◇孫海萍

一、生物柴油的起源及技術發(fā)展情況

二十世紀七十年代阿拉伯石油禁運以及由于美國國內(nèi)石油生產(chǎn)量減少而導致的石油價格上漲，促成了八十年代末“生物柴油”的出現(xiàn)和發(fā)展。

1988年，德國聶爾公司首次以油菜籽為原料提煉出生物柴油，其主要成分是脂肪酸甲酯。目前，生物柴油的原料范疇逐步擴展到各類動、植物油脂[1]，但加工工藝上基本是通過動、植物油脂與甲醇或乙醇經(jīng)酯化或酯交換反應制備。由于生物柴油具有芳烴含量低、閃點高、十六烷值高、良好的潤滑性、幾乎不含硫、燃燒后有害氣體排放大幅度減少等特點[2]，逐漸成為一種可代替石化柴油的可再生性柴油燃料，也引起世界發(fā)達國家，尤其是資源貧乏國家的高度重視。

其化學合成方式如下：

目前國內(nèi)外普遍使用的生物柴油合成方法主要包括物理法、化學催化、生物酶催化、超臨界無催化的酯化/酯交換反應。物理法主要包括混合工藝和微乳液工藝，雖然簡單易行，但由于其存在粘度高、易破乳、燃燒性能難以滿足標準等問題，已基本不被使用。目前國外應用較多的是均相/非均相化學酸堿催化酯交換工藝，除此以外，國內(nèi)已開始嘗試超臨界無催化醇解工藝。

1.酸堿催化工藝

酸堿催化分為均相催化和非均相催化。均相催化主要有酸催化和堿催化，常用的酸堿催化劑有H2SO4，HCL和NaOH，KOH,CH3ONa,CH3OK等。傳統(tǒng)的均相催化法存在副反應多，乳液多，污染嚴重等問題。而非均相催化劑可以較好地解決催化劑與產(chǎn)物分離的問題，還可以減少廢催化劑及水洗液對環(huán)境的污染。目前，非均相催化劑主要有樹脂、粘土、分子篩、復合氧化物、硫酸鹽等。

2.超臨界法

超臨界甲醇（supercritical methanol,SCMeOH）酯交換法是近年來提出的新方法，其突出的優(yōu)勢在于反應速度快，轉化率高，產(chǎn)品單純，原料要求不高，因此受到廣泛關注，但高溫、高壓操作是其缺點[3-4]。

目前由國內(nèi)石油化工科學研究院開發(fā)的超近臨界醇解工藝（SRCA-I）已實現(xiàn)工業(yè)化應用，規(guī)模達到6萬噸/年，其改進的SRCA-II工藝技術正在進行中試。該工藝不使用催化劑，在6.5MPa-8.5MPa壓力下進行反應，對原料適應性強，高酸值油脂能夠直接加工，不需要進行脫酸預處理，產(chǎn)品轉化率96%以上，質量可達到國家標準（GB/T 20828-2007），副產(chǎn)甘油濃度達80%。

3.國內(nèi)外生物柴油技術對比

二、國內(nèi)外生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.國外生物柴油發(fā)展狀況

由于歐洲國家對替代燃料的立法支持、差別稅收以及對生物柴油在汽車燃料中銷售比例的規(guī)定，共同促進了生物柴油產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。2003年，歐洲國家生物柴油的產(chǎn)量超過了176萬噸，2004年比2003年增長了35%，2006年的產(chǎn)量超過400萬噸，生物柴油份額已占成品油市場的5%以上。2010年生物柴油的產(chǎn)量約為957萬噸，比2009年增加5.5%，占全球的53%，其中以德國和法國的產(chǎn)量最高，其次是西班牙和意大利。目前歐盟已成為生物柴油的主要生產(chǎn)國和消費國，生產(chǎn)原料主要是油菜籽。從整體趨勢來看，生物柴油的產(chǎn)量逐年增加，但由于金融危機等影響，增速有所放緩。

美國是世界上最大的石油消耗國家，為了促進本國可再生能源應用，美國從2005年相繼出臺了系列產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃及政策措施，制定了“可再生能源標準”（RFS），以加快生物能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展步伐。隨后，美國生物柴油產(chǎn)量大幅增長。2007年產(chǎn)量150萬噸，2008年超過200萬噸，2009年受金融危機影響產(chǎn)量下滑至190萬噸，2011年美國生物柴油產(chǎn)量約為350萬噸。若按照目前的發(fā)展速度，至2013年美國生物柴油產(chǎn)量預計能夠達到450萬噸左右，基本滿足該類能源的市場需求。

2011年，巴西、阿根廷的生物柴油產(chǎn)量分別為250萬噸、230萬噸，分列世界第三、第四。其原料主要采用大豆油，產(chǎn)品除本國使用外，部分出口歐盟。

國外生物柴油產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展基本得益于①穩(wěn)定的原料基地；②完善的市場標準；③積極、合理、有效且適合本國特點的政策支持。例如，美國以大豆油為主生產(chǎn)生物柴油，同時解決其中部農(nóng)業(yè)問題；ASTM相繼在1996年和2000年發(fā)布標準，完善生物柴油的產(chǎn)業(yè)化條件，并且美國政府實行積極鼓勵的方式，在生物柴油的價格上給予一定的補貼。市場推廣方面，美國政府機構是生物柴油的一個重要市場，1992年《能源法案》要求聯(lián)邦政府部門車輛部分使用生物柴油，從2005年3月開始，美國海軍要求其所有符合要求的車船均使用混合20%生物柴油的燃料，許多聯(lián)邦政府、州政府和地方政府相繼模仿，目前，一半以上的州政府公車或卡車推廣使用生物柴油。在德國，生物柴油按照5%的比例加入石油煉制的柴油中賣給消費者（B5），德國農(nóng)民種植作為生物柴油原料的油料可獲得約1000馬克/公頃補貼，并且政府對生物柴油的生產(chǎn)予以免稅優(yōu)惠。同樣，法國、意大利、奧地利等國均采取減免生物柴油消費稅等方式推進產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.國內(nèi)生物柴油企業(yè)艱難前行

（1）生物柴油標準的出臺

生物柴油標準是一個系統(tǒng)工程，不僅包括生物柴油的質量標準，而且包括不同混比產(chǎn)品標準、原料儲存標準、生物柴油加工設備規(guī)范等一系列標準。我國生物柴油的標準《柴油機燃料調(diào)和用生物柴油（BD100）》（GB/T 20828-2007）在 2007 年5月1日起實施。時隔三年，2010年《生物柴油調(diào)和燃料（B5）國家標準》（以下稱《B5標準》）出臺，此標準的出臺為國內(nèi)生物柴油進入成品油市場打開了大門。在此之前，生物柴油生產(chǎn)企業(yè)不能直接利用加油站等銷售渠道，只能將產(chǎn)品出售給燃油中間商和下游加工企業(yè)或只能儲存著自行尋找銷售渠道。因為不能進入加油站，導致我國生物柴油更多只能應用于化學產(chǎn)品、農(nóng)用動力機械等方面，還未在汽車發(fā)動機使用。《B5標準》出臺實施后，根據(jù)生物柴油產(chǎn)量、市場銷售情況、汽車業(yè)反應等因素，考慮制訂《B10》等其他更細化的標準，才有可能實現(xiàn)我國生物柴油發(fā)展的路線圖——近期利用廢油、中期開發(fā)油料植物、遠期發(fā)展工程藻類等。從這個意義上來說，《B5標準》頒布實施意義重大。

（2）生物柴油的發(fā)展需要合理的政策支持

雖然國家出臺了《B5標準》，但作為一種新興產(chǎn)業(yè)和國家的戰(zhàn)略性舉措，生物柴油產(chǎn)業(yè)在初期普遍存在投入大、成本高、商業(yè)模式不成熟、市場待開發(fā)等特點。產(chǎn)業(yè)的發(fā)展涉及原料供應、生產(chǎn)、混配、儲運和流通及相關配套政策、質量標準、法規(guī)的制定等各個方面。需要政府在針對生產(chǎn)、銷售、用戶等各環(huán)節(jié)都實施相應的補貼優(yōu)惠政策，并加強社會性宣傳引導。只有這樣才能逐漸培育、豐富生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈，促進形成良好的投資氛圍，促進整個行業(yè)良性發(fā)展。

自2006年《可再生能源法》發(fā)布以來，國家各個部委單獨或聯(lián)合頒發(fā)了很多關于生物柴油產(chǎn)業(yè)的鼓勵政策，對于生物柴油行業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進作用。

2006年5月，財政部正式出臺了《可再生能源發(fā)展專項資金管理暫行辦法》（財建〔2006〕237號），把非糧為原料的生物能源放在首位；2006年9月國家發(fā)布了《關于發(fā)展生物能源和生物化工財稅扶持政策的實施意見》（財建〔2006〕702 號）；財政部、國家稅務總局聯(lián)合出臺了《關于對利用廢棄的動植物油生產(chǎn)純生物柴油免征消費稅的通知》（財稅[2010]118號）；2007年9月20日，財政部出臺了《生物能源和生物化工原料基地補助資金管理暫行辦法》（財建[2007]435號）。

雖然發(fā)改委、財政部、科技部等部門都有生物柴油支持政策，但支持領域的不同使得支持資金過于分散，同時，有些政策在執(zhí)行過程中往往缺乏具體可實施的細則，對生物柴油上下游產(chǎn)業(yè)鏈，包括廢棄油脂收集、木本原料的種植、采摘、粗加工、生物柴油生產(chǎn)到銷售等各個環(huán)節(jié)，缺乏明晰完善的財稅政策扶持體系。由于政策的不確定性，目前生物柴油行業(yè)發(fā)展處于低潮期，一些有意繼續(xù)投資或擴建的生物柴油企業(yè)都在觀望。它們都期望政府在財政補貼或稅收優(yōu)惠等方面進行更廣泛和更深入的支持，扶持產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

（3）國內(nèi)生物柴油產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

根據(jù)最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，截至2011年末，我國具有一定生產(chǎn)能力的生物柴油生產(chǎn)企業(yè)50多家，生產(chǎn)能力約為197萬噸/年，但微利或虧損的經(jīng)營情況致使絕大部分企業(yè)處于半停產(chǎn)或停產(chǎn)狀態(tài)，全國生物柴油裝置平均開工率只有20%～25%，實際產(chǎn)量約為40～50萬噸，且大部分產(chǎn)品未進入成品油銷售領域。

由于缺乏良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和相關扶持政策的實施細則，生物柴油產(chǎn)品和原料價格存在著嚴重倒掛現(xiàn)象，生物柴油產(chǎn)品也難以進入到相對強勢的三大石油公司成品油銷售系統(tǒng)中。

在生物柴油近十年的發(fā)展歷程中，國家的政策仍然停留在“政策層面”而無法讓生物柴油企業(yè)獲得支持，生物柴油企業(yè)只能依靠自身的力量在完全競爭的、不成熟的市場環(huán)境中艱難前行。

三、分析與思考

1.因地制宜，制訂適合本國國情的生物柴油原料發(fā)展規(guī)劃

原料的規(guī)?；?、穩(wěn)定供應是生物柴油產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的基礎，在堅持“不與民爭糧、不與糧爭地”的原則前提下，適合于中國生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原料無外乎工業(yè)或食用廢棄油脂、非糧含油作物、生物油藻等。除廢棄油脂外，上述原料的使用都存在“以農(nóng)業(yè)供工業(yè)”的特點，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的間斷性、不穩(wěn)定性以及收集半徑小、規(guī)模小等特點使生物柴油的連續(xù)化、規(guī)?；a(chǎn)存在較大的難度。

2008年，由國家能源局推動的 “國家級生物柴油示范項目”，就是以“林油一體化”為主要模式，建設能源林種植基地，探索非糧油料的規(guī)?；N植。經(jīng)過幾年的探索，能源林建設的成績較小。主要原因是，小桐子等能源林作物從種植到進入豐產(chǎn)期，一般需6年以上的時間，在前6年基本沒有收益，且占用資金較大，限制了能源林基地建設的進度和規(guī)模。且隨著國內(nèi)人工成本和肥料、農(nóng)藥等價格的上漲，能源林作物產(chǎn)出成本已達到甚至超過了廢棄油脂原料的采購價格和生物柴油產(chǎn)品的銷售價格，使得處于產(chǎn)業(yè)培育階段的生物柴油產(chǎn)業(yè)舉步維艱。另外，在前幾年生物柴油快速發(fā)展過程中，全國種植了大批諸如小桐子、無患子、文冠果、黃連木、烏桕、油桐、油莎豆等多種能源林，但由于缺乏優(yōu)良樹種和能源林建設經(jīng)驗，致使林木種苗培育、種植管護、病蟲害防治和高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)等工作與生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展要求相對滯后。

目前，國內(nèi)生物柴油的生產(chǎn)主要以廢棄油脂為原料，特別是近幾年國家對地溝油回流餐桌增大了打擊力度，使得大部分地溝油價格下跌并逐步流向生物柴油領域。地溝油產(chǎn)量在全國的分布，除了和各省市城鎮(zhèn)人口數(shù)量有關，還和飲食結構有很大的關系。廣東、山東、四川、江蘇地溝油產(chǎn)量分列全國前四位，約占全國總量的37%。據(jù)有關資料介紹，2011年我國地溝油產(chǎn)量約為240～300萬噸。在未來的2～10年內(nèi)，隨著國家對生物柴油扶持和地溝油流向監(jiān)管力度的加大，生物柴油的原料供應將會逐步充足，更多企業(yè)有了進一步提高技術效能或擴產(chǎn)的動力，初步估計到2015年，能夠達到生物柴油準入條件的企業(yè)數(shù)量將達到15～20家，產(chǎn)能達到約100萬噸，每年的地溝油消耗量約110萬噸；到2020年，企業(yè)數(shù)量可達到30～40家，每年的地溝油消耗量約320萬噸，既解決了食品安全問題，也解決了生物柴油原料和能源替代的問題，環(huán)境效益和社會效益顯著，是一項利國利民的重要措施。

因此，生物柴油發(fā)展的路線圖中，從原料路徑上來看應考慮近期以廢棄油脂為主要原料、中期以非糧油料為主、遠期考慮生物油藻。在非糧油料的建設中，應采取先育種、示范種植、經(jīng)濟評估、規(guī)?；N植等逐步探索的方式，因地制宜。

2.政策支持應在合理分析產(chǎn)業(yè)特點的基礎上針對不同環(huán)節(jié)進行補助

一般對新興產(chǎn)業(yè)的扶持政策可劃分為三個方面，一是原料環(huán)節(jié)、二是生產(chǎn)環(huán)節(jié)、三是使用環(huán)節(jié)。

我國在生物柴油領域已實施產(chǎn)業(yè)政策具體如下：

原料環(huán)節(jié)（種植基地）：基地補貼180～200元/畝

（廢棄油脂）：尚無

生產(chǎn)環(huán)節(jié)（建設、加工、銷售）：

固定資產(chǎn)投資的20%～30%作為獎勵基金

固定資產(chǎn)投資貼息

廢棄油脂生產(chǎn)生物柴油免征消費稅

示范項目免征增值稅

使用環(huán)節(jié)（購買生物柴油）：尚無

目前，一般生物柴油生產(chǎn)企業(yè)的成本較高，而銷售價格則僅為石化柴油的90%～92%。以廢棄油脂為原料生產(chǎn)生物柴油，原料與產(chǎn)品的價差一般在900～1000元/噸左右。噸產(chǎn)品的變動成本一般約500～600元，固定成本隨著生產(chǎn)負荷變化而變化。但總的來說，毛利較低，一旦在市場發(fā)生波動或成品油價格持續(xù)下跌的情況下，生物柴油企業(yè)就難以維持正常生產(chǎn)。因此，政策補貼是這個產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的一個重要支撐。

從生產(chǎn)環(huán)節(jié)來看，固定資產(chǎn)補貼、貼息、免征消費稅等國家補貼政策基本到位。但這些政策的申請需要企業(yè)就個體的項目逐個去申請，國家針對項目的情況逐一審查批復，耗時較長，使企業(yè)望而卻步。在消費端，生物柴油的價格已遠低于石化柴油，企業(yè)負擔較重。但即便如此，在進入成品油銷售領域時依然受到三大石油公司的制約，企業(yè)發(fā)展沒有積極性。因此，可以嘗試繼續(xù)低價銷售生物柴油，促進其市場開發(fā)，但同時按照噸補貼（定額補貼）的方式給予生產(chǎn)企業(yè)一定的補償。另外，在政策制定方面，可以借鑒風力發(fā)電的補貼政策，所有風電企業(yè)，補貼均體現(xiàn)在電價中，即國家制定的標桿電價，企業(yè)不需單獨申請，進入此產(chǎn)業(yè)即享受此政策，因此極大地促進了風電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。生物柴油的產(chǎn)業(yè)政策也需具有普遍性。

3.積極探索市場準入及監(jiān)管機制

（1）進一步細化生物柴油行業(yè)標準

在現(xiàn)有BD100、BD5標準的基礎上，進一步研究并出臺不同混比產(chǎn)品標準、原料儲存標準、生物柴油加工設備規(guī)范等，建立完善供、產(chǎn)、銷一體化的行業(yè)標準。

（2）嚴格生物柴油生產(chǎn)企業(yè)準入門檻

我國目前的生物柴油生產(chǎn)企業(yè)絕大部分是以廢棄油脂為原料的中小型民營企業(yè)，由于其追求盈利的目標，其環(huán)保裝置的水平和安全設施的水平較低，污水中COD高達20000ppm，同時含有硫酸、氫氧化鈉等難以處理的化學藥劑，使得原本綠色環(huán)保的產(chǎn)業(yè)存在“不清潔”的生產(chǎn)過程。因此，應嚴格生物柴油生產(chǎn)企業(yè)的準入條件，取締裝置生產(chǎn)不安全、環(huán)保不達標的企業(yè)，同時，重點扶持原料適應性強、生產(chǎn)過程清潔、能耗物耗低、綜合利用及自動化水平較高的生產(chǎn)單位成為國家示范企業(yè)。

（3）進一步加強地溝油收集、加工、銷售的政府監(jiān)管

長期以來，我國食用油、飼料油資源緊張，價格居高不下，在利益的驅動下，地溝油等廢棄油脂中的相當一部分通過非法渠道直接或間接流入餐桌或者進入食物鏈，不僅造成了生物柴油產(chǎn)業(yè)原料供應不足、成本較高的不利局面，同時也嚴重危害食品衛(wèi)生安全。雖然國家、地方政府已經(jīng)頒布了多項關于餐廚垃圾和地溝油（尤其是餐廚廢油）的管理辦法，但由于地溝油的收集渠道復雜、涉及環(huán)節(jié)較多，使得很大一部分地溝油收集、加工、銷售依然處于政府監(jiān)管范圍之外。因此，應完善相關政策措施、法規(guī)及實施辦法，建立完善的廢棄油脂收購供應機制，走資質化、法制化的道路，提高監(jiān)管力度。廢棄油脂的穩(wěn)定供應可進一步降低生物柴油的生產(chǎn)成本，促進產(chǎn)業(yè)發(fā)展，同時保障國家的食品安全。

我們相信，在國家政策的支持下，不遠的將來，生物柴油產(chǎn)業(yè)將成為我國可再生能源領域中的一支新生力量茁壯成長，在提高人們生活環(huán)境質量的同時，也將為提高食品衛(wèi)生安全做出重要貢獻。

[1]許家勝，陰翔宇，張杰等.生物柴油制備新工藝的研究進展[J].可再生能源，2010,28（3）：107-111.

[2]DEMIRBAS A Biodiesel production from vegetable oils via catalytic and non-catalytic supercritical methanol transesterifacation methods[J].Progress in Energy and Combustion Science,2005,31:466-487.

[3]銀建中，肖敏.超臨界CO2酶催化法制備生物柴油工藝研究[J].化工裝備技術，2008,29:22-27.

[4]肖敏，銀建中，宋吉彬.超臨界甲醇法制備生物柴油[J].現(xiàn)代化工，2006,26:301-303.