生物柴油：清洁的可再生能源——生物柴油的优势和生产

生物柴油：清洁的可再生能源——生物柴油的优势和生产工艺
　　
　　世界各国对新能源的研发越来越重视，各类新能源层出不穷。有的国家用油菜、大豆等生物质为原料制造生物柴油；有的国家用“地沟油”造柴油；也有的国家对塑料瓶、垃圾和废旧轮胎以及木屑进行处理，以获得生物柴油；更有人利用动物的尸体生产柴油。油菜、大豆、玉米、蓖麻、棕榈、椰子、葵花子、棉籽、白菜、胡萝卜、香蕉等植物都将是未来能源的重要源泉。
　　
　　生物柴油是清洁的可再生能源，它是以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料，是优质的石油柴油代用品。生物柴油燃烧时排放的二氧化碳远低于植物生长过程中所吸收的二氧化碳，从而改善了由于二氧化碳的排放而导致的全球变暖这一有害人类的重大环境问题。因而生物柴油是一种真正的绿色柴油。大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
　　
　　柴油分子是由15个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子则一般由14—18个碳链组成，与柴油分子中的碳链数相近。因此生物柴油就是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。按化学成分分析，生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸碳18为主要成分的甘油脂分解而获得的。与常规柴油相比，生物柴油具有下述无法比拟的性能：
　　
　　1.点火性能佳。生物柴油的关键指标十六烷值较高，大于45（石油化柴油为45），抗爆性能优于石化柴油，从而使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。
　　
　　2.燃烧更充分。生物柴油含氧量高于石化柴油，可达11％，在燃烧过程中所需的氧气量较石化柴油少，燃烧残留物呈微酸性。
　　
　　3.适用性广。除了供公交车、卡车等柴油机的替代燃料外，又可以做海洋运输、水域动力设备、地质矿业设备、燃料发电厂等非道路用柴油机之替代燃料。
　　
　　4.保护动力。生物柴油较柴油的运动粘度稍高，在不影响燃油雾化的情况下，更容易在汽缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的润滑性，降低机件磨损。
　　
　　5.通用性好。无须改动柴油机，可直接添加使用，同时无需另添设加油设备，储运设备及人员的特殊技术训练。
　　
　　6.安全可靠。生物柴油的闪点较石化柴油高，有利于安全储运和使用。
　　
　　7.节能降耗。生物柴油其本身即为燃料，以一定比例与石化柴油混合使用可以降低油耗、提高动力性。
　　
　　8.气候适应性好。由于不含石蜡，低温流动性佳，适用区域广泛。
　　
　　9.功用多。不仅可做燃油又可作为添加剂促进燃烧效果，从而具有双重功能。
　　
　　生物柴油的生产方法
　　
　　目前，国际上制造生物柴油的途径主要有三种：化学合成法、生物酶法和工程微藻法。
　　
　　化学合成方法即用动物和植物油脂与甲醇或乙醇等低碳醇在酸或者碱性催化剂和高温（230—250摄氏度）下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，再经洗涤干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生产过程中可循环使用，生产设备与一般制油设备相同，生产过程中可产生10％左右的副产品甘油。
　　
　　但化学法合成生物柴油有以下缺点：工艺复杂，醇必须过量，后续工艺必须有相应的醇回收装置；能耗高，色泽深；由于脂肪中不饱和脂肪酸在高温下容易变质，酯化产物难于回收，成本高；生产过程有废碱液排放。
　　
　　为解决上述问题，人们开始借助生物酶法即脂酶进行酯交换反应，混在反应物中的游离脂肪酸和水对酶的催化效应无影响。反应液静置后，脂肪酸甲酯即可与甘油分离，从而可获取较为纯净的柴油。
　　
　　目前生产生物柴油的主要问题是成本高。据统计，生物柴油制备成本的75％是原料成本。因此采用廉价原料及提高转化从而降低成本是生物柴油能否实用化的关键。美国已开始通过基因工程方法研究高油含量的植物，日本采用工业废油和废煎炸油，欧洲是在不适合种植粮食的土地上种植富油脂的农作物。
　　
　　“工程微藻”法为生产柴油生产开辟了一条新的技术途径。美国国家可更新实验室（NREL）通过现代生物技术建成“工程微藻”，即硅藻类的一种“工程小环藻”。在实验室

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