◇孫海萍

一、生物柴油的起源及技術(shù)發(fā)展情況

二十世紀(jì)七十年代阿拉伯石油禁運(yùn)以及由于美國國內(nèi)石油生產(chǎn)量減少而導(dǎo)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(kuò)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(yīng)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(dá)國家，尤其是資源貧乏國家的高度重視。

其化學(xué)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(xué)催化、生物酶催化、超臨界無催化的酯化/酯交換反應(yīng)。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(biāo)準(zhǔn)等問題，已基本不被使用。目前國外應(yīng)用較多的是均相/非均相化學(xué)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(yīng)多，乳液多，污染嚴(yán)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(fù)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(yīng)速度快，轉(zhuǎn)化率高，產(chǎn)品單純，原料要求不高，因此受到廣泛關(guān)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(xué)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(yīng)用，規(guī)模達(dá)到6萬噸/年，其改進(jìn)的SRCA-II工藝技術(shù)正在進(jìn)行中試。該工藝不使用催化劑，在6.5MPa-8.5MPa壓力下進(jìn)行反應(yīng)，對原料適應(yīng)性強(qiáng)，高酸值油脂能夠直接加工，不需要進(jìn)行脫酸預(yù)處理，產(chǎn)品轉(zhuǎn)化率96%以上，質(zhì)量可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)（GB/T 20828-2007），副產(chǎn)甘油濃度達(dá)80%。

3.國內(nèi)外生物柴油技術(shù)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?fàn)顩r

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(jìn)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(jī)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(jìn)本國可再生能源應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)”（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(jī)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(yù)計能夠達(dá)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(biāo)準(zhǔn)；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(biāo)準(zhǔn)，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(bǔ)貼。市場推廣方面，美國政府機(jī)構(gòu)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(bǔ)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)的出臺

生物柴油標(biāo)準(zhǔn)是一個系統(tǒng)工程，不僅包括生物柴油的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，而且包括不同混比產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、原料儲存標(biāo)準(zhǔn)、生物柴油加工設(shè)備規(guī)范等一系列標(biāo)準(zhǔn)。我國生物柴油的標(biāo)準(zhǔn)《柴油機(jī)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(biāo)準(zhǔn)》（以下稱《B5標(biāo)準(zhǔn)》）出臺，此標(biāo)準(zhǔn)的出臺為國內(nèi)生物柴油進(jìn)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(jìn)入加油站，導(dǎo)致我國生物柴油更多只能應(yīng)用于化學(xué)產(chǎn)品、農(nóng)用動力機(jī)械等方面，還未在汽車發(fā)動機(jī)使用。《B5標(biāo)準(zhǔn)》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(yīng)等因素，考慮制訂《B10》等其他更細(xì)化的標(biāo)準(zhǔn)，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(yuǎn)期發(fā)展工程藻類等。從這個意義上來說，《B5標(biāo)準(zhǔn)》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(biāo)準(zhǔn)》，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(yīng)、生產(chǎn)、混配、儲運(yùn)和流通及相關(guān)配套政策、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、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(yīng)的補(bǔ)貼優(yōu)惠政策，并加強(qiáng)社會性宣傳引導(dǎo)。只有這樣才能逐漸培育、豐富生物柴油產(chǎn)業(yè)鏈，促進(jìn)形成良好的投資氛圍，促進(jìn)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(guān)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(jìn)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(guān)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(wù)總局聯(lián)合出臺了《關(guān)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(bǔ)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(lǐng)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(xì)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(kuò)建的生物柴油企業(yè)都在觀望。它們都期望政府在財政補(bǔ)貼或稅收優(yōu)惠等方面進(jìn)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(jìn)入成品油銷售領(lǐng)域。

由于缺乏良好的產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃和相關(guān)扶持政策的實施細(xì)則，生物柴油產(chǎn)品和原料價格存在著嚴(yán)重倒掛現(xiàn)象，生物柴油產(chǎn)品也難以進(jìn)入到相對強(qiáng)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)模化、穩(wěn)定供應(yīng)是生物柴油產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，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(shè)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(shè)的成績較小。主要原因是，小桐子等能源林作物從種植到進(jìn)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(shè)的進(jìn)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(dá)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(shè)經(jīng)驗，致使林木種苗培育、種植管護(hù)、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(lǐng)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(guān)，還和飲食結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)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(guān)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(yīng)將會逐步充足，更多企業(yè)有了進(jìn)一步提高技術(shù)效能或擴(kuò)產(chǎn)的動力，初步估計到2015年，能夠達(dá)到生物柴油準(zhǔn)入條件的企業(yè)數(shù)量將達(dá)到15～20家，產(chǎn)能達(dá)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(dá)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(yīng)考慮近期以廢棄油脂為主要原料、中期以非糧油料為主、遠(yuǎn)期考慮生物油藻。在非糧油料的建設(shè)中，應(yīng)采取先育種、示范種植、經(jīng)濟(jì)評估、規(guī)?；N植等逐步探索的方式，因地制宜。

2.政策支持應(yīng)在合理分析產(chǎn)業(yè)特點的基礎(chǔ)上針對不同環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)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(lǐng)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(bǔ)貼180～200元/畝

（廢棄油脂）：尚無

生產(chǎn)環(huán)節(jié)（建設(shè)、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(fù)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(bǔ)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(bǔ)貼、貼息、免征消費稅等國家補(bǔ)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(fù)，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(yuǎn)低于石化柴油，企業(yè)負(fù)擔(dān)較重。但即便如此，在進(jìn)入成品油銷售領(lǐng)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?yán)^續(xù)低價銷售生物柴油，促進(jìn)其市場開發(fā)，但同時按照噸補(bǔ)貼（定額補(bǔ)貼）的方式給予生產(chǎn)企業(yè)一定的補(bǔ)償。另外，在政策制定方面，可以借鑒風(fēng)力發(fā)電的補(bǔ)貼政策，所有風(fēng)電企業(yè)，補(bǔ)貼均體現(xiàn)在電價中，即國家制定的標(biāo)桿電價，企業(yè)不需單獨申請，進(jìn)入此產(chǎn)業(yè)即享受此政策，因此極大地促進(jìn)了風(fēng)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(zhǔn)入及監(jiān)管機(jī)制

（1）進(jìn)一步細(xì)化生物柴油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

在現(xiàn)有BD100、BD5標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究并出臺不同混比產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、原料儲存標(biāo)準(zhǔn)、生物柴油加工設(shè)備規(guī)范等，建立完善供、產(chǎn)、銷一體化的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）嚴(yán)格生物柴油生產(chǎn)企業(yè)準(zhǔn)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(biāo)，其環(huán)保裝置的水平和安全設(shè)施的水平較低，污水中COD高達(dá)20000ppm，同時含有硫酸、氫氧化鈉等難以處理的化學(xué)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(yīng)嚴(yán)格生物柴油生產(chǎn)企業(yè)的準(zhǔn)入條件，取締裝置生產(chǎn)不安全、環(huán)保不達(dá)標(biāo)的企業(yè)，同時，重點扶持原料適應(yīng)性強(qiáng)、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(jìn)一步加強(qiáng)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(qū)動下，地溝油等廢棄油脂中的相當(dāng)一部分通過非法渠道直接或間接流入餐桌或者進(jìn)入食物鏈，不僅造成了生物柴油產(chǎn)業(yè)原料供應(yīng)不足、成本較高的不利局面，同時也嚴(yán)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(guān)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(fù)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(yīng)完善相關(guān)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(yīng)機(jī)制，走資質(zhì)化、法制化的道路，提高監(jiān)管力度。廢棄油脂的穩(wěn)定供應(yīng)可進(jìn)一步降低生物柴油的生產(chǎn)成本，促進(jìn)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(yuǎn)的將來，生物柴油產(chǎn)業(yè)將成為我國可再生能源領(lǐng)域中的一支新生力量茁壯成長，在提高人們生活環(huán)境質(zhì)量的同時，也將為提高食品衛(wèi)生安全做出重要貢獻(xiàn)。

[1]許家勝，陰翔宇，張杰等.生物柴油制備新工藝的研究進(jìn)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(shù)，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.