權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,，二氧化硫和硫化物的排放量可降低約30%。生物柴油不含對環(huán)境造成污染的芳香族化合物,，燃燒尾氣對人體的損害低于石化柴油,，同時具有良好的生物降解特性。和石化柴油相比,，柴油車尾氣中有毒有機物排放量僅為10%,顆粒物為20%,，氧化碳和一氧化碳的排放量僅為10%，排放尾氣指標(biāo)可達(dá)到歐洲工號和亞號排放標(biāo)準(zhǔn)（2）低溫啟動性能：和化石柴油相比,，生物柴油具有良好的發(fā)動機低溫啟動性能,，冷濾點達(dá)到-20°C.（3）生物柴油的潤滑性能比柴油好：可以降低發(fā)動機供油系統(tǒng)和缸套的摩擦損失，增加發(fā)動機的使用壽命，從而間接降低發(fā)動機的成本,。（4）具有良好的安全性能：生物柴油的閃點高于化石柴油,，它不屬于危險燃料，在運輸,、儲存,、使用等方面的優(yōu)點明（5）具有優(yōu)良的燃燒性能：生物柴油的十六烷值比柴油高，因此燃料在使用時具有更好的燃燒抗暴性能,，因此可以采用更高壓縮比的發(fā)動機以提高其熱效率,。雖然生物柴油的熱值比柴油低，但由于生物柴油中所含的氧元素能促進(jìn)燃料的燃燒,，可以提高發(fā)動機的熱效率,，這對功率的損失會有一定的彌補作用。（6）具有可再生性：生物柴油是一種可再生能源,，其資源不會像石油,、煤炭那樣會枯竭.（7）具有經(jīng)濟性：使用生物柴油的系統(tǒng)投資少，原用柴油的引,、加油設(shè)備,、儲存設(shè)備和保養(yǎng)設(shè)備無需改動.（8）可調(diào)和性：生物柴油可按一定的比例與化石柴油配合使用，可降低油耗,，提高動力,，降低尾氣污染（9）可降解性：生物柴油具有良好的生物降解性，在環(huán)境中容易被微生物分解利用,。生物柴油的優(yōu)良性能使得采用生物柴油的發(fā)動機廢氣排放指標(biāo)不僅滿足目前的歐洲I號標(biāo)準(zhǔn),，甚至滿足隨后即將在歐洲頒布實施的更加嚴(yán)格的歐洲II號排放標(biāo)準(zhǔn)。而且由于生物柴油燃燒時排放的二氧化碳遠(yuǎn)低于該植物生長過程中所吸收的二氧化碳,，從而改善由于二氧化碳的排放而導(dǎo)致的全球變暖這一有害于人類的重大環(huán)境問題,。因而生物柴油是一種真正的綠色柴油。
2,、生物柴油缺點生物柴油做為石化柴油的替代品,，本身沒有什么缺點，只是在生產(chǎn)過程中有一些缺點：（1）在國家“不能與糧爭地”,、“不能與人爭糧”,、“不能與人爭油”、“不能污染環(huán)境”的“四不”政策下,，提煉生物柴油的原料只能用油料作物或者地溝油,，而地溝油的收集是一個難題。據(jù)統(tǒng)計,，生物柴油制備成本的75%是原料成本,。因此采用廉價原料及提高轉(zhuǎn)化從而降低成本是生物柴油能否實用化的關(guān)鍵,。（2）用醇交換方法合成生物柴油有以下缺點:工藝復(fù)雜、醇必須過量,，后續(xù)工藝必須有相應(yīng)的醇回收裝置,，能耗高，設(shè)備投入大,。色澤深,，由于脂肪中不飽和脂肪酸在高溫下容易變質(zhì)。醇化產(chǎn)物難于回收,，回收成本高,，生產(chǎn)過程有廢堿液排放。
3,、生物柴油未來發(fā)展方向我國生物柴油市場未來前景廣闊,。一是因為我國目前的產(chǎn)量與先進(jìn)國家相比還有較大差距。2020年全球生物柴油產(chǎn)銷量水平保持穩(wěn)定,，達(dá)到468億升,，歐盟、印度尼西亞,、美國,、巴西是最主要的生物柴油生產(chǎn)區(qū)，產(chǎn)量分別占全球總產(chǎn)量的31%,、17%,、15%和14%，而我國僅占2%,。二是歐盟政策調(diào)整將帶來重大利好,。我國生物柴油主要用廢棄動植物油脂加工，主要出口歐盟,。歐盟2021年7月發(fā)布的《可再生能源指令（2021版）》指出,，不僅要大力發(fā)展生物柴油，而且要對生物柴油原料進(jìn)行改進(jìn),，限制糧食類作物和棕櫚油,，鼓勵用廢油脂和菜油。據(jù)歐盟環(huán)保委員會測算,，到2030年,，歐盟年度UCOME生柴缺口將達(dá)到300—330萬噸,。三是我國要改變石油對外依存度高的局面,。2021年我國進(jìn)口原油5.13億噸，對外依存度高達(dá)72%,，如此高的進(jìn)口量,，如此高的對外依存度,，將給我國能源保障安全帶來重大風(fēng)險隱患。
來源：碳中和研究院
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