時間：2023-11-10 10:14:24
序論：在您撰寫生物油燃料優(yōu)勢和缺點時，參考他人的優(yōu)秀作品可以開闊視野，小編為您整理的7篇范文，希望這些建議能夠激發(fā)您的創(chuàng)作熱情，引導您走向新的創(chuàng)作高度。
調查顯示,每百萬人口的縣市每年消耗柴油為8000噸、液化氣6000噸,為了緩解柴油供應緊張和環(huán)境污染等問題,2007年10月由能源部、環(huán)境總局聯(lián)合下發(fā)文件,未來幾年將全面禁止柴油進入廚房,目前已有部分城市實現(xiàn)。同時還禁止許多城市中小餐館燒煤。國家環(huán)保政策的大力支持,燃油供應的緊張局勢加上龐大的市場需求,為投資清潔燃料項目提供了一個千載難逢的商機。
生物醇油是一種無毒、無殘液、無積碳,安全又經濟的新型燃料。國家農業(yè)部環(huán)保能源司、國家計委交通能源司、國家經貿委資源節(jié)約綜合利用司聯(lián)合發(fā)文(環(huán)保管[1997]30號文)要求各地推廣使用。
由西安老科協(xié)自主開發(fā)的生物醇油現(xiàn)已大量投放市場,建立了大型生產基地,具備批量生產能力;并在市場競爭中取得了很好的經濟效益。生物醇油可替代柴油、液化氣用于賓館、酒店、大排檔、學校、工廠等企事業(yè)單位的食堂,還可用于其他工業(yè)用途,如部分工業(yè)窯爐或鍋爐等。
西安老科協(xié)還成功開發(fā)出生物醇油酒店大灶、中小餐廳猛火灶、家用氣化灶、火鍋灶等系列產品。最新開發(fā)的醇煤氣化爐,可以適用于燒煤的小餐館及廣泛使用蜂窩煤的家庭,其火力強勁,節(jié)能效果顯著,無需風機,使用方便,可以替代石油液化氣用于千家萬戶。
生物醇油燃燒值與液化氣相當,是石油液化氣及燃料柴油的首要替代燃料,屬國家鼓勵發(fā)展的生物質清潔能源。成本目前僅為石油液化氣或柴油批發(fā)價格的三分之一左右,利潤空間巨大,具備極高的投資價值。
西安老科協(xié)開發(fā)的生物醇油具備其它同類產品所不具備的優(yōu)勢:①技術系列化,可以適應不同市場條件的需求;②獨創(chuàng)核心乳化劑配方解決了傳統(tǒng)醇基燃料熱值低,耗量大易揮發(fā)、不安全的問題;③工藝簡單,投資更省。
西安老科協(xié)開發(fā)的生物醇油、甲醇柴油、車用甲醇汽油,現(xiàn)已全面上市,開創(chuàng)了可再生能源的新紀元!
最新開發(fā)的柴草氣化爐系列專利產品,技術全面升級,無焦油無風機準氣化可燒大料濕料。克服了原氣化爐對燃料要求苛刻、焦油含量大、煙氣排放超標、需使用風機等缺點。操作簡單,熱效率高達50%以上,火力超強相當于3000瓦電爐,可適用于炊事沐浴和取暖。
西安老科協(xié)專利技術開發(fā)中心
網址:西安市雁塔路99號北四樓(省科技大院)
電話:029-85525023 85538190
動植物油脂的主要成分是甘油三酸酯，通過酯交換法制備的脂肪酸單烷基酯，工業(yè)上應用主要是脂肪酸甲酯，俗稱為第一代生物柴油。生物柴油是指天然油脂制備的柴油，也可以是其他柴油，若以動植物油脂為原料通過加氫裂解工藝生產非脂肪酸甲酯生物柴油，稱為第二代生物柴油。若以脂肪酸甲酯為代表的生物柴油需達到“GB/T20828-2007柴油機燃料調合用生物柴油（BD100）”標準指標；若是非脂肪酸甲酯生物柴油需達到石化柴油相應的《輕柴油》（GB252-2000）技術要求指標。
一、第一代生物柴油發(fā)展現(xiàn)狀及酯交換法工藝存在的問題
各種動植物油、草本植物油、木本植物油、動物油、廢棄油脂（如地溝油、泔水油）、藻油等都可用來加工生物柴油。
生產生物柴油主要采用動植物脂類的可再生資源，能夠通過各種催化和化學方法轉化為適宜碳鏈長度的可再生液體燃料。目前利用油脂制備液體燃料的主要方法是酯交換法，經過多年的發(fā)展，酯交換法已形成比較完備的技術體系，在歐美國家主要以大豆油、菜籽油生產生物柴油，生產工藝相對成熟，產品質量穩(wěn)定，已部分進入石油市場彌補石化柴油的不足。
我國不同于歐美國家，我國人多地少的國情，決定了生物柴油原料的發(fā)展應遵循“不與人爭糧，不與糧爭地”的原則，利用非糧作物和林木質物質生產生物質液體燃料。近期主要利用回收的廢油脂生產生物柴油，目前已經形成產業(yè)，我國每年產廢油脂的數(shù)量是巨大的，利用大中城市回收的廢油及餐飲廢油制備生物柴油，以此廢油作原料可以降低生物柴油生產成本；又是綜合利用工業(yè)廢油及其他廢油，使廢物資源達到經濟與環(huán)保的目的。
發(fā)展生物柴油產業(yè)可以增加一條由可再生資源生產清潔柴油的渠道，但是其瓶頸問題是產品的質量和價格，不能參與石油市場競爭，與石化柴油缺乏競爭力。所以積極開發(fā)降低生產成本，提高油品品質的研究，采用廉價的原料，通過技術創(chuàng)新、生產工藝進一步優(yōu)化、改進、提高產物綜合利用值，以獲取低成本、高質量的生物柴油，是我國生物柴油生產技術的發(fā)展趨勢。生物柴油生產工藝及采用原料可導致生物柴油生產成本有較大差異，在一定程度上限制了生物柴油技術的推廣及應用，因此在制備工藝及配套裝置上，著重研究適合各種不同的原料，特別是對于游離脂肪酸含量較高的油脂，如各種餐飲廢油、地溝油、酸化油等，不能直接通過酯交換反應制備生物柴油而開發(fā)出比較適宜的技術先進適用和經濟有利合理的工藝路線，不但能夠增加新建生物柴油企業(yè)的經濟效益，還能夠推動生物柴油產業(yè)的大力發(fā)展，普及應用。
目前動植物油脂通過酯交換法制備的脂肪酸甲酯，即第一代生物柴油存有原料利用品種單一、工藝復雜、設備繁多、反應過程使用過量甲醇，后續(xù)工藝必須有相應的甲醇回收裝置；能耗高、色澤深；油脂原料中的游離脂肪酸及水嚴重影響生物柴油的收率及品質；油脂中的不飽和脂肪酸在高溫下容易變質，酯化產物難以回收；成本高，生產過程有廢堿液、廢酸液排放造成環(huán)境二次污染等問題。常規(guī)工藝制備的脂肪酸甲酯，由于自身性質決定的缺陷在實際應用中還存在一定的問題：如①低溫流動性差，冷凝、冷濾點較高，不能在氣候寒冷地區(qū)及冬季使用；②分子結構中含有氧官能團造成熱值較低，通常比石化柴油低9%13%；③黏度較高，為5-10mm/s-1，在柴油中輸送困難，使其供油不充分；④密度較高，為0.87-0.90cm3/g，易造成不完全燃燒；⑤儲存穩(wěn)定性差，容易發(fā)生氧化變質等問題。又因動植物油脂資源少、價格高，制約了生物柴油的實際應用及產業(yè)化的大力發(fā)展。
天津市迪創(chuàng)生物能源科技有限公司研發(fā)的“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改質裝置”是具有自主知識產權的生產第二代生物柴油的技術裝置，解決了上述的這些問題。
二、第二代生物柴油轉化機理
從總體來看，通過第一代酯交換工藝生產的脂肪酸甲酯，其對原料油品的要求較高，同時副產甘油，加大了產品分離的提純難度，增加了生產成本，又由于第一代生物柴油在使用過程中的弊端，研究者們通過第一代生物柴油進行加氫脫氧，異構化反應，得到類似柴油的烷烴，形成了第二代生物柴油。與第一代生物柴油相比，第二代生物柴油具有優(yōu)異的調和性質和低溫流動性等特點，適用范圍更廣泛。國外已開始逐漸進入工業(yè)應用階段，為生產超清潔柴油奠定了基礎。在我國只停留在試驗研究階段，迄今為止還尚未有進入工業(yè)化生產的企業(yè)，第二代生物柴油是未來生物柴油的主要發(fā)展方向。
動植物油脂作為可再生資源，由于其結構特點中含有與柴油相似的脂肪酸長碳鏈，使其作為石油資源的替代品成為可能。
廢油脂的主要成分還是動植物油的成分，動植物油中所含的脂肪酸（無論是飽和或不飽和）絕大部分為偶碳直鏈的，主要脂肪酸有C12、C14、C16、C18、C20和C22等幾種，其他的脂肪酸含量很少，這些脂肪酸鏈長度與柴油碳數(shù)非常接近，這也是作為生物柴油的重要依據(jù)，而長碳鏈在高溫條件下會發(fā)生分解、斷鏈、產生小分子烴類。動植物油脂通過熱裂解、催化裂解和催化加氫可得到烴類產物，能有效地利用油脂結構的特點，作為石化原料的補充，生產小分子的烴類等有機化工原料，或轉化為新型燃料——生物柴油。這為廢棄油脂的資源化利用又開拓了新的途徑。
催化加氫裂解的過程是石油化工行業(yè)常用的工藝過程，對提高原料的加工深度，合理利用石油資源、改善油品質量，提高輕油收率等具有重要意義。第二代生物柴油利用催化裂解技術進行加氫處理，從而得到與柴油相似的烷烴。
動植物油脂的主要成分是脂肪酸甘油酯，在催化加氫條件下，甘油三酯、單甘酯及羧酸在內的中間產物，經加氫脫羧基、加氫脫羰基、加氫脫氧反應生成正構烷烴的最終產物是C12-C24正構烷烴，副產包括丙烷、水和CO、CO2。由于正構烷烴的熔點較高，使得所制備的生物柴油的濁點偏高，低溫流動性差，再通過加氫異構化反應，將部分或全部正構烷烴轉化為異構烷烴，從而提高其低溫使用性能。
催化加氫裂解是指在高溫、高壓、有氫氣存在的條件下進行加氫裂化，催化加氫裂解能夠得到高品質的燃料油，其燃油性能甚至超過常規(guī)的石化柴油，但是加氫過程使用高熱值氫氣，自身就是高熱值燃料，將其轉化不可燃燒的水，不僅操作成本高，也是一種資源的浪費。目前在我國經濟上可行制備生物柴油的主要原料是高酸價油脂、廢棄動植物油脂，分布相對分散，原材料集中相對困難，而且設備投資大，比較適宜石化煉油企業(yè)大規(guī)模生產。因此該法在我國近期還不太適用，高溫、高壓、催化劑昂貴，不適宜中小型規(guī)模的企業(yè)采用。
三、供氫催化裂解改質工藝生產第二代生物柴油技術的先進性
催化加氫裂解是一種有應用前景的油脂轉化燃料油技術，即生產第二代生物柴油的技術。是將生物油脂通過供氫催化裂解改質制備生物液體清潔燃料，是開發(fā)生物柴油替代燃料的又一條途徑，是一種新能源的生產方式，與目前第一代生物柴油的酯交換法制備工藝相比較有其獨有的優(yōu)勢。
根據(jù)中華人民共和國第200920151218.8專利，名稱“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改質裝置”的實用新型專利技術，授權公告日：2010年1月27日，生產第二代生物柴油。該項專利技術被國家知識產權局評為“2011年度10項優(yōu)秀專利”。
該裝置是應用第二代生物柴油的轉化技術提高油品質量的裝置，克服了第一代生物柴油現(xiàn)有技術存在的生產成本高、工藝過程復雜，對環(huán)境造成二次污染的缺點；又因動植物油資源少、價格高，制約生物柴油的實際應用及產業(yè)化的大力發(fā)展。而第二代生物柴油研究的重點是擴大油脂資源和其他可利用資源的應用范圍，根據(jù)原料的性質，提煉清潔液體燃料真空催化改質的轉化方法和提高生物柴油油品品質的技術。
該裝置是采用先進的催化裂解技術，將裂解釜中液相懸浮床流態(tài)化與精餾塔固定床催化改質提煉燃油耦合同一裝置體系，將二步聯(lián)產法工藝改為一步分流法，簡化工藝流程，減少中間環(huán)節(jié)，有利于節(jié)能和節(jié)省設備投資；采用催化裂解、改性提質、技術先進適用，經濟有利合理，從而獲得符合國標的高品質清潔液體燃料。催化加氫脫氧，降低生物柴油的氧含量，提高其能量密度；加氫異構化，提高油品低溫性能，同時保持高十六烷值、辛烷值，避免了傳統(tǒng)工藝酯交換法的缺點。
采用供氫催化裂解改質是運用本裝置的核心技術，是第二代生物柴油新的一種轉化方式。本項目的供氫催化裂解技術不同于高溫熱裂解、催化裂解和催化加氫，有自己獨有的優(yōu)勢。其特點是：在廢油脂中加入一定量的具有供氫效果的化合物，也能起到氫氣存在的同樣效果，這些化合物能在熱反應過程中提供活性氫自由基，有目的地抑制自由基縮合，從而提高裂化反應的苛刻度，增加中間餾分油產量。供氫催化裂解是在常規(guī)裂化工藝基礎上加入具有供氫效果的溶劑，使反應過程中液體供氫劑釋放出的活性氫與生物油脂熱解過程中產生的自由基結合生成穩(wěn)定具有協(xié)同效應的低分子，從而抑制自由基的縮合，可提高熱裂解反應的速率，防止結焦，增加輕餾分汽油和中間柴油餾分的收率。
塑料是碳氫化合物，塑料裂解油中含有大量氫原子，H/C原子比相對較高，加熱時揮發(fā)分也比較高，為了獲得廉價的氫氣，廢塑油、橡膠油與廢油脂加熱共熔裂解，富有優(yōu)勢互補的協(xié)同效應，富含氫的塑膠中含氫基團在反應過程中會向動植物油裂解產物進行加氫轉移，塑膠裂解油在油脂裂解中起著供氫作用，是主要的供氫者，油脂中的含氧化合物最容易加氫脫氧，很快反應生成烴和水，同時伴隨脫羧基、脫羰基、異構化反應實現(xiàn)加氫裂解，使動植物油裂解為柴油，少量汽油餾分，具有很高的十六烷值、辛烷值和較低的硫含量和芳烴，可單獨使用或與柴油任一比例摻合使用，是一種優(yōu)質的石化燃料的替代品。該技術已在天津中試裝置進行中試，其產品能達到國標要求指標，技術成熟。由于利用垃圾中的廢料為原料，原料易得且價廉，既減少對環(huán)境的污染，又能獲得可利用的豐富資源，生產成本較低，有巨大的經濟效益和環(huán)境效益，目前在石油燃料市場競爭中有很強的競爭力。
供氫催化裂解工藝與酯交換工藝技術對比其先進性是：
1 用于制備生物柴油的原料：酯交換工藝對其原料中游離脂肪酸的質量分數(shù)要求最為苛刻，無論任何油脂都要進行脫酸、脫膠處理；供氫催化裂解工藝對原料中的游離脂肪酸要求最低，大部分油脂不需要脫酸、脫膠就可作原料使用，從而減少了脫酸、脫膠質對油的損耗，擴大了對原料的使用范圍，更加適合我國生物柴油原料來源廣、適用性強、性質不穩(wěn)定和游離脂肪酸質量分數(shù)高的現(xiàn)狀。該法具有很好的工業(yè)前景。
2 酯交換工藝合成的脂肪酸甲酯中含有氧和各種雜質，同時由于脂肪酸甲酯在化學組成方面不同于石化柴油，不能長期儲存，在其與油接觸時會使油污染，酯交換工藝合成的脂肪酸甲酯雖然低硫、低芳烴，符合其清潔柴油發(fā)展方向，但其比重大、熱值低、穩(wěn)定性差，不能擴大柴油產量和清潔油品升級換代，只能低比例與石化柴油混合使用，從而限制在石化柴油中的大量應用；而供氫催化裂解工藝制備的生物柴油低硫、低芳烴，符合清潔柴油發(fā)展方向，同時產品的比重小、熱值高、穩(wěn)定性好、低溫性能好，可適應多種環(huán)境條件，全年都可使用，即使在-20攝氏度以下氣溫極低地區(qū)也能夠使用。因此，供氫催化裂解工藝不僅成為生物柴油發(fā)展的主要方向，而且也是為將來石化柴油提供升級換代的途徑。
3 供氫催化裂解法與酯交換法制備生物柴油相比，催化裂解的產物組成發(fā)生了根本變化，通常得到的是烷烴、烯烴、羰基化合物、脂肪酸的混合物，由于這些化合物的物化性質與柴油十分接近，發(fā)熱值、黏度、密度、閃點、餾程等主要指標都能達到國標無鉛汽油和輕柴油相應的指標要求。
4 供氫催化裂解工藝不需要對原料進行脫酸、脫膠質等預處理步驟，沒有副產物甘油和甲醇回收的問題，只存在裂化一道工序，工藝設備簡單，生產用工、設備投入、原材料成本大為減少，在生產成本和燃油性能上占有優(yōu)勢，在現(xiàn)有技術及目前石油市場競爭中，在沒有國家政府現(xiàn)行政策資金補貼的情況下仍具有很強的競爭力。
5 采用懸浮床流態(tài)化反應器、固定床塔式反應器、隔板節(jié)能精餾塔、管式加熱爐及自動排渣裝置系統(tǒng)連續(xù)化生產，副產品回收利用，無“三廢”污染物排放，是一種清潔生產工藝。
四、第二代生物柴油發(fā)展前景
生物柴油作為一種可再生與環(huán)境友好的清潔燃料，將成為石油燃料油的理想替代能源。目前使用的生物柴油是常規(guī)酯交換法制備的第一代生物柴油，即以油料作物、油料植物和工程微藻等水生植物油脂、動物油脂及餐飲地溝油等為原料通過酯交換工藝生產脂肪酸甲酯（FAME），生產過程中同時副產甘油。這一技術比較成熟，已部分進入市場彌補石化柴油的不足。在第一代生物柴油的基礎上，第二代生物柴油是以動植物油脂為原料通過催化加氫裂解工藝生產的非脂肪酸甲酯生物柴油。與第一代生物柴油相比，第二代生物柴油具有優(yōu)異的調和性質和低溫流動性能等優(yōu)點，明顯優(yōu)于第一代脂肪酸甲酯，適用范圍更加廣泛，是未來生物柴油的主要發(fā)展方向。目前國外第二代生物柴油已經進入工業(yè)生產和應用階段，為生產超低硫清潔柴油奠定基礎。從目前來看，植物油作為石油替代資源的成本較高，因此植物油的開發(fā)利用受到制約。但是從長遠來看，由于石油資源不斷減少以及日益嚴格的環(huán)保要求，開發(fā)可再生的綠色替代能源是必然趨勢。我國每年的廢食用油和其他碳氫廢油的資源十分豐富，這也比大豆油、菜籽油便宜很多，利用廢棄動植物油脂和碳氫廢油生產第二代生物柴油，清潔汽油，認真提高廢油資源的綜合利用，符合循環(huán)經濟發(fā)展思路，不僅對于緩解燃油的緊缺局面起到了一定的補充作用，而且對于新增企業(yè)經濟效益和環(huán)境效益將是巨大的。
據(jù)測算，該項目投資500萬元即可投產。按全年生產生物柴油產品10000噸，所需原料為12500噸，料油市場價格按其平均價格4800元/噸計算，年凈利潤總額可達1211.90萬元，投資利稅率可達21.78%，投資回收期為半年。另外，本項目有較強的抗風險能力。正常生產年份以生產能力利用率表示的盈虧平衡點為12.86%。計算表明，當項目正常生產年份的生產能力利用率達12.86%時，可不虧不盈，即當年生產第二代生物柴油1286噸，即可保本。發(fā)明人馮善茂表示，他本人以及他所在單位愿意向廣大企業(yè)和個人提供技術合作與咨詢。
五、聯(lián)手共創(chuàng)，打造生物柴油低碳時代
第二代生物柴油的發(fā)明人馮善茂及他的研發(fā)單位天津市迪創(chuàng)生物能源科技有限公司是擁有可再生生物質能源自主知識產權的科技型企業(yè)，從20世紀90年代初就從事可再生能源生物液體燃料的研究，不用國家一分錢，將自己的經濟收入全部投入到科學研究工作中，在堅持不懈的努力下，取得多項發(fā)明成果，在生物液體燃料中相繼發(fā)明了①“環(huán)保型生產生物柴油的酯化裝置”（ZL200620149130.2）、②“節(jié)能環(huán)保型生物柴油粗酯精制裝置”（ZL200820136768.1）、③“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改酯裝置”（ZL200920151215.8）等，其中①、②兩項專利技術在2009年第9屆香港國際專利發(fā)明博覽會上均榮獲發(fā)明金獎；“節(jié)能環(huán)保型生物柴油粗酯精制裝置”的學術論文（成果）在2010年國際交流評選活動中被評為“世界重大學術思想特等獎”；“環(huán)保型提煉清潔液體燃料真空催化改酯裝置”（ZL200920151215.8），該項專利技術被國家知識產權局評為“2011年度10項優(yōu)秀專利”。上述3項專利是針對現(xiàn)有技術存在的不足，并根據(jù)國內、國外比較成熟的工藝，經過多年的科學研究與實驗而研制開發(fā)出具有節(jié)能環(huán)保、產業(yè)延伸、生產鏈接的生物柴油配套技術與裝置。根據(jù)當前我國能源的緊缺狀況，燃料油品的市場需求及用戶生產者的要求，生物柴油升級換代的第二代生物柴油應運而生，為了使生物柴油新興產業(yè)持續(xù)發(fā)展，實施產、學、研結合，天津市迪創(chuàng)生物能源科技有限公司與山東濰坊春泉環(huán)保設備有限公司已簽訂長期合作合同，建立“資源綜合利用科研實驗基地”，加快生物質燃料的研發(fā)與設備開發(fā)，加快適用技術的專利轉化，使生物柴油新興產業(yè)健康穩(wěn)步發(fā)展。充分發(fā)揮山東濰坊春泉環(huán)保設備有限公司制造壓力容器與設備的專有技術與優(yōu)勢，專業(yè)生產生物柴油與生物質煉化的專用設備。中國首套第二代生物柴油的全整套的中試煉化設備，在山東濰坊春泉環(huán)保設備有限公司投資、加工落成，已于今年5月試車投產，這標志我國第二代生物柴油生產技術開發(fā)成功，首套裝置在山東落成投產。
該裝置，采用供氫催化、裂解改質生產低凝生物柴油的工藝，裝置適用范圍廣泛，既可用植物油、動物油又可用廢棄油脂、廢機油、廢塑料油及石化煉廠的廢料，經過裂解改質后都可轉化為替代石油的燃料油品。
能源是人類社會賴以生存和發(fā)展的重要物質基礎?？v觀人類社會發(fā)展的歷史，人類文明的每一次重大進步都伴隨著能源的改進和更替。在過去100多年里，發(fā)達國家先后完成了工業(yè)化，消耗了地球上大量的自然資源，特別是能源資源。當前，一些發(fā)展中國家正在步入工業(yè)化階段，能源消費增加是經濟社會發(fā)展的客觀必然?？梢哉f能源的開發(fā)利用極大地推進了世界經濟和人類社會的發(fā)展。中國是當今世界上最大的發(fā)展中國家，發(fā)展經濟，擺脫貧困，是中國政府和人民在相當長一段時期內的主要任務。改革開放以來，中國成為世界上發(fā)展最快的發(fā)展中國家，經濟社會發(fā)展取得了舉世矚目的輝煌成就，為世界的發(fā)展和繁榮作出重大貢獻的同時，也消耗了大量的能源。資源的節(jié)約、集約、循環(huán)利用，仍是今后乃至更長一個時期在能源利用方面一個重要的方向。21世紀能源發(fā)展的一個重要趨勢是多類能源轉換系統(tǒng)的集成，將是物理能、化學能、生物能以及物理、化學、生物的優(yōu)化梯級利用。
地溝油，這個長期伴隨著人們生產、生活而存在的產物，卻因為受再利用技術條件的限制被“忽略”了很多年，甚至回流到餐桌，侵害著我們的健康。在西方及個別發(fā)達國家，地溝油的安全利用早已超越“流向餐桌”的價值，在美國、加拿大、德國、英國、新西蘭、日本等國，地溝油被制作為生物柴油、肥料等工業(yè)和農業(yè)生產的原料已屢見不鮮；而在我國，地溝油“利用”尚未大規(guī)模展開，以至于給了一些不法分子可乘之機。
隨著科技的不斷發(fā)展和相關領域專家的持續(xù)探索，地溝油高效利用的諸多技術難點已在實驗室攻破。2013年8月1日，上海市食品安全委員會辦公室、市綠化和市容管理局、同濟大學汽車學院、市食品安全工作聯(lián)合會、上海市華誼集團技術研究院和上海中器環(huán)保科技有限公司在同濟大學新能源汽車工程中心舉行了“上海市餐廚廢棄油脂循環(huán)利用合作協(xié)議簽署儀式”，“協(xié)議”中地溝油將成為滬上公交車的輔助能源，到2014年，上海將有1000輛公交車開始應用含有餐廚廢棄油的生物柴油。而在此之前，昆明紅火科技公司法人代表劉一江（發(fā)明人）與昆明理工大學退休教授董天敏經過多年的潛心研究，已經通過專利技術將地溝油開發(fā)制造成不同用途的生物醇油并由昆明紅火科技有限公司進行推廣。目前，紅火科技公司利用高科技、微生物技術將地溝油開發(fā)成4個系列產品：1號產品用于家庭、飯店的取暖、照明等（400—1200度），2號產品用于柴油機發(fā)電、抽水等，3號產品用于中小形工業(yè)鍋爐的燃燒（800—1300度），4號產品用于各種柴油機車輛，比如小汽車、大客車、貨車、農用車、工程機械等。
昆明紅火科技公司負責人劉一江介紹說，以甲醇、地溝油為原料研發(fā)的生物醇油系列產品全部通過了國家檢測，而且利用目前國際先進技術，還解決了其它燃料的諸多缺點，比如煤炭的煙塵、柴油的異味、液化氣的易爆和毒性、天然氣及管道煤氣的管道設施和毒性、汽油的烷烴、烯烴、硫化物的污染。最引人注目的是，除了沒有以上這些傳統(tǒng)燃料的各種缺點外，用地溝油制造的生物醇油較傳統(tǒng)燃料還可節(jié)約30%—50%的燃料資金。發(fā)明人劉一江說，用地溝油生產的生物醇油具有性能穩(wěn)定、不易揮發(fā)、無壓力、不爆炸、無毒性、無煙塵、不腐蝕、不氧化、不放射、成本低、應用廣泛、使用便捷、不受管道限制等等優(yōu)點，不僅對人畜、農作物及柴油機零部件無腐蝕和影響，而且在生產過程中無“三廢”排放，不會形成二次污染。該生產技術整合了物理、化學、生物、納米等技術，是多領域的高新技術的科學組合，并非單一的物理勾兌或化學合成。
我國地溝油資源豐富，據(jù)不完全統(tǒng)計，每年我國消費的動、植物油總量大約3000萬噸左右，而地溝油產量約為動、植物油消費總量的30%，由此推算，可利用的地溝油將不低于1000萬噸，總量相當驚人?？茖W的利用地溝油，不但可以防止廢棄食用油脂返回餐桌，還可緩解能源危機、解決環(huán)境污染等社會問題。所以，開拓地溝油回收再利用渠道，使地溝油變成有價值的工業(yè)資源是百利而無害的朝陽產業(yè)。目前雖然從技術上實現(xiàn)了地溝油的工業(yè)利用，但因各種原因，這一產業(yè)也受到諸多因素的困擾：一是隨著各地地溝油再加工項目建設的興起，對地溝油的需求也不斷增大，地溝油收購價不斷上漲，導致相關企業(yè)利潤微薄，從事該行業(yè)的企業(yè)積極性銳減。二是國家對生物柴油生產企業(yè)的稅費扶持政策和力度遠遠不足，相關企業(yè)僅靠生產生物柴油難以為繼。三是目前我國還沒有建立規(guī)范的廢棄油脂收集、流通、管理體系，不少餐飲企業(yè)為了牟利，把泔水賣給非法加工商，而正規(guī)油化企業(yè)收不到地溝油的現(xiàn)象依然存在。要解決好這些問題，則需要國家進一步明確配套政策，在規(guī)范地溝油流通環(huán)節(jié)管理的同時，加大對違法使用地溝油的懲處力度，另外，輔以對合法企業(yè)的財政補貼和鼓勵市場使用地溝油工業(yè)產品，從多方面入手，徹底解決好地溝油的再利用問題。
由于石油能源資源有限，隨著世界工業(yè)的快速發(fā)展，能源消耗急劇增長，導致石油價格不斷上漲、全世界都面臨著能源安全的問題。石油能源按目前的使用和開采速度，50年內世界石油資源將有可能耗盡。同時，隨著現(xiàn)代社會人們環(huán)境保護意識的不斷增強，人們逐漸認識到汽車尾氣排放所造成的空氣污染是造成城市“光化學煙霧”污染頻繁出現(xiàn)以及現(xiàn)代人類許多重大疾病的主要原因。因此，尋求資源豐富、環(huán)境友好和經濟可行的大宗代用燃料已成為人類亟待解決的重大問題。
目前，已經開發(fā)的代用燃料可分為非含氧代用燃料和含氧代用燃料兩大類，前者如天然氣、液化石油氣及氫能源等，后者包括二甲醚、醇類燃料及生物燃料等。這些燃料中，雖然天然氣、液化石油氣、氫均早已投入使用，但由于使用機械的內部構造以及燃料的補給及貯存等方面的問題，使得它們的應用范圍受到很大的限制；二甲醚作為汽油的替代品，可以由一碳原料(如甲醇)直接合成，是一種很有發(fā)展前途的產品；醇類燃料如乙醇等也主要用作汽油的替代品種而使用，但成本較高；生物燃料主要用作柴油的替代品。
生物燃料主要是指由植物中獲取的燃料，還包括從其他可再生資源如動物脂肪和已經使用過的油和脂肪中提煉獲取的燃料。其中植物油分子一般由14—18個碳的鏈組成，與柴油分子的組成相似。植物油的性質與普通柴油相當接近，尤其是植物油的有些性質如冷濾點、閃點、十六烷值、硫含量、氧含量及生物可降解性等都優(yōu)于普通柴油。植物油的含氧為10%—11%，尾氣排放低，具有優(yōu)異的環(huán)保特性。另外，植物的生長期遠短于石油的生成期，植物可人工種植，且生長過程中吸收CO2，對減少大氣中的CO2有深遠意義。
但植物油單獨用作柴油機燃料時，因粘度較大、有些植物油的凝點和冷濾點較高，如棕桐油的凝點達40℃以上，故冷啟動較困難；植物油的熱值較低，因此發(fā)動機動力性能有所下降。另外，植物油中不飽和脂肪酸非常多，容易形成結膠，堵塞油路；不完全燃燒的殘余物沉積在燃燒室，并使活塞環(huán)粘結、噴油器結焦，影響柴油機的使用壽命。此外，從噴油器噴出的植物油油滴比噴出的柴油滴徑大得多，導致氣缸內混合氣的形成質量較差，未燃燒的燃料噴到氣缸壁后容易流入曲軸箱，引起油變質。植物油的排氣煙度與柴油差別不大，在高負荷時比柴油低，排氣中氣態(tài)污染物隨著植物油及機型不同會有所變化。因此植物油一般不能直接應用于內燃機，必須經過改性處理。
比較常見的改性方法有下列4種：①直接混合法：將天然油脂與石油柴油、溶劑或醇類按不同比例直接混合后作發(fā)動機燃料。②微乳液法：將動植物油與甲醇、乙醇和1—丁醇等混合制成微乳液直接應用。③高溫裂解法：在惰性氣流中將甘油三酯裂解成一系列混合物，包括烷烴、烯烴、二烯烴、芳烴和羧酸等。④酯交換法：利用甘油三酯與低級醇在催化劑作用下得到脂肪酸低級醇酯，即生物柴油，這是目前油脂改性的主要方法。
這4種方法中，混合法和微乳液法屬于物理法，高溫裂解法和酯交換法屬于化學法。使用物理法可以降低動植物油脂的粘度，而且簡單易行，但十六烷值不高，易變質，油的高粘度和不揮發(fā)性可導致噴嘴不同程度的結焦、活塞環(huán)卡死和結炭、油污染等問題，不能長時間應用。高溫裂解法過程簡單，沒有任何污染物產生，缺點是在高溫下進行，需要催化劑，裂解設備昂貴，反應很難控制，且當裂解混合物中硫、水、沉淀物及銅片腐蝕值在規(guī)定范圍內時，其灰分、炭渣和濁點就超出規(guī)定值。另外，高溫裂解法的產品中生物柴油的含量不高，大部分是生物汽油。酯交換法主要利用?；D移作用將高粘度的動植物油脂轉化成低粘度的脂肪酸酯，使得天然油脂的分子量降低至原來的1／3，粘度降低8倍，與柴油接近，同時提高了燃料的揮發(fā)度，十六烷值達50?？梢宰鳛榈V物柴油的代用品直接使用。
2 生物柴油的概念
生物柴油這一概念最早由德國Rudolf Desel博士于1985年提出，并在1990年巴黎博覽會上展示了使用花生油作燃料的發(fā)動機。生物柴油較系統(tǒng)的研究工作始于20世紀50年代末60年代初，在70年代的石油危機后得到了大力發(fā)展。
生物柴油的主要成分是高級脂肪酸的低級醇酯，即軟脂酸、硬脂酸、油酸、亞油酸等長鏈飽和或不飽及脂肪酸同甲醇或乙醇等醇類物質所形成的酯類化合物。
生物柴油基本不含硫和芳烴。生物柴油的十六烷值高達52.9，氧含量達10%-11%。與普通柴油相比，富氧燃燒對燃油完全燃燒有利，特別是在高負荷下、高燃料濃度區(qū)，可減少CO、SO2、碳氫化合物、多環(huán)苯類致癌物質和“黑煙”等污染物排放；而高十六烷值，使得燃油著火性能好，滯燃期短，故未燃碳氫和裂解碳氫均少，CO排放量降低；生物柴油有較好的發(fā)動機低溫啟動性能，無添加劑時冷凝點達-20℃；有較好的性能，可降低噴油泵、發(fā)動機缸和連桿的磨損率，延長其使用壽命。同時，生物柴油的開口閃點高，儲存、使用、運輸都很安全，不在危險品之列。生物柴油和常規(guī)柴油的性能比較見表1所示。
目前，國外對生物柴油的燃燒特性和排放特性已進行了較為系統(tǒng)的研究。結果表明，生物柴油和柴油按一定比例混合后，未損壞柴油機性能，未增加燃料成本，使用安全性高，排放性能優(yōu)于純柴油，完全可以替代柴油。采用生物柴油的發(fā)動機廢氣排放指標不僅滿足目前的歐Ⅱ標準，甚至滿足在歐洲頒布實施的更加嚴格的歐Ⅲ排放標準。如使用菜籽油甲酯的柴油機，按FFP75規(guī)程試驗時碳氫化合物排放減少20%，CO排放下降15%，煙度約減少40%，多環(huán)芳香烴的排放也減小，而NOx排放約增加了10%，醛和酮的排放增加了40%。國內對此較為系統(tǒng)的研究報道目前還較少。
實際使用時，生物柴油可以與柴油以任意混合比混合使用，也可以單獨使用。使用普通柴油的發(fā)動機(對有些機型僅需換密封圈和濾芯)，無需作任何改動，并對駕駛無任何影響。駕駛者根本無法區(qū)分兩者的駕駛動力差別。實際上如果將生物柴油作為礦物柴油的調合組分，可以起到提高十六烷值，降低硫含量，特別是改善性能的作用。如在煉油廠深度加氫生產的低硫、低芳烴柴油中加入質量分數(shù)為2%—5%生物柴油，即可改進性能，比采用添加劑經濟合理，排放性能也可大幅度提高。
生物柴油的主要缺點是甲酯易于氧化和聚合，當它滲入油時會形成堵塞機油泵的油泥；其次生物柴油中通常含有微量的醇與甘油，這會使與之接觸的橡膠零件如橡膠膜、密封圈、燃油管(即燃油接觸的橡膠配件)等逐漸降解；另外，甘油容易堵塞輸油管道和噴油嘴。盡管如此，由于生物柴油本身無毒，生物降解率達98%，其降解速率是石油柴油的兩倍，對土壤和水的污染較少，可以降低90%的空氣毒性，降低94%的致癌率；沒有硫散發(fā)，可減少酸雨發(fā)生，有益于保護生態(tài)環(huán)境。特別是生物柴油具有可再生性，作為一種可再生能源，資源不會枯竭。因此，作為優(yōu)質的柴油代用晶，目前世界上許多國家正大力開發(fā)這種技術并推進其產業(yè)化進程。
3 生物柴油的生產
3.1 酯交換法合成生物柴油
目前，工業(yè)生產生物柴油主要是應用酯交換法。在油類酯交換反應中，甘油三酸酯與醇在催化劑作用下酯交換得到脂肪酸甲酯和甘油。
各種天然的植物油和動物脂肪以及食品工業(yè)的廢油，都可以作為酯交換生產生物柴油的原料。可用于酯交換的醇包括甲醇、乙醇、丙醇、丁醇和戊醇。其中最為常用的是甲醇，這是由于甲醇的價格較低，同時其碳鏈短、極性強，能很快地與脂肪酸甘油酯發(fā)生反應，且堿性催化劑易溶于甲醇。該反應可用酸、堿或酶作為催化劑。其中堿性催化劑包括NaOH，KOH、各種碳酸鹽以及鈉和鉀的醇鹽，還包括有機堿，酸性催化劑常用的是硫酸、磷酸或鹽酸。
酸催化酯交換過程產率高，但反應速率慢，分離難且易產生“三廢”。堿性催化反應速度快，工業(yè)生產中主要采用堿性催化的生產工藝。盡管酸催化轉酯反應比堿催化慢得多，但當甘油酯中游離脂肪酸和水含量較高時，酸催化更合適。而影響酯交換反應的主要因素有：催化劑、游離脂肪酸和水分、醇／油摩爾比、反應溫度、反應時間。
3.2 原料的選擇及其預處理
理論上分子量與柴油相近的動植物油脂均可以用作生物柴油的原料，但實際上由于動物油脂一般飽和脂肪酸含量高，熔點和粘度較高，與甲醇的互溶性較差，且成本相對較高，所以生產上更多以植物源油脂為原料。世界上能提煉油脂的植物約有80種以上，可以用作內燃機代用燃料的植物油有菜籽油、棉籽油、大豆油等40多種。不同來源的油脂中油類的成分又各不相同。植物油中不同的脂肪酸含量見表2。
油脂的選擇主要決定于成本以及來源的廣泛性。在歐洲，生產生物柴油主要以雙低菜籽油(即芥酸、硫甙含量低)為原料，而在美國主要以轉基因大豆油為原料。
轉貼于
油脂的預處理主要是先去除油脂中大部分的游離脂肪酸。水分的去除可以通過簡單加熱的方法進行。即將油加熱并控制在105℃左右，攪拌，持續(xù)一段時間，直到沒有水蒸氣泡冒出為止，測定水分含量至符合要求，然后停止加熱，再進行后續(xù)處理。油脂中高含量脂肪酸的脫除可以使用液—液萃取的方法。即利用熱甲(乙)醇能溶解油脂和脂肪酸，溫度降低后，油脂在甲(乙)醇中的溶解度大大降低，而脂肪酸在其中的溶解度仍較大的原理進行脫酸處理。如果使用經過精煉過的植物油制備生物柴油時則不需要預處理過程。除此以外，作為生物柴油原料的油脂還有其他品質指標的要求。一般來說，如果使用植物油，經過除水和脫酸的預處理后即能基本滿足生產要求。
3.3 生物柴油生產技術路線
以化學法生產生物柴油為例，常見的生產技術路線見圖1。
據(jù)此可以設計連續(xù)化生產工藝和間歇式生產工藝。間歇式生產工藝較符合精細化工生產的特點，但生產效率和生產能力有限，成本也相對較高；連續(xù)式生產工藝則可以使生產效率和生產能力達到很高的水平，從而顯著降低生產成本。
4 目前生物柴油的生產和應用現(xiàn)狀
4.1 國外的生產應用情況
生物柴油使用最多的是歐洲，份額已占到成品油市場的5%。歐洲主要以菜籽油為原料。目前歐洲已建立了數(shù)家生物柴油工廠，2005—2006年德國于Piesteritz投資6400萬歐元建成了20萬噸／年生物柴油裝置，而規(guī)模最大的生物柴油工廠在意大利，生產能力達25萬噸／年。德國擁有8家生產生物柴油的工廠，擁有300多個生物柴油加油站，并有逐漸上升的趨勢。德國對生物柴油實行免稅政策，石油柴油為1.60馬克／升，生物柴油的零售價格約為
1.45馬克／升，在價格上頗具競爭優(yōu)勢。目前德國的奔馳、寶馬、大眾和奧迪等汽車生產廠家生產的汽車均允許使用凈生物柴油，而無需改裝發(fā)動機。
2003年歐洲生物柴油產量已達270萬噸。歐盟各國生物柴油需求量在增長，計劃到2010年生物燃料產量提高5.75%，到2020年達到20%。歐盟之所以大力發(fā)展生物柴油技術是由于歐盟為了履行“京都議定書”中減輕地球溫室效應的承諾。事實上，植物生長過程吸收的C02大于生物柴油燃燒排放的CO2，大力發(fā)展生物柴油產業(yè)既可以拉動農業(yè)的生產，又可以緩解石油工業(yè)面臨的壓力，同時可以直接有效地降低溫室氣體的排放，可謂一舉多得。
美國從20世紀90年代初開始小規(guī)模地使用大豆油生產生物柴油。1992年美國能源部及環(huán)保局提出以生物柴油作為燃料，以減少對石油資源的消耗。1999年克林頓總統(tǒng)簽署了開發(fā)生物質能的法令，其中生物柴油被列為重點發(fā)展的清潔能源之一，并對生物柴油的生產實施了免稅優(yōu)惠政策。截至2005年4月，包括籌建的工廠在內，美國共有60家生物柴油生產廠，并計劃到2011年生產生物柴油115萬噸，2016年330萬噸。迄今為止已有純態(tài)形式的生物柴油燃料和混合生物柴油燃料，純態(tài)形式的生物柴油又稱為凈生物柴油，已經被美國能源政策法正式列為一種汽車替代燃料。
日本于1995年開始研究生物柴油，并在1999年建立了用煎炸油為原料生產生物柴油的工業(yè)化實驗裝置。現(xiàn)在日本的生物柴油產能已達40萬噸／年，其生物柴油產品售價僅為80日元／升，與石油柴油略同。2004年5月，日本三井公司宣布在南非建設10萬噸／年生物柴油裝置。同時日本政府正在組織科研機構與能源公司合作開發(fā)超臨界酯交換技術。日本以廢棄食用油脂為原料制得生物柴油，其理化性質可以達到德國標準，動力和排放性能與以優(yōu)質植物油為原料生產的生物柴油相當，可以達到歐Ⅲ排放標準。
韓國則引進了德國技術，以進口菜籽油為原料，于2002年建成10萬噸／年的生物柴油生產裝置。
其他國家如捷克、巴西、馬來西亞、印度、菲律賓等都根據(jù)本國國情相應建成了生物柴油的生產裝置或制定了生物柴油的發(fā)展計劃。
4.2 生物柴油在我國的生產應用情況
我國對生物柴油的開發(fā)和研究尚處于起步階段。目前存在著生產規(guī)模小、技術落后、后續(xù)發(fā)展不好等缺點。主要利用菜籽油、大豆油、米糠油腳料等作為原料制備出生物柴油。由于我國在稅收上對生物柴油還未實行免稅政策，使得生產生物柴油的生產成本居高不下(其中75%的成本為原料成本)，約為礦物柴油的3倍，因而很難實現(xiàn)大規(guī)模生產。目前，各科研院所及企業(yè)主要以開發(fā)廉價原料的生物柴油的生產技術為主攻方向。海南正和生物能源有限公司、四川古杉油脂公司和福建卓越新能源發(fā)展公司等都已開發(fā)出擁有自主知識產權的技術，都建成了1—2萬噸／年生產裝置。另外，海南正和生物能源公司還以黃連木樹果油為原料，并建有約66.67平方千米原料種植基地。北京市科委可持續(xù)發(fā)展科技促進中心正與石油大學合作，利用北京市餐飲業(yè)廢油為原料來制造生物柴油。江西巨邦化學公司進口美國轉基因大豆油和國產菜籽油生產生物柴油，正在建設10萬噸／年生產裝置。四川大學生命科學院正籌備以麻瘋樹果油為原料，計劃建2萬噸／年的生產裝置。
5 關于生物柴油的標準
生物柴油的生產應有標準作指導，保證其品質，同時標準化也是市場準人的一個重要條件，生物柴油的發(fā)展刺激著生物柴油標準的建立。1992年奧地利制定了世界上第一個以菜籽油甲酯為基準的生物柴油標準，很快德國、法國、捷克和美國也分別建立了各自的生物柴油標準。生物柴油可以由不同的植物油制成，這些植物油種類不同，產地氣候各異，甘油三酯組成有較大差別，因而各國的標準存在著一些差異。除去經濟、健康和環(huán)境方面的好處外，標準的建立增強了生物柴油使用者、發(fā)動機生產商和其他團體的信心，成為其商業(yè)化應用的一個里程碑。
就國內生物柴油而言，其規(guī)?；a剛剛起步，生產量較小，目前以生物柴油作為純態(tài)燃料使用的條件尚未成熟。我國已把發(fā)展生物柴油列入國家能源發(fā)展計劃中，著眼于生物柴油的長期使用，為了加強生物柴油的生產和管理，及時制訂生物柴油的國家標準無疑是十分必要的。
6 展望
隨著石油資源的短缺，生物柴油生產技術的研究與應用已成為世界各國政府優(yōu)先考慮發(fā)展的方向。對我國來說，目前采用柴油為燃料的動力設備很多，而柴油每年需要進口一部分，柴油的供需平衡是我國未來較長時間石油市場的一個焦點問題。隨著國民經濟重大基礎項目的相繼啟動，柴汽比的矛盾比以往更為突出。以城市公交系統(tǒng)車用柴油為例，2002年我國車用柴油消費量約1800萬噸，預計到2020年車用柴油消費量將達6100萬噸。若按2%(重)比例加入到低硫、低芳清潔柴油中以改善其性，屆時生物柴油需求量就達122萬噸／年。因此，開發(fā)生物柴油對調整油品產業(yè)結構，提高柴汽比，促進農業(yè)產業(yè)結構的調整與農產品的加工轉型，加強國防安全，保護環(huán)境等都具有重要意義。
為解決目前我國生物柴油生產成本高的問題，可從以下方面著手研究。
一是要解決原料數(shù)量、質量、渠道問題。制約生物柴油生產的最主要問題是廉價、來源穩(wěn)定的原料問題。我國地域廣泛，擁有豐富的生物柴油資源(大豆油、玉米油、葵花籽油、菜籽油、棕櫚油、椰子油、棉籽油、動物油脂等)，同時飯店產生大量的煎炸油，如果很好加以利用，有很大市場潛力。在技術資源儲備上，可結合應用現(xiàn)代生物技術培育高油植物或工程藻類。
關鍵詞 新能源汽車；鋰離子電池；燃料電池；生物燃料
中圖分類號 F4 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2016）172-0194-02
當下，我國汽車保有量增長快速，一方面導致對石油的需求量大幅增長，自上世紀以來我國石油進口依存度迅速上升，1993年尚處于原油凈出口國，1995年石油進口依存度則變?yōu)?.3%，2007年達到49%[ 1 ]，2015年我國石油進口量超越美國，達到740萬桶/日，成為世界上最大的石油進口國[ 2 ]。另一方面汽車在生產和使用的過程中加重了環(huán)境污染，危及了人類的日常生活。2013年我國只有約1%的城市空氣質量符合世界衛(wèi)生組織的標準，2014年國家減災辦、民政部于正式將霧霾天氣列為自然災情，2015年我國東北部、華北中南部、黃淮及陜西北部等地陸續(xù)出現(xiàn)重度污染天氣。因此迫于資源、環(huán)境的雙重壓力，開發(fā)節(jié)能環(huán)保的新能源汽車已成為我國汽車產業(yè)的必然選擇。按照動力提供方式的不同，新能源汽車主要可分為充電式電動汽車、燃料電池汽車、燃氣汽車、生物燃料汽車等類別分述如下。
1 新能源汽車的分類
1.1 充電式電動汽車
充電式電動汽車以蓄電池為動力源，通過電機驅動，提供動力。這種汽車具有結構簡單、噪聲小、排放少、能量轉換效率高、適用范圍廣等等優(yōu)點。但其缺點也較多，比如過分依賴充電設施，充電時間長，續(xù)駛里程短，電池壽命短、制造成本較高等，因而在商業(yè)化的過程中困難重重。目前，研制經濟的、持久的、高效的電池是充電式電動汽車發(fā)展的關鍵性問題，經過20多年的研究發(fā)展，目前已開發(fā)出多種適用性較強的蓄電池，如早期的鉛酸電池、在混動汽車中采用的鎳氫電池以及在當前及以后有著極大發(fā)展空間的鋰離子電池等等。鋰的原子序數(shù)為3，是最輕的堿金屬元素，其化學特性十分活潑，易形成電荷密度很大的氦型離子結構。鋰離子電池的儲能能力是在電動自行車上廣為應用的鉛酸電池的3倍，其在地殼中的蘊藏量第27位，可利用資源較豐富，因此有很大的發(fā)展前景。
以目前應用最為廣泛的磷酸鐵鋰電池為例，鋰離子電池的工作原理如下：整個電池以含鋰的磷酸鐵鋰作為正極材料，負極為碳素材料（常用石墨）。兩極之間為聚合物隔膜，一方面可分隔正負極，另一方面也是鋰離子在正負極往返的通道所在。當對電池充電時，正極發(fā)生脫嵌，形成的鋰離子在電解液的幫助下，通過隔膜，進入負極碳層的微孔中，同時正極產生的電子也會通過外電路向負極遷移。放電時，鋰離子從負極碳層中脫嵌，又嵌回正極。
目前，歐洲、美國、日本等主要發(fā)達國家均斥巨資進行鋰電池技術的研發(fā)，在中國由于國家新能源產業(yè)政策的推動鋰離子電池制造業(yè)也得到了篷勃發(fā)展，各種鋰離子電池技術不斷涌現(xiàn)，生產商業(yè)化電動汽車用鋰離子電池的企業(yè)更是達到300家之多，但是鋰離子電池的核心材料比如正負極材料、電池隔膜以及電解液卻“技不如人”，過度依賴進口，因而生產成本難以下降，目前其價格3倍于鉛酸電池，因此，產品難以規(guī)?；a。近幾年來，我國鋰離子電池核心技術取得巨大突破，所有關鍵性材料均初步實現(xiàn)了自動生產，生產成本降幅較大，不少產品價格僅為剛面市的1/3左右，這與鉛酸電池相比，已形成明顯的性價比優(yōu)勢。鋰離子電池成本的下降，使得充電式電動汽車的商業(yè)化規(guī)?；a不再是一句空話。
1.2 燃料電池汽車
在諸多的新能源汽車中，燃料電池汽車目前被公認為是21世紀最核心的技術之一，可以說它對汽車工業(yè)發(fā)展的重要性，不亞于微處理器之于計算機業(yè)。燃料電池汽車直接將燃料的化學能轉化為電能，中間不經過燃燒過程，不受卡諾循環(huán)的限制，能量利用率高達45%～70%，而火力發(fā)電和核電的效率大約在30%～40%；燃料電池汽車最終排放物為H2O，幾乎不排放氮氧化物和硫化物，CO2排放量遠低于汽油的排放量（約其1/6）。
整車的核心部件燃料電池并不需要充放電的操作，在一定程度上它很類似于汽油汽車，直接將燃料（常用H2、甲醇等等小分子燃料）注入貯存箱，即可獲得動力。根據(jù)所用電解質類型的不同分為五個大類，分別為熔融碳酸鹽燃料電池、聚合物電解質燃料電池、堿性燃料電池、磷酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池。目前在汽車工業(yè)中應用的多為聚合物電解質燃料電池，它以荷電的薄膜狀高分子聚合物作為電解質，以離子交換的形式選擇性地傳導離子（H+，OH-），達到導電的目的[3]。工作時與直流電源相當，陽極作為電池負極，燃料在陽極發(fā)生氧化反應；陰極作為電池正極，氧化劑在陰極發(fā)生還原反應；反應生成的離子通過隔膜在電池內遷移，而電子則通過外電路對外做功輸出電能，整個體系形成回路。
燃料電池但其在商業(yè)化的過程中仍存在著一些困難與瓶頸急需解決，比如由于采用貴金屬催化劑鉑及造價高昂的全氟磺酸膜，因此生產成本極高；再如由于工作環(huán)境多為酸堿性較強的溶液，對部分元件具有一定的腐蝕性，因而耐久性較差。目前隨著非鉑催化劑及無氟耐久性膜材料研發(fā)的成功，生產成本呈下降趨勢，燃料電池汽車的市場普及率逐年上升。雖然以家用小汽車的形式進入普通家庭尚有一段時間，但燃料電池大巴已經完全可以產業(yè)化。目前，國外生產一輛燃料電池大巴造價約在400萬元左右，若引入其核心部件及技術，采用國內人工生產，采用國內輔件及包裝，可將其成本降至100萬元左右，這一價格已與傳統(tǒng)大巴接近，如果我國能搶占先機，與行業(yè)內先進的外企緊密合作，加快研發(fā)核心技術，假以時日，燃料電池大巴完全可能成為我國經濟綠色增長的支柱產業(yè)。
1.3 燃氣汽車
燃氣汽車是以液化石油氣、壓縮天然氣及氫氣為燃料的氣體燃料汽車。目前市場供應以天然氣為主要燃料。與常規(guī)燃油汽車相比，燃氣汽車的排放污染很小，鉛，CO排放量減少90%左右，碳氫化合物排放減少60%以上，氮氧化合物排放減少35%以上，且尾氣中無硫化物和鉛，因此它是一種較為實用的低排放汽車。此外這種汽車能大幅度降低使用成本，一方面由于目前天然氣的價格低于汽油及柴油，營運過程中能使燃料費用下降50%左右；另一方面由于發(fā)動機采用天然氣做功，運行平穩(wěn)、無積碳，發(fā)動機壽命長、也無需頻繁更換火花塞及機油，維修費用亦可下降50%以上。但它也有不少缺點，比如由于存有大量高壓系統(tǒng)使用的零部件，安全系數(shù)及密封性要求高；天然氣汽車動力性比常規(guī)燃油下降約5%～15%；受到能源不可再生的約束限制；燃氣缸占地面積大等。
天然氣汽車工作時，高壓天然氣經過減壓調節(jié)器減壓后送到混合器中，與凈化后的空氣混合后，利用傳感器、動力閥和計算機調節(jié)混合氣的空燃比，以使燃燒更加充分，再經化油器通道進入發(fā)動機氣缸燃燒做功。我國于1988年正式推行燃氣汽車，多采用氣/油混動改裝的形式，并于同年建造了第一座加氣站。發(fā)展迄今，我國已經加氣站近千座，改造汽車數(shù)十萬輛。中國從對燃氣汽車的推廣力度仍逐年上升，各大城市均有部署，可見目前以氣代油，是最切實可行的一條新能源汽車之路。
1.4 生物燃料汽車
生物燃料汽車的創(chuàng)新之處在于從農林產品、工業(yè)廢棄物和生活垃圾中提取燃料，比如從玉米出發(fā)制備的汽車用乙醇燃料，利用回收食用油為源料獲得的生物柴油等等。生物燃料與傳統(tǒng)的石油燃料不同，它是一種可再生能源。近年來，生物燃料汽車得到了迅速發(fā)展，美國認為生物燃替代汽油切實可行并將其列為國家重點發(fā)展項目，目前使用生物柴油燃料的汽車己經累計運行1 600萬km；歐盟于2005年也推行法規(guī)，要求成員國2010年生物柴油消費量從占交通運輸油料總消費量的2%提高到5.75%，2020年進一步提高到占20%。生物燃料汽車降低了對石油的需求，且其運行中的排放污染也大大降低，以常規(guī)燃油汽車相關數(shù)據(jù)為分母，生物燃料汽車尾氣中有毒物含量僅為10%，顆粒物約20%以下，CO和CO2排放量僅為10%，硫化物和鉛含量為0，同時，燃料燃燒較為徹底，對發(fā)動機的維護保養(yǎng)要求低[4]。
盡管生物燃料有較多的優(yōu)點，但其發(fā)展遇到難以克服的瓶頸。第一，產能有限。在生物燃料汽車推行力度最大的美國，據(jù)有關資料顯示，即便將所有玉米和大豆都拿來制造生物燃料，也僅能滿足國家柴油需求量的6%和汽油需求量的12%。而玉米和大豆首先是糧食產品，只能將其少量產品用于生產生物燃料。在我國，若能將農業(yè)副產品秸桿加以利用，則將對生物燃料汽車的推廣有很大的促進。第二，耗水量太大。生物燃料主要來源于農業(yè)，每年農業(yè)消耗掉的水資源高達70%，若將其產品大量用于制造燃料，往往是得不償失的。而我國是人均水資源擁有量位于世界后列，用大量的水換回少量燃料，只能說看上去很美，實際操作性較低。第三，存在與糧爭地的問題，生物燃料的推廣已經造成美國和墨西哥玉米價格上漲，并可能導致發(fā)展中國家糧食短缺，因此有業(yè)內人士指出使用糧食生產生物燃料是“反人類的罪行”。
2 結論
當下，我國新能源汽車產業(yè)迎來了篷勃發(fā)展的大好機遇。但由于多數(shù)新能源汽車造價過高，許多關鍵技術還未完全攻克，而且配套基建設施遠不足以支撐行業(yè)的發(fā)展，這些因素嚴重阻碣了新能源汽車行業(yè)的良性發(fā)展。從我國新能源汽車近幾年發(fā)展的態(tài)勢來看，目前還難以實現(xiàn)大規(guī)模的量產。從價格方面來看，新能源汽車的造價普遍高于傳統(tǒng)汽車，如果國家不提高購車補助，很難提高民眾對新能源汽車的購買熱情。從技術角度來看，我國的電池、燃料等相關技術的研發(fā)才剛剛起步，遠遠落后歐美等發(fā)達國家。從配套設施角度來看，我國目前的配套設施基本處于空白狀態(tài)，比如很多城市未建設電動車充電站，如果不能及時充電，電動車無法前行，這給使用帶來不便。雖然在當今中國新能源汽車的推廣困難重重，但從國家對汽車工業(yè)的發(fā)展部署來看，發(fā)展新能源汽車己經被確定為汽車工業(yè)未來的發(fā)展方向。因此，我國汽車企業(yè)和相關科研機構必須抓住機遇，在提高自身實力的同時，推動我國新能源汽車產業(yè)的迅速發(fā)展。
參考文獻
[1]國務院發(fā)展研究中心產業(yè)經濟研究部，等.中國汽車產業(yè)發(fā)展報告（2009）[M].北京：社會科學文獻出版社，2009.
[2]中國石油新聞中心.“中國成為最大石油進口國”意味著什么[EB/OL].[2015-05-19（7）：59].http：//pc. /system/2015/05/19/001542111.shtml.
2006年5月份，一列特殊的火車在瑞典開始正式運營。該火車共有10節(jié)車廂，最高速度可達每小時130公里――這是世界上第一列使用生物燃料的火車，使用的燃料是由屠宰場里扔掉的牛油、內臟等經過高溫發(fā)酵而產生的沼氣。據(jù)報道，瑞典打算用10年的時間，對所有辦公用車、公共汽車、旅游車和校車進行改造，最終使它們能夠使用生物燃料。
生物燃料是指從植物，特別是農作物中提取適用于汽油或柴油發(fā)動機的燃料，包括燃料乙醇、生物柴油、生物氣體、生物甲醇、生物二甲醚等，目前以燃料乙醇和生物柴油最為常見。國際市場原油價格持續(xù)處于高位，由于生物燃料能有效替代汽油和柴油，并且更具環(huán)保優(yōu)勢，所以近年來，生物燃料成為世界范圍內可再生能源研究的熱點。
在生物燃料的規(guī)模化生產方面，巴西、美國、德國和中國處于世界領先位置。2005年全世界燃料乙醇的總產量約為3000萬噸，其中巴西和美國的產量都為1200萬噸。我國每年生產燃料乙醇102萬噸，可以混配超過1020萬噸生物乙醇汽油，乙醇汽油的消費量已占全國汽油消費量的20％，成為世界上第三大生物燃料乙醇生產國。
在生物柴油方面，2005年世界生物柴油總產量約220萬噸，其中德國約為150萬噸。據(jù)《南德意志報》報道，2006年，德國生物柴油銷售量已經超過300萬噸，占德國汽車柴油總消費量的10％。
短命的第一代生物燃料
美國的乙醇燃料已占運輸用燃料的3％。2006年美國國會通過的《能源政策法》規(guī)定，到2010年，汽油中必須摻入的生物燃料應是目前的3倍。歐盟在2006年春天公布的《歐盟生物燃料實施計劃》稱，到2030年歐洲將有27%至48%的汽車使用生物燃油，這將大大減輕歐盟各成員國對于石油能源的依賴。日本的一項環(huán)保計劃透露，日本要在4年內讓國內40%的汽車改用生物燃料。
中國也在積極推廣生物燃料，特別是燃料乙醇。除2004年2月已批準的黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省以外，湖北、山東、河北、江蘇等也將進行乙醇汽油使用試點。東北三省已經實現(xiàn)了全境全面封閉推廣使用車用乙醇汽油。國家發(fā)改委報告稱，2005年我國生物乙醇汽油的消費量已占全國汽油消費量的20％。同時，國家有關部門正在研究制定推進生物柴油產業(yè)發(fā)展的規(guī)劃以及相應的激勵政策，提出了“到2020生物柴油生產能力達到200萬噸”的產業(yè)發(fā)展目標。
國內生產燃料乙醇，主要原料是陳化糧。中國發(fā)展生物燃料的初衷，除了能源替代之外，還有消化陳化糧、提升糧食價格、提高農民收入方面的考慮。目前全球各地生產生物燃料，也是大多以糧食作物為原料，如玉米、大豆、油菜子、甘蔗等。
使用糧食作物作為生產原料的生物燃料被稱為第一代生物燃料。盡管第一代生物燃料到現(xiàn)在為止也只不過經歷了區(qū)區(qū)幾年的發(fā)展，并且只是在很少的幾個國家實現(xiàn)了規(guī)?；a，但是它的局限性很快就顯示出來。目前世界各國都在著力研發(fā)第二代生物燃料。
第一代生物燃料的最大缺點是占用耕地太多以及威脅糧食供應。紐約理工大學教授詹姆斯?喬丹和詹姆斯?鮑威爾前不久在《華盛頓郵報》上撰文指出：生物燃料不是滿足我們對交通燃料需求的一個長期而實用的解決方案、即便目前美國三億公頃耕地都用來生產乙醇，也只能供應2025年需求量的一半?？墒沁@對土地和農業(yè)的影響將是毀滅性的。
美國明尼蘇達大學一個研究小組2006年7月10日在美國《國家科學院學報》上指出，未來的生物燃料應該在產出效率上有明顯提高，其生產用地也不能和主要農作物用地沖突。文章指出，能在低產農田和較惡劣環(huán)境種植的作物如柳枝稷、莎草和木本植物等，可能更有前途。
2006年10月份在北京舉行的“2006中國油氣投資論壇”上，國家能源辦副主任徐錠明指出，發(fā)展生物能源不可一哄而上，要以戰(zhàn)略眼光，結合各地的資源情況，從實際出發(fā)。此前，國家發(fā)改委、農業(yè)部的官員，也分別對地方政府在發(fā)展生物能源方面的沖動提出忠告，要求一定不能與人爭地、爭糧、爭水。
第二代生物燃料漸成氣候
鑒于此，生物燃料業(yè)加快了新技術的開發(fā)，并將目光投向非糧作物。國際能源機構大力支持推進第二代技術的研發(fā)，二代生物燃料不僅有更加豐富的原料來源，而且使用成本很低，草、麥秸、木屑及生長期短的木材都能成為原料。加拿大已建成使用麥秸生產乙醇的工廠，德國開發(fā)了使用木材和麥秸等生產生物柴油的技術，哥倫比亞已成功地從棕櫚油中提煉出乙醇。烏拉圭畜牧業(yè)非常發(fā)達，開始以牛羊脂肪為原料提煉生物柴油。日本已經在大阪建成一座年產1400噸實驗性生物燃料的工廠，可以利用住宅建筑工程中廢棄的木材等原料生產能添加到汽油中的生物燃料。
中國在第二代生物燃料技術方面的研發(fā)也不落后于其他國家。中國科學院一個實驗室研制出一項最新科技成果，可以將木屑、稻殼、玉米稈和棉花稈等多種原料進行熱解液化和再加工，將它們轉化為生物燃料。據(jù)統(tǒng)計，中國目前能夠規(guī)?；玫纳锶剂嫌湍颈局参镉?0種，這10種植物都蘊藏著盛大潛力。豐富的植物資源，使中國生物燃油的前景非常光明。
中國除了進行以木本植物為原料的實驗外，還擴大了糧食原料的實驗范圍，探索以低產農田和較惡劣環(huán)境種植的作物為原料，并在一些技術上取得了突破。2006年8月，河南天冠燃料乙醇有限公司投產的年產3000噸纖維乙醇項目，成為國內首個利用秸稈類纖維質原料生產乙醇的項目。2006年10月19日，中糧集團在廣西開工建設的40萬噸燃料乙醇項目，所用原料為木薯，也屬于非糧作物。加工1噸燃料乙醇，用木薯的成本比用玉米和甘蔗分別低500元和300元左右。而且由于木薯適于在土層淺、雨水不宜保持的喀斯特地區(qū)種植，更有助于幫助農民增加收入。
種種跡象表明，生物燃料的發(fā)展方向正在悄然轉變，生產生物燃料的原料將由“以糧為主”向“非糧替代”轉變。
隨著全球石油、煤炭的大量開采，能源日益枯竭庫，存量不斷減少，能源短缺和隨之而來的環(huán)境污染日漸引起人們的關注，并已成為制約我國經濟社會又快又好發(fā)展的瓶頸。改善能源結構，利用現(xiàn)代科技開發(fā)生物質能源來緩解能源動力，減少污染物排放等問題刻不容緩。我國政府及有關部門對生物質能源利用也極為重視，已將“大力發(fā)展生物質能”列入國家“十二五”規(guī)劃。
2、我國生物質能產業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及前景
現(xiàn)階段我國的生物質能應用主要集中在沼氣利用，生物質直燃發(fā)電，工業(yè)替代燃料和交通運輸燃料這四方面。
2.1 沼氣利用
近年來沼氣利用在中國發(fā)展迅速，在中央投資的帶動下，各地也加大投入，形成了戶用沼氣、小型沼氣、大中型沼氣共同發(fā)展的新格局。沼氣開發(fā)利用現(xiàn)在不僅能解決農民的燒柴問題，更重要的是我國的沼氣發(fā)展正從分散式農戶經營向產業(yè)化方向轉變。2008年山東民和牧業(yè)建成了一個利用雞糞為原料的3MW熱電聯(lián)產沼氣工程；2009年安陽貞元集團通過與丹麥技術資金伙伴合作，以養(yǎng)殖場，公共污糞和秸稈為原料在安陽建立了一個年產400萬m3的車用氣的沼氣項目。從目前情況看，通過生物發(fā)酵產沼氣的技術相當成熟，但是現(xiàn)階段還存在沼氣工程總體規(guī)模較小效益不高，產氣不是很穩(wěn)定，特別是在北方冬季產氣明顯不足，和沼氣副產品市場需求不足等因素約束。
2.2 生物質直燃發(fā)電
生物質直燃發(fā)電是最早采用的一種生物質開發(fā)利用方式，也是消耗量最大、最直接、最容易規(guī)?；凸I(yè)化的能源利用方式。早在2004年，山東單縣、河北晉州和江蘇如東這三個地方就開始了生物質直燃發(fā)電的試點示范，而2006年《可再生能源法》的施行更極大促進了生物質直燃發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，年投資額增長率都在30％以上，到2010年我國生物質直燃發(fā)電量已達到550萬千瓦。其中，我國生物質最大的企業(yè)國能生物發(fā)電集團有限公司在2010年投入運營和在建生物質發(fā)電項目近40個，總裝機容量100萬千瓦。到2013年，該公司規(guī)劃生物質發(fā)電裝機數(shù)量達到100臺，裝機容量達到300萬千瓦。屆時每年可為社會提供綠色清潔電力210億千瓦時，年消耗農林剩余物可達3000萬噸，每年可為農民增收約80億元，每年可減排二氧化碳1500萬噸以上。
生物質直燃發(fā)電技術比較成熟，而且它是增加農民收入、促進農民增收的直接載體，是實現(xiàn)工業(yè)反哺農業(yè)、加快農村經濟發(fā)展的重要途徑。需要注意的是生物質直燃發(fā)電還存在項目投資和運營成本較高，原料供應季節(jié)性強，需要政府補貼，受國家政策影響風險大等問題。
2.3 工業(yè)替代燃料
生物質作為工業(yè)替代燃料主要包括生物質成型燃料、生物質可燃氣和生物質裂解油。
生物質成型燃料一般以木塊、木粉、木屑和秸稈等農業(yè)生物質廢棄物為原料，用作工業(yè)鍋爐的燃料。生物質成型燃料的技術研究開發(fā)始于20世紀80年代，早期主要集中在螺旋擠壓成型機上，但存在成型筒及螺旋軸磨損嚴重，壽命較短，電耗大等缺點，導致綜合成本較高，發(fā)展停滯不前。進入2000年以來，生物質成型技術得到明顯的進展，成型設備的生產與應用已初步形成了一定規(guī)模。國家發(fā)改委規(guī)劃到2010年，生物質成型燃料生產量可達100萬t。生物質成型燃料多用在一些中小型的工業(yè)蒸汽鍋爐、有機熱載體鍋爐和商業(yè)蒸汽鍋爐方面。其中，珠海紅塔仁恒紙業(yè)有限公司的“生物質固體成型燃料替代重油節(jié)能減排項目”項目是目前全國最大的生物質成型燃料節(jié)能減排項目，該項目2011年投入運行，以兩臺40t／h生物質成型燃料專用低壓蒸汽鍋爐，代替現(xiàn)有的六臺燃油鍋爐。
生物質可燃氣較早使用在氣化發(fā)電方面，一般是生物質氣化凈化后的燃氣送給燃氣輪機燃燒發(fā)電或者將凈化后的燃氣送入內燃機直接發(fā)電。生物質氣化發(fā)電廠的規(guī)模一般為幾十千瓦到十幾兆瓦，與生物質直燃發(fā)電相比，它的規(guī)模較小，但它發(fā)電效率較高，投資成本較少，對原料的來源限制也較少。除了氣化發(fā)電，生物質可燃氣也越來越多地應用在工業(yè)替代燃料方面。深圳華美鋼鐵廠就是國內首家使用生物質能源的鋼鐵企業(yè)，它將原燃燒重油的兩段式連續(xù)推鋼加熱爐改燒生物燃氣，該項目在2009年初立項，并2010年5月正式投產至今運行正常，這是目前世界范圍內建成運行的最大的工業(yè)生物燃氣項目。
生物質裂解油是指將秸稈、木屑、甘蔗渣等農業(yè)廢棄物通過高溫快速加熱分解為揮發(fā)性氣體，再經冷卻后提煉出的一種液體。生物質裂解油的熱值一般為16～18MJ／kg，產油率可達70％，它可直接用作鍋爐和窯爐的燃料，也可進一步加工轉換成化工產品。我國在生物質裂解油這方面的研究起步較晚，但近年來發(fā)展較快。浙江大學，中國科技大學，山東理工大學等高校在生物質熱解液化裝置優(yōu)化和油品的應用、分析和提純方面都做了大量的研究工作，也取得了不錯的成績。在生物質裂解油的工業(yè)化應用過程中，2007年廣州迪森公司在廣州蘿崗開發(fā)區(qū)成功建設了一套年產3000噸的生物油工業(yè)實驗裝置并一直連續(xù)運行。易能生物公司則使生物油邁入了工業(yè)應用的新階段，從2007年在安徽合肥建立起第一套年產萬噸的生物油裝置以來，其2009年在山東濱洲和2011年在陜西銅川宜君科技工業(yè)園分別投產了第兩套和第三套的年產萬噸的生物油裝置，這也標志著生物質裂解油的產業(yè)化進入了實質性階段。生物質裂解油與生物柴油、燃料乙醇相比生產成本較低，但是它熱值較低，又具有一定的酸性，需要對燃燒設備進行少量改造。生物質裂解油除能直接用于中低端燃料市場外，還可以進一步通過精煉工藝生產多種化學品，開發(fā)利用的市場潛力巨大，具有十分廣闊的發(fā)展前景。
2.4 交通運輸燃料
生物能源作為交通運輸燃料主要包括生物燃料乙醇和生物柴油。上世紀末，利用糧食相對過剩的條件，我國開始發(fā)展生物燃料乙醇。從目前的情況看，玉米、小麥等糧食類作物和甘蔗、木薯等經濟類作物加工燃料乙醇的技術比較成熟，但基于對國家糧食安全的擔心，和發(fā)展經濟類作物會發(fā)生品種單一，種性退化較嚴重等問題，國家一直有意保持國內燃料乙醇的產量在一定的限制水平。
玉米和木薯加工燃料乙醇目前已處在比較尷尬的境地情況下，我國的企業(yè)和科研院校正加大力度地投入研發(fā)纖維素等新的燃料乙醇的生產。據(jù)了解，中國擁有發(fā)展纖維素乙醇的原料優(yōu)勢。纖維素廣泛分布于農作物秸稈、皮殼當中，資源豐富且價格低廉。2008年吉林燃料乙醇有限公司和2009年安徽豐原生化公司都以玉米秸稈為原料分別建立了一套年產3000t和一套年產5000t燃料乙醇工業(yè)化示范裝置。中糧集團與中石化、丹麥諾維信公司聯(lián)手建造的中國規(guī)模最大的年產萬噸的纖維素TU將于2011年正式投建。纖維素乙醇的生產代表了中國未來燃料乙醇的主流方向，目前需要做的是加快研發(fā)力度，突破技術瓶徑，降低生產成本，加快商業(yè)化生產的速度。
生物柴油主要應用于運輸業(yè)和海運業(yè)，是一種重要的交通運輸燃料。生物柴油在國內的發(fā)展狀況與燃料乙醇相似，用油類植物生產生物柴油的技術比較成熟，但是它受原料的制約嚴重。要發(fā)展大力生物柴油產業(yè)，必須要有穩(wěn)定的原料來源。據(jù)了解，歐美國家主要以菜籽油、大豆油為原料生產生物柴油，但我國人多地少的國情決定了我國生物柴油產業(yè)不宜以食用油為原料，只能大力發(fā)展丘陵鹽堿等非糧用地發(fā)展麻風樹、黃連木等喬灌木油料作物。2010年底中海油在海南中海油東方化工城內的6萬t生物柴油項目正式投產運行，其采用的是高壓酯交換(SRCA)生物柴油生產工藝的裝置，產品已在海南島內的柴油零售批發(fā)網點推廣使用，這是我國首個麻風樹生物柴油產業(yè)化的示范項目。
近年來，利用微藻制備生物柴油受到了國內外的廣泛關注，因為微藻繁衍能力高，生長周期短，可大量培養(yǎng)而不占用耕地，能有效解決原料來源不穩(wěn)定的問題。美國在2007年推出“微型曼哈頓計劃”，其宗旨就是向藻類要能源，目標是到2010年每天產出百萬桶生物燃油，實現(xiàn)藻類產油的工業(yè)化。2008年10月英國碳基金公司也啟動了目前世界上最大的藻類生物燃料項目，投入的2600~-英鎊將用于發(fā)展相關技術和基礎設施，該項目預計到2020年實現(xiàn)商業(yè)化。我國的科研人員也在政府和企業(yè)的大力支持下加緊研發(fā)這項新技術，希望能早日實現(xiàn)產業(yè)化。雖然現(xiàn)在較高的生產成本制約著微藻生物柴油產業(yè)的發(fā)展，但通過今后技術的不斷改進，相信微藻生物柴油產業(yè)的前景是十分廣闊的。
