生物質(zhì)液化技術(shù)和市場

1.生物質(zhì)能源特點(diǎn)及發(fā)展?fàn)顩r2.燃料乙醇發(fā)展?fàn)顩r分析3.生物柴油發(fā)展?fàn)顩r分析4.生物油性質(zhì)及技術(shù)發(fā)展分析5.中國生物油市場分析報(bào)告目錄1.生物質(zhì)能源特點(diǎn)及發(fā)展?fàn)顩r1.1生物質(zhì)能源概況1.2生物質(zhì)能源特點(diǎn)1.3生物質(zhì)能源的分類1.4生物質(zhì)能源發(fā)展簡要?dú)v程1.5發(fā)展生物質(zhì)能源的必要性1.6生物質(zhì)能源利用主要技術(shù)1.7生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換方式1.8生物質(zhì)能源重要研發(fā)方向1.9美國生物能源發(fā)展?fàn)顩r1.10歐盟生物能源發(fā)展?fàn)顩r1.11中國生物能源發(fā)展?fàn)顩r1.12巴西生物能源發(fā)展?fàn)顩r1.1生物質(zhì)能源概況生物質(zhì)能簡介

生物質(zhì)能就是太陽能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。生物質(zhì)能蘊(yùn)藏在植物、動(dòng)物和微生物等可以生長的有機(jī)物中，它是由太陽能轉(zhuǎn)化而來的。有機(jī)物中除礦物燃料以外的所有來源于動(dòng)植物的能源物質(zhì)均屬于生物質(zhì)能，通常包括木材、森林廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物、動(dòng)物糞便等。地球上的生物質(zhì)能資源較為豐富。地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億噸，其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10-20倍，但目前的利用率不到3%。據(jù)估計(jì)，每年地球上僅通過光合作用生成的生物質(zhì)總量就達(dá)1440～1800億噸(干重)，其能量約相當(dāng)于20世紀(jì)90年代初全世界總能耗的3～8倍。生物質(zhì)能的利用

生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣，占世界能源消費(fèi)總量第四位的能源，在整個(gè)能源系統(tǒng)中占有重要地位。目前人類對生物質(zhì)能的利用包括直接用作燃料的有農(nóng)作物的秸稈、薪柴等；間接作為燃料的有農(nóng)林廢棄物、動(dòng)物糞便、垃圾及藻類等；或采用熱解法制造液體和氣體燃料，也可制造生物炭。生物質(zhì)能是世界上最為廣泛的可再生能源，但是尚未被人們合理利用，多半直接當(dāng)薪柴使用。目前，生物質(zhì)能技術(shù)的研究與開發(fā)已成為世界重大熱門課題之一，受到世界各國政府與科學(xué)家的關(guān)注。國內(nèi)外的生物質(zhì)能技術(shù)和裝置很多已達(dá)到商業(yè)化應(yīng)用程度，實(shí)現(xiàn)了規(guī)?；a(chǎn)業(yè)經(jīng)營。排出CO2光合作用轉(zhuǎn)化設(shè)備用戶電/熱/氣/油吸收CO2放出O2O2O2排出CO2圖：生物質(zhì)能利用過程示意1.2生物質(zhì)能源特點(diǎn)生物質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)：可再生低污染廣泛分布性總量十分豐富某些條件下屬于廉價(jià)能源與其它非傳統(tǒng)性能源相比較，技術(shù)上的難題較少生物質(zhì)的缺點(diǎn)：原料成分復(fù)雜能量密度低收集成本高各種生物質(zhì)分布不均小規(guī)模利用相比化石燃料而言，生物質(zhì)能具有以下顯著特點(diǎn)：可再生性。生物質(zhì)通過植物的光合作用可以再生，與風(fēng)能、太陽能同屬可再生能源。生物質(zhì)資源豐富，可保證能源的永續(xù)利用。生物質(zhì)利用過程中具有二氧化碳零排放特性。生物質(zhì)在生長時(shí)需要的CO2相當(dāng)于它燃燒時(shí)排放的CO2的量，CO2凈排放量近似于零，可有效降低溫室效應(yīng)。生物質(zhì)含硫、含氮都較低，灰分含量也很少，燃燒后SO2、NOx和灰塵排放量比化石燃料小得多，是一種清潔的燃料。生物質(zhì)資源分布廣、產(chǎn)量大，轉(zhuǎn)化方式多種多樣。生物質(zhì)單位質(zhì)量熱值較低，而且一般生物質(zhì)中水份含量大，影響了生物質(zhì)的燃燒和熱裂解特性。生物質(zhì)的分布比較分散，收集、運(yùn)輸和預(yù)處理的成本較高。1.3生物質(zhì)能源的分類生物質(zhì)資源按照來源可分為六大類森林能源森林能源是森林生長和林業(yè)生產(chǎn)過程提供的生物質(zhì)能源，主要是薪材，也包括森林工業(yè)的一些殘留物等。森林薪材來源于樹木生長過程中修剪的枝椏、木材加工的邊角余料以及專門提供薪材的薪炭林。農(nóng)作物秸稈農(nóng)作物秸稈是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，也是我國農(nóng)村的傳統(tǒng)燃料。秸稈資源與農(nóng)業(yè)種植業(yè)的生產(chǎn)關(guān)系十分密切。禽畜糞便禽畜糞便也是一種重要的生物質(zhì)能源。除在牧區(qū)有少量直接燃燒外，禽畜糞便主要是作為沼氣的發(fā)酵原料。中國主要的禽畜是雞、豬和牛。生活垃圾城鎮(zhèn)生活垃圾主要是由居民生活垃圾、商業(yè)和服務(wù)業(yè)垃圾、少量建筑垃圾等廢棄物所構(gòu)成的混合物，成分比較復(fù)雜，其構(gòu)成主要受居民生活水平、能源結(jié)構(gòu)、城市建設(shè)、綠化面積以及季節(jié)變化影響。能源植物能源植物種類較多，例如制糖作物、油料植物等。目前國內(nèi)外正在研究和已經(jīng)研究利用的植物主要有三角戟、三葉橡膠樹、麻瘋樹、漢加樹、白乳木、油桐、小桐子、光皮樹、油楠、油橄欖等。水生植物一些水生藻類，主要包括海洋生的馬尾藻、巨藻、海帶等，淡水生的布袋草、浮萍、小球藻等，水生植物轉(zhuǎn)化成燃料，也是增加能源供應(yīng)的方法之一。1.4生物質(zhì)能源發(fā)展簡要?dú)v程20世紀(jì)70年代由于中東戰(zhàn)爭引發(fā)的全球性能源危機(jī)，包括木質(zhì)能源在內(nèi)的可再生能源開發(fā)利用重新引起了人們的重視。TIME目前，生物質(zhì)能居于世界能源消費(fèi)總量第四位，各主要國家都積極展開了對生物質(zhì)能源的研究。生物質(zhì)能一直是人類賴以生存的重要能源。在第二次世界大戰(zhàn)前后，歐洲的木質(zhì)能源應(yīng)用研究達(dá)到高峰，但之后隨著石油化工和煤化工的發(fā)展，生物質(zhì)能源的應(yīng)用逐漸趨于低谷。生物質(zhì)能極有可能成為未來可持續(xù)能源系統(tǒng)的組成部分。樂觀估計(jì)，到21世紀(jì)中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總能耗的40%以上。1.5發(fā)展生物質(zhì)能源的必要性傳統(tǒng)能源面臨枯竭，開發(fā)新能源已成為人類發(fā)展中的緊迫課題。發(fā)展生物質(zhì)能源迫在眉睫環(huán)境危機(jī)日益加重，生物質(zhì)能可代替部分煤炭、石油、天然氣等石化燃料，減少溫室氣體排放，對生態(tài)環(huán)境具有保護(hù)作用。開發(fā)生物質(zhì)能可以減少對石油的依賴程度，對保障國家能源安全具有重要作用。未來的能源結(jié)構(gòu)將是以生物質(zhì)能等可再生能源為主的多種能源形式并存的可持續(xù)的能源系統(tǒng)。1.5發(fā)展生物質(zhì)能源的必要性（續(xù)上表）數(shù)據(jù)來源：國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）

2008年全球能耗比例圖2008年中國能耗比例圖數(shù)據(jù)來源：《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2008》2007年全球能耗比例圖2007年中國能耗比例圖表.

2008年各類能源占全球能耗比例注：來源于國際能源機(jī)構(gòu)（IEA）公開信息。1.6生物質(zhì)能源利用主要技術(shù)物理轉(zhuǎn)化生物轉(zhuǎn)化熱量/電力直接燃燒氣化熱化學(xué)法熱解直接液化生物質(zhì)燃?xì)饽咎炕蛏镉鸵夯突瘜W(xué)法間接液化直接液化甲醇、醚生物柴油水解發(fā)酵乙醇沼氣技術(shù)甲烷固體燃料生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化1.7生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換方式生物質(zhì)固化生物質(zhì)氣化燃料油乙醇生物質(zhì)炭燃油甲烷燃料甲醇生物質(zhì)液化植物油料熱解液化生物發(fā)酵沼氣發(fā)酵熱解氣化固體燃料生物質(zhì)物理轉(zhuǎn)化物理轉(zhuǎn)化主要是指生物質(zhì)的固化。生物質(zhì)固化就是將生物質(zhì)粉碎至一定的平均粒徑，不添加黏結(jié)劑，在高壓條件下，擠壓成一定形狀。其黏結(jié)力主要是靠擠壓過程所產(chǎn)生的熱量，使得生物質(zhì)中木質(zhì)素產(chǎn)生塑化黏結(jié)，成型物再進(jìn)一步炭化制成木炭。物理轉(zhuǎn)化解決了生物質(zhì)形狀各異、堆積密度小且較松散、運(yùn)輸和儲存使用不方便等問題，提高了生物質(zhì)的使用效率，但固體在運(yùn)輸方面不如氣體、液體方便。該技術(shù)尚存在機(jī)組可靠性較差、生產(chǎn)能力與能耗、原料粒度與水分、包裝與設(shè)備配套等方面的問題。生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)變主要包括以下幾個(gè)方面：直接燃燒、液化、氣化、熱解、酯交換等。直接燃燒利用生物質(zhì)原料生產(chǎn)熱能的傳統(tǒng)辦法是直接燃燒，燃燒過程中產(chǎn)生的能量可被用來產(chǎn)生電能或供熱。在生物質(zhì)燃燒用于燒飯、加熱房間的過程中，能量的利用效率極低，只能達(dá)到10%~30%。而在高效率的燃燒裝置中，生物質(zhì)能的利用效率可獲得大幅度的提高，接近石化能源的利用效率。生物質(zhì)的熱解熱解是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為更為有用的燃料，是熱化學(xué)轉(zhuǎn)化方法之一。在熱解過程中，生物質(zhì)經(jīng)過在無氧條件下加熱或在缺氧條件下不完全燃燒后，最終可以轉(zhuǎn)化成高能量密度的氣體、液體和固體產(chǎn)物。生物質(zhì)的氣化氣化是以氧氣（空氣、富氧或純氧）、水蒸氣或氫氣作為氣化劑，在高溫下通過熱化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)的可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)猓ㄖ饕獮橐谎趸?、氫氣和甲烷以及富氫化合物的混合物，還含有少量的二氧化碳和氮?dú)猓?。通過氣化，原先的固體生物質(zhì)被轉(zhuǎn)化為更便于使用的氣體燃料，可用來供熱、加熱水蒸氣或直接供給燃?xì)鈾C(jī)以產(chǎn)生電能，并且能量轉(zhuǎn)換效率比固態(tài)生物質(zhì)的直接燃燒有較大的提高。氣化技術(shù)是目前生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化利用技術(shù)研究的重要方向之一。生物質(zhì)的液化液化是一個(gè)在高溫高壓條件下進(jìn)行的生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化過程，通過液化可將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成高熱值的液體產(chǎn)物。生物質(zhì)液化是將固態(tài)的大分子有機(jī)聚合物轉(zhuǎn)化為液態(tài)的小分子有機(jī)物的過程。生物柴油將植物油與甲醇或乙醇等短鏈醇在催化劑或者在無催化劑超臨界狀態(tài)下進(jìn)行反應(yīng)，生成生物柴油（脂肪酸甲酯），并獲得副產(chǎn)物甘油。生物柴油可以單獨(dú)使用以替代柴油，又可以一定的比例與柴油混合使用。除了為公共交通車、卡車等柴油機(jī)車提供替代燃料外，又可為海洋運(yùn)輸業(yè)、采礦業(yè)、發(fā)電廠等具有非移動(dòng)式內(nèi)燃機(jī)的行業(yè)提供燃料。1.7生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)換方式（續(xù)上表）目前受到國內(nèi)外學(xué)者普遍關(guān)注的研究方向主要有以下幾個(gè)方面：兩步法生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)兩步法生物質(zhì)氣化技術(shù)是在二次氣化過程中將焦油徹底裂解，產(chǎn)生高品質(zhì)的清潔燃?xì)猓越鉀Q燃?xì)鈨艋投挝廴镜碾y點(diǎn)問題，使下游的用氣設(shè)備和發(fā)電系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠，能源轉(zhuǎn)換效率比現(xiàn)有氣化發(fā)電提高10個(gè)百分點(diǎn)。兩步法氣化發(fā)電機(jī)組的發(fā)展方向是村級小型清潔能源系統(tǒng)。循環(huán)流化床生物質(zhì)氣化技術(shù)循環(huán)流化床氣化技術(shù)的方向是發(fā)展煤與生物質(zhì)燃?xì)饴?lián)合燃燒的電站。循環(huán)流化床氣化的原料適應(yīng)性好，可使用范圍寬廣的生物質(zhì)原料，氣化和發(fā)電效率高，可大量消化秸稈等生物廢棄物，節(jié)約發(fā)電用煤炭，減少二氧化碳的排放。生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換制氫技術(shù)氫能是公認(rèn)的高效清潔能源，在后化石燃料時(shí)代將發(fā)揮重要的作用。生物質(zhì)催化裂解制氫方向是發(fā)展一種新的可再生能源制氫技術(shù)，與燃料電池組合成為對環(huán)境完全無害的高效能源系統(tǒng)。生物質(zhì)氣化合成二甲醚技術(shù)采用生物質(zhì)合成二甲醚的過程是先將生物質(zhì)氣化，氣相產(chǎn)物經(jīng)凈化調(diào)整成為合成氣（CO+H2）后，再經(jīng)催化合成得到二甲醚。該產(chǎn)品不僅在制冷、日用化工、染料、涂料、氣溶膠噴射劑等方面有廣泛的應(yīng)用，而且還具有十分優(yōu)良的燃料性能。與液化氣性質(zhì)近似，其十六烷值高于柴油，可作為清潔柴油和液化氣。生物質(zhì)制取燃料乙醇燃料乙醇可用作汽車代用燃料或與汽油組成混合燃料，節(jié)約石油并減少有害氣體的排放，將固體生物質(zhì)廢棄物轉(zhuǎn)化成燃料乙醇是未來最重要的發(fā)展方向。生物質(zhì)快速熱解制取液體燃料快速熱解技術(shù)的發(fā)展方向是將固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w燃料，以替代石油用作汽車燃料，初期以作為普通燃料、脫硫劑、脫硝劑和化工原料為目標(biāo)。生物柴油技術(shù)生物柴油是對植物油進(jìn)行脂交換處理得到的脂肪酸甲酯或已酯，其性質(zhì)與柴油十分接近，是較為理想的柴油代用燃料。生物柴油的合成方式包括化學(xué)法和生物酶法。需要解決的關(guān)鍵問題是尋找合適的原料、提高轉(zhuǎn)化率、降低成本、降低能耗、簡化工藝、提高生物柴油的經(jīng)濟(jì)效益。生物質(zhì)成型技術(shù)生物質(zhì)成型主要有螺旋擠壓、活塞沖壓以及壓錕成型技術(shù)。機(jī)械磨損大、壽命短、能耗高時(shí)影響其推廣應(yīng)用的主要障礙。1.8生物質(zhì)能源重要研發(fā)方向1.9美國生物能源發(fā)展?fàn)顩r在美國利用生物質(zhì)發(fā)電已成為大量工業(yè)生產(chǎn)用電的選擇。目前美國有350座生物質(zhì)發(fā)電站，主要分布在紙漿、紙產(chǎn)品加工廠和其它林木產(chǎn)品加工廠附近。TIME美國國會在2000年通過了《生物質(zhì)研發(fā)法案》，2002年提出了《發(fā)展和推進(jìn)生物質(zhì)基產(chǎn)品和生物能源報(bào)告》以及《生物質(zhì)技術(shù)線路圖》，成立了“生物質(zhì)項(xiàng)目辦公室”和生物質(zhì)技術(shù)咨詢委員會。美國是目前世界上第一大能源生產(chǎn)國和消費(fèi)國。美國能源部早在1991年就提出了生物質(zhì)發(fā)電計(jì)劃，而美國能源部的區(qū)域生物質(zhì)能源計(jì)劃的第一個(gè)實(shí)習(xí)區(qū)域早在1979年就已開始建設(shè)。美國能源部提出了逐步提高綠色電力的發(fā)展計(jì)劃。至2010年，美國將新增約1100萬千瓦的生物質(zhì)發(fā)電裝機(jī)。美國可再生能源生產(chǎn)稅為生物質(zhì)發(fā)電提供了每千瓦時(shí)1.8美分的稅收優(yōu)惠。2008年，生物質(zhì)能占美國能量供給的3%，成為國內(nèi)最大的可再生能源來源。在美國一次能源消費(fèi)中，可再生能源占6%，其中生物質(zhì)能占47%。發(fā)電能源消耗中，可再生能源約9.1%，其中生物質(zhì)發(fā)電占67%。美國計(jì)劃2020年使生物能源和生物質(zhì)基產(chǎn)品較2000年增加20倍，達(dá)到能源總消費(fèi)量的25%，2050年達(dá)到50%，每年減少碳排放量1億噸和增加農(nóng)民收入200億美元的。2009年，美國燃料乙醇產(chǎn)量在34億加侖以上，而且美國已經(jīng)開發(fā)出利用纖維制造酒精技術(shù)，并建立了稻殼發(fā)電示范工程。燃料乙醇產(chǎn)量的增加使生物質(zhì)能占美國運(yùn)輸燃料消費(fèi)總量的比例由2001年的0.58%上升到2010年的4%2020年生物質(zhì)能占美國運(yùn)輸燃料消費(fèi)總量比例的10%，來源于生物產(chǎn)品的化學(xué)制品和原料將占美國化學(xué)用品總量的18%。2030年生物質(zhì)能占美國運(yùn)輸燃料消費(fèi)總量比例的20%，來源于生物產(chǎn)品的化學(xué)制品和原料將占美國化學(xué)用品總量的25%。1.10歐盟生物能源發(fā)展?fàn)顩r法國從2005年1月起實(shí)施一項(xiàng)雄心勃勃的促進(jìn)生物質(zhì)能開發(fā)的新計(jì)劃，目標(biāo)是成為歐洲生物質(zhì)燃料生產(chǎn)的第一大國。TIME2002年底，生物質(zhì)能利用已達(dá)到德國整個(gè)供熱量的3.4%、供電量的0.8%和燃料使用量的0.8%。全國有約100個(gè)生物質(zhì)能熱力廠，總功率約達(dá)400兆瓦。德國2002年共生產(chǎn)了約1900套沼氣設(shè)備，總功率約250兆瓦。德國政府多年來一直重視生物質(zhì)的開發(fā)和利用，2001年，國會通過了《生物質(zhì)能條例》。2005年，德國擁有140多個(gè)區(qū)域熱電聯(lián)產(chǎn)的生物質(zhì)電廠，同時(shí)有近80個(gè)此類電廠在規(guī)劃設(shè)計(jì)或建設(shè)階段。德國政府從2004年1月起開始實(shí)行免稅政策，免征純生物燃料或混合燃料部分稅款。法國政府2006年宣布，投資10億歐元(12億美元)建設(shè)10套生物燃料裝置，旨在到2008年生物燃料占燃料消費(fèi)的比例達(dá)到5.8%、2010年達(dá)到7%、2015年達(dá)到10%。在生物柴油生產(chǎn)和消費(fèi)方面，德國在歐盟乃至全世界處于領(lǐng)先地位，2003年產(chǎn)量達(dá)到71.5萬噸，比2002年增長了58%，2004年達(dá)110萬噸，成為全球生產(chǎn)和使用生物柴油最多的國家。2009年，石油價(jià)格不斷下降，德國逐步取消生物燃料減稅支持政策。隨著生產(chǎn)能力的逐步提高，法國可能于2010年超過德國成為歐盟最大的生物柴油生產(chǎn)和消費(fèi)國2030年，可再生能源占?xì)W盟能源消費(fèi)總量的20%，生物燃料占?xì)W盟運(yùn)輸燃料消費(fèi)總量的10%。1.11中國生物能源發(fā)展?fàn)顩r2007年9月中國政府專門發(fā)布了《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，將生物能源確立為可再生能源的重要組成部分。TIME截至2005年底，全國共建成3764座大中型沼氣池，形成了每年約3.4l億立方米沼氣的生產(chǎn)能力，年處理有機(jī)廢棄物和污水1.2億噸，沼氣利用量達(dá)到80億立方米。中國生物質(zhì)能源的發(fā)展一直是在“改善農(nóng)村能源”的觀念和框架下運(yùn)作，較早地起步于農(nóng)村戶用沼氣，以后在秸稈氣化上部署了試點(diǎn)。2006年1月1日正式實(shí)施了《中華人民共和國可再生能源法》。首次以國家立法的形式鼓勵(lì)包括燃料乙醇在內(nèi)的生物質(zhì)液體燃料的發(fā)展，明確了國家鼓勵(lì)清潔、高效地開發(fā)利用生物質(zhì)燃料，鼓勵(lì)發(fā)展能源作物的大政方針。2006年底，使用沼氣池的農(nóng)戶達(dá)2260萬戶，占總農(nóng)戶的9.2%，占適宜農(nóng)戶的15.3%；生物質(zhì)能源發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到200萬千瓦；全國燃料乙醇生產(chǎn)能力達(dá)到102萬噸，已在河南等9個(gè)省的車用燃料中推廣使用乙醇汽油。2020年，生物質(zhì)發(fā)電總裝機(jī)容量達(dá)到3000萬千瓦，生物質(zhì)固體成型燃料年利用量達(dá)到5000萬噸，沼氣年利用量達(dá)到440億立方米，生物燃料乙醇年利用量達(dá)到1000萬噸，生物柴油年利用量達(dá)到200萬噸。2006年11月國家財(cái)政部、國家發(fā)改委、農(nóng)業(yè)部、稅務(wù)總局、林業(yè)局發(fā)布并啟動(dòng)了《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財(cái)稅扶持政策的實(shí)施意見》，對生物能源和生物化工行業(yè)在財(cái)稅方面的扶持政策做出了明確的規(guī)定。1.12巴西生物能源發(fā)展?fàn)顩r2005年巴西燃料乙醇消費(fèi)量替代了當(dāng)年汽油消費(fèi)量的45%，燃料乙醇成為了巴西的支柱產(chǎn)業(yè)，有利于巴西保證能源安全、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和增加就業(yè)。TIME從第一次世界石油危機(jī)起，巴西政府就做出了重大能源戰(zhàn)略決策，選擇有充足資源的甘蔗為原料，開發(fā)燃料乙醇。巴西已建成完整的燃料乙醇產(chǎn)業(yè)鏈。巴西是目前世界上唯一不供應(yīng)純汽油的國家，該國乙醇產(chǎn)量的97%都用于燃料。2003年7月2日，巴西政府重新啟動(dòng)了生物柴油計(jì)劃，對生物柴油研究開發(fā)方面的投資也在逐步增加。2010年1月19日，全球首座乙醇發(fā)電站在巴西投入使用。巴西曾與20世紀(jì)80年代開始實(shí)行“生物柴油計(jì)劃”，但終因成本太高而終止。巴西政府通過國際合作清潔發(fā)展機(jī)制（CDM）支持生物質(zhì)發(fā)電。2.燃料乙醇發(fā)展?fàn)顩r分析2.1燃料乙醇簡介2.2燃料乙醇主要特點(diǎn)2.3燃料乙醇主要生產(chǎn)方法2.4美國燃料乙醇發(fā)展?fàn)顩r2.5巴西燃料乙醇發(fā)展?fàn)顩r2.6中國燃料乙醇發(fā)展?fàn)顩r2.6.1中國燃料乙醇國家標(biāo)準(zhǔn)2.6.2中國燃料乙醇發(fā)展歷程2.6.3中國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)面臨的問題2.6.4中國燃料乙醇主要生產(chǎn)企業(yè)簡介2.6.5中國燃料乙醇主要設(shè)備供應(yīng)商2.7主要國家燃料乙醇應(yīng)用狀況對比2.8燃料乙醇未來發(fā)展方向2.1燃料乙醇簡介燃料乙醇：乙醇又稱酒精，是由C、H、O三種元素組成的有機(jī)化合物，乙醇分子式C2H5OH，相對分子質(zhì)量為46.07。常溫常壓下，乙醇是無色透明的液體，具有特殊的芳香味和刺激味，吸濕性很強(qiáng)，可與水以任何比例混合并產(chǎn)生熱量。乙醇易揮發(fā)、易燃燒。工業(yè)乙醇含乙醇約95%，含乙醇達(dá)99.5%以上的酒精稱為無水乙醇。燃料乙醇應(yīng)用狀況燃料乙醇的生產(chǎn)工藝已經(jīng)比較成熟，目前巴西、美國等國家的燃料乙醇生產(chǎn)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化、產(chǎn)業(yè)化；在燃料乙醇主要生產(chǎn)國家，其應(yīng)用也已經(jīng)達(dá)到初步普及。淀粉質(zhì)原料主要有甘薯、木薯、玉米、馬鈴薯、大麥、大米、高粱等。燃料乙醇主要原料其它原料如造紙廠的硫酸鹽紙漿廢液、淀粉廠的甘薯淀粉渣和馬鈴薯淀粉渣、奶酪工業(yè)的副產(chǎn)品等。糖質(zhì)原料主要是甘蔗、甜菜、糖蜜。纖維素原料纖維素原料是地球上最有潛力的乙醇生產(chǎn)原料，主要有農(nóng)作物秸稈、森林采伐和木材加工剩余物、柴草、造紙廠和造糖廠含有纖維素的下腳料、生活垃圾的一部分等。2.2燃料乙醇主要特點(diǎn)燃料乙醇的缺點(diǎn)乙醇汽油的保質(zhì)期只有一個(gè)月。過了保質(zhì)期的乙醇汽油容易出現(xiàn)的分層現(xiàn)象，在油罐油箱中容易變渾濁，打不著火。乙醇汽油對環(huán)境要求非常高，非常怕水，保質(zhì)期短，因此銷售乙醇汽油要比普通汽油在調(diào)配、儲存、運(yùn)輸、銷售各環(huán)節(jié)要嚴(yán)格得多。燃料乙醇的優(yōu)點(diǎn)可作為新的燃料,減少對石油的消耗。燃料乙醇作為可再生能源，可直接作為液體燃料或者同汽油混合使用,可減少對石油的依賴,保障本國能源的安全?？芍苯幼鳛橐后w燃料或者同汽油混合使用，而不用更換發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油中加入燃料乙醇可大大提高汽油的辛烷值,有效地提高汽油的抗爆性。作為汽油添加劑,可減少汽油消耗量，增加燃燒的含氧量，使汽油更充分燃燒。乙醇是可再生能源,若采用甜高粱、小麥、玉米、稻谷殼、薯類、甘蔗、糖蜜等生物質(zhì)發(fā)酵生產(chǎn)乙醇,其燃燒所排放的CO2和作為原料的生物源生長所消耗的CO2在數(shù)量上基本持平,這對減少大氣污染及抑制溫室效應(yīng)意義重大。發(fā)酵法生產(chǎn)乙醇發(fā)酵法采用各種含糖（雙糖）、淀粉（多糖）、纖維素（多縮己糖）的農(nóng)產(chǎn)品，農(nóng)林業(yè)副產(chǎn)物及野生植物為原料,經(jīng)過水解（即糖化）、發(fā)酵使雙糖、多糖轉(zhuǎn)化為單糖并進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為乙醇。淀粉質(zhì)在微生物作用下,水解為葡萄糖,再進(jìn)一步發(fā)酵生成乙醇。發(fā)酵法制酒精生產(chǎn)過程包括原料預(yù)處理、蒸煮、糖化、發(fā)酵、蒸餾、廢醪處理等。成熟的發(fā)酵醪內(nèi),乙醇質(zhì)量濃度一般為8-10％。由于原料不同,水解產(chǎn)物中乙醇含量高低相異,如谷物發(fā)酵醪液中乙醇的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不高于12％,亞硫酸法造紙漿水解液中僅含乙醇約1.5％。發(fā)酵醪中除含乙醇和大量水外，還有固體物質(zhì)和許多雜質(zhì),需通過蒸餾把發(fā)酵醪液中的乙醇蒸出,得到高濃度乙醇,同時(shí)副產(chǎn)雜醇油及大量酒糟。乙醇脫水制得燃料乙醇脫水技術(shù)是燃料乙醇生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)之一。從普通蒸餾工段出來的乙醇,其最高質(zhì)量濃度只能達(dá)到95%,要進(jìn)一步的濃縮,繼續(xù)用普通蒸餾的方法是無法完成的,因?yàn)榇藭r(shí),酒精和水形成了恒沸物（對應(yīng)的恒沸溫度為78.15℃）,難以用普通蒸餾的方法分離開來。為了提高乙醇濃度,去除多余的水分,就需采用特殊的脫水方法。目前制備燃料乙醇的方法主要有化學(xué)反應(yīng)脫水法、恒沸精餾、萃取精餾、吸附、膜分離、真空蒸餾法、離子交換樹脂法等。2.3燃料乙醇主要生產(chǎn)方法2.4美國燃料乙醇發(fā)展?fàn)顩r圖.美國燃料乙醇產(chǎn)量增長年均遞增率35.7%燃料乙醇產(chǎn)量

2005年，美國替代巴西躍升為世界頭號生物燃料乙醇生產(chǎn)國。該年度美國燃料乙醇總產(chǎn)量比2001年翻了一番。2006年，美國生物燃料乙醇總產(chǎn)量達(dá)到1680萬噸，比2001年增加了144.5%。從2004年到2008年，美國燃料乙醇的產(chǎn)量年均增長率達(dá)35.7%，2008年燃料乙醇的產(chǎn)量是2004年的3.39倍，約占全球產(chǎn)量的53%。燃料乙醇原料美國的生物燃料乙醇工業(yè)，主要以玉米為原料，約占全國燃料乙醇的95%。生產(chǎn)工廠截止2006年，在美國的21個(gè)州共有101座乙醇廠,總產(chǎn)能為48億加侖。美國比較著名的燃料乙醇制造商有：鷹眼控股(HawkeyeHoldings)、Aventine再生能源公司、Valero能源公司等。發(fā)展規(guī)劃按照美國能源部發(fā)布的《2008年度能源展望》的數(shù)據(jù)，到2030年，美國生物能源規(guī)劃中來自玉米的燃料乙醇將猛增到150億加侖，至少需要玉米12701萬噸。2.5巴西燃料乙醇發(fā)展?fàn)顩r燃料乙醇發(fā)展歷史巴西20世紀(jì)70年代即進(jìn)行燃料乙醇生產(chǎn)與推廣。1977年開始使用E20汽油（含乙醇20%），1980年研制出使用含水乙醇的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，所用燃料乙醇含水量達(dá)7.8%。巴西于2007年6月中旬宣布，將使車用汽油中乙醇摻入量最大值從23%增加到25%。目前，巴西有超過250萬輛汽車是由使用含水乙醇發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，另有1550萬輛車使用含乙醇22%的E22乙醇汽油。巴西的目標(biāo)是年生產(chǎn)10萬輛以乙醇為動(dòng)力的汽車，預(yù)計(jì)2011年巴西燃料乙醇的產(chǎn)量將達(dá)到2150萬噸。燃料乙醇原料巴西燃料乙醇的生產(chǎn)是以甘蔗為原料，目前全國甘蔗年產(chǎn)量約有一半用于生產(chǎn)乙醇，預(yù)計(jì)2010年前后將有60%產(chǎn)量用于乙醇生產(chǎn)。其生產(chǎn)方法是直接將榨取的甘蔗汁進(jìn)行發(fā)酵。前處理工藝比較簡單，投資較少，生產(chǎn)成本較低。生產(chǎn)狀況

截止2009年10月，巴西共建有320家乙醇生產(chǎn)廠，5年內(nèi)還將增加50多家。為滿足市場需求，巴西有關(guān)公司計(jì)劃今后5年內(nèi)投入約60億美元建設(shè)新甘蔗種植園和乙醇工廠。巴西可再生能源公司（Brenco）旨在成為世界上最大的乙醇生產(chǎn)商，SantaElisa公司，Petrobras公司也是巴西比較知名的燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)。2009年巴西燃料乙醇產(chǎn)量1900萬噸。2.6.1中國燃料乙醇國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)“變性燃料乙醇”（GB18350-2001）和“車用乙醇汽油”（GB18351-2001）的規(guī)定，燃料乙醇是未加變性劑的、可作為燃料用的無水乙醇。變性燃料乙醇是以淀粉、糖質(zhì)為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾制取的乙醇，脫水后再添加變性劑改性而得。加變性劑后，水分應(yīng)小于0.8%，不可食用。車用乙醇汽油，就是把變性燃料乙醇和汽油以一定比例混配形成的一種汽車燃料，是替代和節(jié)約汽油的最佳燃料，具有價(jià)廉、清潔、環(huán)保、安全、可再生等優(yōu)點(diǎn)。我國變性燃料乙醇國家標(biāo)準(zhǔn)（GB18350-2001）在21世紀(jì)初我國就開始進(jìn)行生物燃料的科學(xué)研究與開發(fā)利用工作。2000年開始進(jìn)行推廣乙醇汽油準(zhǔn)備工作，2001年，我國啟動(dòng)了“十五酒精能源計(jì)劃”并要求在汽車運(yùn)輸行業(yè)中推廣使用燃料乙醇。國家有關(guān)部門制定并頒布了《變性燃料乙醇》（GB18350-2001）、《車用乙醇汽油》（GB18351-2001）等一系列國家標(biāo)準(zhǔn)。2002年6月在河南省的鄭州、洛陽、南陽和黑龍江省的哈爾濱、肇東等5個(gè)城市進(jìn)行車用乙醇汽油使用試點(diǎn)。2004年，車用乙醇汽油的試點(diǎn)進(jìn)一步擴(kuò)大到河南、安徽、黑龍江、吉林、遼寧5省全省范圍。2005年又在湖北9個(gè)地市、山東7個(gè)地市、河北6個(gè)地市、江蘇5個(gè)地市進(jìn)行擴(kuò)大試點(diǎn)。到2005年底，我國9省上百個(gè)地市基本上實(shí)現(xiàn)使用車用乙醇汽油。為了支持乙醇汽油推廣，我國政府還推出了“定點(diǎn)生產(chǎn)、定向流通、定額補(bǔ)貼”的配套政策。在“十五”期間（2001~2005年），我國共建設(shè)了4個(gè)生物燃料乙醇生產(chǎn)廠，形成生產(chǎn)能力102萬噸/年。定向流通專項(xiàng)規(guī)劃規(guī)定了幾個(gè)主要燃料乙醇生產(chǎn)基地產(chǎn)品供應(yīng)地域，即黑龍江華潤公司10萬噸燃料乙醇定向投放黑龍江省；吉林燃料乙醇公司的30萬噸燃料乙醇定向投放吉林、遼寧兩??；河南天冠公司30萬噸燃料乙醇定向投放河南、山東兩??；安徽32萬噸燃料乙醇定向投放安徽、湖北、江蘇三省。定區(qū)使用是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，在黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5個(gè)省全省封閉推廣乙醇汽油；湖北、山東、河北、江蘇四省有27個(gè)地市試點(diǎn)應(yīng)用乙醇汽油，即燃料乙醇和汽油1：9比例調(diào)配成乙醇汽油。到2005年底，我國生物乙醇汽油的年消費(fèi)量已達(dá)1000多萬噸，約占國內(nèi)汽油消費(fèi)量的20%2005年6月全國15家工廠發(fā)酵酒精平均出廠價(jià)為4205元/噸，在酒精總產(chǎn)量中玉米酒精占48%，薯類酒精占33%，糖蜜酒精占19%。2006年，燃料乙醇產(chǎn)量達(dá)到300萬噸左右。為了擴(kuò)大燃料乙醇原料來源，我國已自主開發(fā)了以甜高粱莖稈為原料生產(chǎn)燃料乙醇的技術(shù)，并已在黑龍江、內(nèi)蒙古、山東、新疆和天津等地開展了甜高粱的種植及燃料乙醇生產(chǎn)試點(diǎn)。2.6.2中國燃料乙醇發(fā)展歷程目前我國的燃料乙醇生產(chǎn)成本較高，企業(yè)不能完全通過生產(chǎn)燃料乙醇來盈利，為鼓勵(lì)燃料乙醇推廣，國家對于批準(zhǔn)生產(chǎn)的燃料乙醇企業(yè)實(shí)行定額補(bǔ)貼政策。即免征用于調(diào)配車用乙醇汽油的變性燃料乙醇5%的消費(fèi)稅；企業(yè)生產(chǎn)調(diào)配車用乙醇汽油用變性燃料乙醇的增值稅實(shí)行先征后返；企業(yè)生產(chǎn)調(diào)配車用乙醇汽油用變性燃料乙醇所使用的陳化糧享受陳化糧補(bǔ)貼政策；變性燃料乙醇生產(chǎn)和調(diào)配、銷售過程中發(fā)生的虧損實(shí)行定額補(bǔ)貼。纖維素酶的成本能否下降，是纖維素乙醇能否實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵因素。目前全世界只有兩家企業(yè)能夠生產(chǎn)用于纖維素工業(yè)化水解的酶，一家是丹麥的諾維信,一家是美國的杰能科，后者2005年4月已經(jīng)被丹尼斯克公司全資收購。兩家公司目前壟斷著全球酶制劑市場份額的65%以上，并擁有全球最先進(jìn)的研究設(shè)施和菌種庫。兩家公司目前擁有近4000項(xiàng)專利，而且新型酶制劑開發(fā)路徑也被諾維信公司注冊專利加以保護(hù)。諾維信與中糧集團(tuán)已經(jīng)簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議，即在纖維素酶領(lǐng)域，雙方互為對方在中國的獨(dú)家合作伙伴。2007年，吉林燃料乙醇公司也建成了年產(chǎn)3000萬噸纖維素乙醇的中試生產(chǎn)線。2.6.3中國燃料乙醇產(chǎn)業(yè)面臨的問題2.6.4中國燃料乙醇主要生產(chǎn)企業(yè)簡介中國上市燃料乙醇生產(chǎn)企業(yè)安徽豐原生物化學(xué)股份有限公司成立于1998年8月20日，我國生化領(lǐng)域涉足農(nóng)產(chǎn)品深加工的大型骨干龍頭企業(yè)，利用“低溫液化，清液發(fā)酵”專利技術(shù)和世界領(lǐng)先的工藝設(shè)備，對玉米等農(nóng)副產(chǎn)品進(jìn)行精深加工，2007年公司銷售收入50億元,出口創(chuàng)匯1.2億美元。吉林燃料乙醇公司由中國石油天然氣集團(tuán)公司、吉林糧食集團(tuán)有限公司和中國糧油食品（集團(tuán)）有限公司共同出資組建，目前主要產(chǎn)品有四類，燃料乙醇生產(chǎn)能力為40萬噸/年，擁有獨(dú)特的專有技術(shù)和工藝及行業(yè)領(lǐng)先的生產(chǎn)運(yùn)行系統(tǒng)。黑龍江華潤酒精有限公司香港華潤（集團(tuán)）有限公司于1996年投資興建的大型外資企業(yè)，年產(chǎn)酒精22萬噸，主生產(chǎn)裝置采用國際領(lǐng)先水平的HNT技術(shù)和CIMS工程自動(dòng)化控制。河南天冠企業(yè)集團(tuán)有限公司前身芳林酒精廠，致力于生物能源和生物化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展，擁有50萬噸/年燃料乙醇生產(chǎn)能力，集團(tuán)年銷售收入32億元，稅利2.8億元。2.6.5中國燃料乙醇主要設(shè)備供應(yīng)商精餾塔寶雞市正宇工貿(mào)有限責(zé)任公司山東龍興化工機(jī)械集團(tuán)有限公司無錫市雪達(dá)化工裝備廠江蘇民生科技發(fā)展有限公司粉碎機(jī)日宏粉體設(shè)備廠河南省礦山設(shè)備股份有限公司江陰市方圓機(jī)械制造有限公司江陰市瑞祥機(jī)械制造有限公司常州武晉化工機(jī)械有限公司離心機(jī)合肥天工科技開發(fā)有限公司恒瑞離心機(jī)公司湘儀集團(tuán)連云港市東邦化工機(jī)械有限公司燃料乙醇常用成套設(shè)備主要供應(yīng)商肥城市金塔機(jī)械有限公司四川省彭州市綠源實(shí)業(yè)有限公司無錫太湖石化設(shè)備廠中科天元新能源科技有限公司洪湖市金發(fā)焦化設(shè)備成套有限公司燃料乙醇常用主要設(shè)備提供商2.7主要國家燃料乙醇應(yīng)用狀況對比表.主要國家燃料乙醇應(yīng)用狀況比較2.8燃料乙醇未來發(fā)展方向未來發(fā)展方向—纖維素燃料乙醇糖類和淀粉類原料生產(chǎn)乙醇的工藝已經(jīng)十分成熟，但從能源的投入、產(chǎn)出分析，利用糧食類作物生產(chǎn)液體燃料是不經(jīng)濟(jì)的，利用纖維素制取燃料乙醇將是解決生物液體燃料的原料來源和降低成本的主要途徑之一。美國、德國、加拿大等國家都開始積極探索纖維素乙醇。美國能源部一位官員說，美國在積極投資開發(fā)下一代燃料乙醇——利用非食用物質(zhì)生產(chǎn)的纖維素乙醇，而不再投資研發(fā)基于玉米等糧食作物的傳統(tǒng)燃料乙醇。美國作為全球最大的糧食乙醇生產(chǎn)與應(yīng)用國，近年來加大了對纖維素乙醇發(fā)展的支持力度。為了促進(jìn)纖維素乙醇的發(fā)展，2005年頒布的美國能源政策法案（EPACT）制定了如下優(yōu)惠政策：一是制定纖維素乙醇的RFS標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定必須在2012年以前，使市場上的纖維素乙醇的占有量達(dá)到9.46億升（2.5億加侖），政府將對率先建設(shè)纖維素乙醇的生產(chǎn)廠提供優(yōu)惠的貸款保證；二是每加侖（約3.785升）的纖維素乙醇將享受2.5倍的（51美分）免稅待遇。2008年，美國的纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)進(jìn)入起步階段。美國農(nóng)業(yè)部和能源部共同支持了3個(gè)纖維素乙醇產(chǎn)業(yè)化示范項(xiàng)目。即：Abengoa公司在內(nèi)布拉斯加州建設(shè)的以玉米秸稈作原料的乙醇生產(chǎn)廠，Broin公司在艾奧瓦州建設(shè)的以整個(gè)玉米（包括秸稈）作原料的乙醇生產(chǎn)廠和Iogen公司在愛達(dá)荷州建設(shè)的以麥秸為原料的乙醇生產(chǎn)廠。其中，Iogen的項(xiàng)目最大，生產(chǎn)規(guī)模將達(dá)到1.9億升/年（5000萬加侖/年），總投資高達(dá)4億美元，美國農(nóng)業(yè)部和能源部共投資8000萬美元。

3.生物柴油發(fā)展?fàn)顩r分析3.1生物柴油簡介3.2生物柴油主要原料分類3.3生物柴油的特點(diǎn)3.4生物柴油優(yōu)缺點(diǎn)比較3.5生物柴油主要生產(chǎn)工藝3.6德國生物柴油發(fā)展?fàn)顩r3.7美國生物柴油發(fā)展?fàn)顩r3.8法國、西班牙、加拿大生物柴油發(fā)展?fàn)顩r3.9各主要國家生物柴油應(yīng)用狀況比較3.10中國生物柴油發(fā)展?fàn)顩r3.10.1中國生物柴油整體狀況介紹3.10.2中國生物柴油發(fā)展歷程3.10.3中國生物油主要生產(chǎn)企業(yè)簡介3.10.4中國生物柴油主要設(shè)備供應(yīng)商3.1生物柴油簡介生物柴油(Biodiesel)是指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動(dòng)物油脂、餐飲垃圾油等為原料油通過酯交換工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油的國際標(biāo)準(zhǔn)美國生物柴油的標(biāo)準(zhǔn)是ISO14214A和ASTM國際標(biāo)準(zhǔn)ASTMD6751，該標(biāo)準(zhǔn)由美國環(huán)保局1996年在“清潔空氣法”的211（b）部分加以了法律確認(rèn)。另一被廣泛認(rèn)同的是德國的DIN生物柴油系列標(biāo)準(zhǔn)，是迄今為止最為詳細(xì)系統(tǒng)的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)體系針對不同的制造原料有不同的DIN標(biāo)準(zhǔn)：以油菜籽和純粹以蔬菜籽為原料的RME(rapeseedmethylester)、PME（vegetablemethylester）生物柴油DINE51606標(biāo)準(zhǔn)，以蔬菜油脂和動(dòng)物脂肪為混合原料FME（fatmethylester）的生物柴油DINV51606標(biāo)準(zhǔn)。歐盟也在2003年11月頒布了EN14241生物柴油燃料標(biāo)準(zhǔn)。此外奧地利、澳大利亞、捷克共和國、法國、意大利、瑞典等國家也擬訂了生物柴油燃油規(guī)范。

目前生物柴油制備工藝已經(jīng)比較成熟，但一些新的生產(chǎn)技術(shù)尚有待完善。美國GlobalData公司于2010年4月6日發(fā)布的“全球生物柴油市場分析及2020年預(yù)測”報(bào)告顯示，21世紀(jì)第一個(gè)十年以來，全球生物柴油市場累計(jì)年均增長率為41.9%，并預(yù)計(jì)在未來10年內(nèi)將繼續(xù)以10%的速度增長。全球生物柴油生產(chǎn)量從2001年的9.59億升增長到2009年157.60億升。在各國政府提高能源獨(dú)立性和滿足日益增長的能源需求的政策支持下，生物柴油產(chǎn)量可望在2020年達(dá)到452.91億升，即在2009年至2020年間年均增長率為10.1%。歐洲是生物柴油領(lǐng)先的市場，2009年占生產(chǎn)份額49.8%，其次是美國，占生產(chǎn)份額17.7%，亞太地區(qū)占4.4%的份額。但歐洲生產(chǎn)生物柴油的份額自2001年以來處于下降態(tài)勢，而美洲和亞太地區(qū)所占比例在上升。世界五大生物柴油生產(chǎn)國是德國、美國、法國、阿根廷和巴西。自2008年夏天以來，歐盟生物柴油市場情況不斷惡化，主要原因是石油價(jià)格不斷下降，以及德國逐步取消減稅支持政策。生物柴油發(fā)展面臨的主要問題是生產(chǎn)成本過高，如果沒有政府的免稅或減稅政策支持，很多企業(yè)都因?yàn)槔麧欉^低而無法運(yùn)轉(zhuǎn)。2008-2009年德國與美國生物柴油企業(yè)的經(jīng)歷就是例子。3.2生物柴油主要原料分類生物柴油的主要原料木質(zhì)能源森林每噸生物量可產(chǎn)生1840千瓦小時(shí)的能量，故人們將森林稱之為“木質(zhì)能源”或“木質(zhì)石油”。農(nóng)業(yè)作物農(nóng)村中大量的作物秸稈、谷物皮核、雜草、樹枝葉、木屑等屬于可再生資源，經(jīng)過一系列物理加工、化學(xué)加工，都可以生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)炭、焦油和其它化工產(chǎn)品。水生植物水生植物有的也可作為制取燃料油的原料。其中，藻類植物的適應(yīng)性強(qiáng)，代謝類型多，生長快，易制成生物燃料。能源作物很多農(nóng)作物如甜菜、甘蔗、高粱、馬鈴薯以及秸桿、玉米芯等都是生產(chǎn)酒精的上好原料。動(dòng)物油脂動(dòng)物油脂主要指牛脂、羊脂、豬脂、黃油，其產(chǎn)量占油脂總量的30%左右。作為工業(yè)用的油脂，約占動(dòng)物油量的1/3。廢棄食用油脂食品生產(chǎn)經(jīng)營單位在經(jīng)營過程中產(chǎn)生的不能再食用的動(dòng)植物油脂。各種有機(jī)質(zhì)廢棄物除了工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人們生活直接造成的廢棄物質(zhì)、城市垃圾外，還有各種糟渣、廢液也將是很好的能源資源。3.3生物柴油的特點(diǎn)生物柴油的特點(diǎn)具有優(yōu)良的環(huán)保特性。由于生物柴油中含有11%的含氧量，燃燒更充分；硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可減少約30%；生物柴油中不含對環(huán)境會造成污染的芳香族烷烴，因而廢氣對人體損害低于柴油。檢測表明，與普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空氣毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃燒時(shí)排煙少，一氧化碳的排放與柴油相比減少約10。具有較好的發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)性能。具有較好的潤滑性能。使噴油泵、發(fā)動(dòng)機(jī)缸體和連桿的磨損率低，使用壽命長。具有較好的安全性能。由于閃點(diǎn)高，生物柴油不屬于危險(xiǎn)品。因此，在運(yùn)輸、儲存、使用方面的安全性又是顯而易見的。具有良好的燃料性能。十六烷值高，使其燃燒性好于柴油，燃燒殘留物呈微酸性，使催化劑和發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的使用壽命加長。具有可再生性能。作為可再生能源，與石油儲量不同，其通過農(nóng)業(yè)和生物科學(xué)家的努力，可供應(yīng)量不會枯竭。無須改動(dòng)柴油機(jī)，可直接添加使用，同時(shí)無需另添設(shè)加油設(shè)備、儲存設(shè)備及人員的特殊技術(shù)訓(xùn)練。生物柴油以一定比例與石化柴油調(diào)和使用，可以降低油耗、提高動(dòng)力性，并降低尾氣污染。生物柴油完全可以由本國生產(chǎn)，這就減少了對進(jìn)口石油的依賴。生物柴油工業(yè)的發(fā)展可以增強(qiáng)本國經(jīng)濟(jì)，尤其是農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)。3.4生物柴油優(yōu)缺點(diǎn)比較生物柴油的優(yōu)點(diǎn)：具有優(yōu)良的環(huán)保優(yōu)勢運(yùn)動(dòng)粘度高安全性能好燃燒性能優(yōu)良屬于可再生能源，減少石油依賴單獨(dú)使用，也可與石化柴油調(diào)和使用，還可以作為添加劑提高燃燒效率生物柴油的缺點(diǎn)：低溫啟動(dòng)性能不佳燃燒排放物中NOx含量較高含有微量甲醇與甘油，會使接觸的橡膠零件逐漸降解油脂來源分散，品種復(fù)雜生物柴油的化學(xué)法生產(chǎn)生物柴油的化學(xué)法生產(chǎn)是采用生物油脂與甲醇或乙醇等低碳醇，并使用氫氧化鈉(占油脂重量的1%)或甲醇鈉做為觸媒，在酸性或者堿性催化劑和高溫（230～250℃）下發(fā)生酯交換反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯，再經(jīng)洗滌干燥即得生物柴油。甲醇或乙醇在生產(chǎn)過程中可循環(huán)使用，生產(chǎn)設(shè)備與一般制油設(shè)備相同，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生10%左右的副產(chǎn)品甘油。但化學(xué)法合成生物柴油有以下缺點(diǎn)：反應(yīng)溫度較高、工藝復(fù)雜；反應(yīng)過程中使用過量的甲醇，后續(xù)工藝必須有相應(yīng)的醇回收裝置，處理過程繁復(fù)、能耗高；油脂原料中的水和游離脂肪酸會嚴(yán)重影響生物柴油得率及質(zhì)量；產(chǎn)品純化復(fù)雜，酯化產(chǎn)物難于回收；反應(yīng)生成的副產(chǎn)物難于去除，而且使用酸堿催化劑產(chǎn)生大量的廢水，廢堿（酸）液排放容易對環(huán)境造成二次污染等?；瘜W(xué)法生產(chǎn)還有一個(gè)不容忽視的成本問題：生產(chǎn)過程中使用堿性催化劑要求原料必須是毛油，比如未經(jīng)提煉的菜籽油和豆油，原料成本就占總成本的75%。因此采用廉價(jià)原料及提高轉(zhuǎn)化從而降低成本是生物柴油能否實(shí)用化的關(guān)鍵，因此美國己開始通過基因工程方法研究高油含量的植物，日本采用工業(yè)廢油和廢煎炸油，歐洲是在不適合種植糧食的土地上種植富油脂的農(nóng)作物。生物柴油的生物酶合成法生物酶法合成生物柴油，即用動(dòng)物油脂和低碳醇通過脂肪酶進(jìn)行轉(zhuǎn)酯化反應(yīng)，制備相應(yīng)的脂肪酸甲酯及乙酯。酶法合成生物柴油具有條件溫和、醇用量小、無污染排放的優(yōu)點(diǎn)。由于利用物酶法合成生物柴油具有反應(yīng)條件溫和、醇用量小、無污染物排放等優(yōu)點(diǎn)，具有環(huán)境友好性，因而日益受到人們的重視。但利用生物酶法制備生物柴油目前存在著一些亟待解決的問題：脂肪酶對長鏈脂肪醇的酯化或轉(zhuǎn)酯化有效，而對短鏈脂肪醇(如甲醇或乙醇等)轉(zhuǎn)化率低，一般僅為40%-60%；甲醇和乙醇對酶有一定的毒性，容易使酶失活；副產(chǎn)物甘油和水難以回收，不但對產(chǎn)物形成一致，而且甘油也對酶有毒性；短鏈脂肪醇和甘油的存在都影響酶的反應(yīng)活性及穩(wěn)定性，使固化酶的使用壽命大大縮短。這些問題是生物酶法工業(yè)化生產(chǎn)生物柴油的主要瓶頸。3.5生物柴油主要生產(chǎn)工藝生物柴油的“工程微藻”法“工程微藻”生產(chǎn)柴油，為柴油生產(chǎn)開辟了一條新的技術(shù)途徑。美國國家可更新實(shí)驗(yàn)室(NREL)通過現(xiàn)代生物技術(shù)建成“工程微藻”，即硅藻類的一種“工程小環(huán)藻”。在實(shí)驗(yàn)室條件下可使“工程微藻”中脂質(zhì)含量增加到60%以上，戶外生產(chǎn)也可增加到40%以上，而一般自然狀態(tài)下微藻的脂質(zhì)含量為5%-20%。利用“工程微藻”生產(chǎn)柴油具有重要經(jīng)濟(jì)意義和生態(tài)意義，其優(yōu)越性在于：微藻生產(chǎn)能力高、用海水作為天然培養(yǎng)基可節(jié)約農(nóng)業(yè)資源；比陸生植物單產(chǎn)油脂高出幾十倍；生產(chǎn)的生物柴油不含硫，燃燒時(shí)不排放有毒害氣體，排入環(huán)境中也可被微生物降解，不污染環(huán)境，發(fā)展富含油質(zhì)的微藻或者“工程微藻”是生產(chǎn)生物柴油的一大趨勢。3.5生物柴油主要生產(chǎn)工藝（續(xù)上表）TIME在2000年左右，德國政府為了鼓勵(lì)生物柴油的生產(chǎn)采取稅收優(yōu)惠政策，對生物柴油免征增值稅；同時(shí)規(guī)定了機(jī)動(dòng)車使用生物動(dòng)力燃料占動(dòng)力燃料營業(yè)總額的最低份額。新規(guī)定的出臺使生物柴油營業(yè)額出現(xiàn)高速增長。德國成為世界上最大的生物柴油生產(chǎn)國。2006年其生物柴油產(chǎn)量268萬噸，2008年產(chǎn)量280萬噸，2009年產(chǎn)量250萬噸。在德國有約100萬公頃的耕地種植油菜籽專門用于生產(chǎn)生物柴油，每公頃耕地的油菜籽產(chǎn)量約3600kg，可生產(chǎn)1600L生物柴油。德國生物柴油市場面臨暗淡的前景，由于對綠色燃料征收太多的稅賦，使生物燃料變得十分昂貴。另一方面，德國生物柴油受到美國對其生產(chǎn)商進(jìn)行出口優(yōu)惠補(bǔ)貼的影響。歐盟目前對美國生物柴油征收進(jìn)口關(guān)稅，以保護(hù)歐洲市場。自2006年起，由于德國政府不斷上調(diào)生物柴油企業(yè)稅負(fù)，德國生物柴油行業(yè)發(fā)展陷入停滯狀態(tài)。2008年，德國生物柴油行業(yè)產(chǎn)能利用率僅為55%，產(chǎn)量出現(xiàn)下滑。德國已使其生物柴油調(diào)合目標(biāo)從6.8%減少至2010年6.3%，雖然對生物柴油特定的調(diào)合指令將維續(xù)到2014年不變。3.6德國生物柴油發(fā)展?fàn)顩r生物柴油是石化柴油的清潔替代品。在美國，其主要從植物油和動(dòng)物脂肪中獲取。美國1998年制訂了相應(yīng)的生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格規(guī)范生物柴油的使用和生產(chǎn)。2002年美國材料試驗(yàn)學(xué)會（ASTM）通過了生物柴油標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)制定了更加嚴(yán)格的石油柴油標(biāo)準(zhǔn)，以促進(jìn)生物柴油的生產(chǎn)能力持續(xù)增長。2004年，美國有35家生物柴油工廠，生物柴油產(chǎn)量2500萬加侖；2009年美國有180家生物柴油工廠，產(chǎn)量在4.5億加侖。為了提高需求，美國政府于2004年實(shí)行每加侖減稅1美元的政策以推進(jìn)行業(yè)發(fā)展。2007年美國通過的能源立法規(guī)定，2009年全美將生產(chǎn)5億加侖的生物柴油用于燃料供應(yīng)，2012年增至10億加侖。但是美國環(huán)保署至今仍未將此付諸實(shí)際，因此美國國內(nèi)生物柴油市場并不高振。

2009年，美國生物柴油行業(yè)遭到重創(chuàng)。原油價(jià)格高位回落以來，可再生燃料在市場上越來越失去吸引力，另外，消費(fèi)者也由于全球性經(jīng)濟(jì)衰退減少了燃料的使用量。歐盟地區(qū)是美國生物柴油最大的市場，而歐盟為保護(hù)本地區(qū)的可再生燃料業(yè)向美國進(jìn)口貨開征高昂的關(guān)稅，對美國的生物柴油生產(chǎn)商打擊巨大。自2009年4月份以來，美國對歐盟的生物柴油出口幾乎已經(jīng)下降為零。歐盟對ADM以及嘉吉集團(tuán)等美國生產(chǎn)商實(shí)施高達(dá)237歐元/噸（約合351美元）的關(guān)稅。

美國在積極探索其它途徑生產(chǎn)生物柴油。比較有潛力的是美國可再生資源國家實(shí)驗(yàn)室通過現(xiàn)代生物技術(shù)研制的“工程微藻”，實(shí)驗(yàn)室條件下可以使其脂類含量達(dá)到40%-60%，預(yù)計(jì)每英畝“工程微藻”可年產(chǎn)6400L-16000L生物柴油。3.7美國生物柴油發(fā)展?fàn)顩r據(jù)美國農(nóng)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)，截止2009年，歐盟生物柴油生產(chǎn)廠約有230家。法國法國的生物柴油立法是歐盟最優(yōu)惠的，政府采取實(shí)際行動(dòng)進(jìn)一步推動(dòng)該行業(yè)的發(fā)展。法國計(jì)劃到2015年，生物柴油的產(chǎn)能將從現(xiàn)在的600萬噸/年增長到1000萬噸/年。2008年法國生物柴油產(chǎn)量180萬噸，高于上年的87.2萬噸；2009年法國生物柴油產(chǎn)量200萬噸，增長11.1%。隨著生產(chǎn)能力的逐步提高，法國可能于2010年超過德國成為歐盟最大的生物柴油生產(chǎn)和消費(fèi)國。西班牙西班牙生物柴油產(chǎn)業(yè)正朝著增產(chǎn)的方向快速發(fā)展。西班牙已是歐洲第七大生物柴油生產(chǎn)國，預(yù)計(jì)近期將有超過28套生物柴油生產(chǎn)裝置將投入生產(chǎn)，在歐洲是最多的。這主要是由于西班牙可再生能源計(jì)劃（REP）于2005年發(fā)布，2005年即啟動(dòng)了生物柴油生產(chǎn)，對有限數(shù)量生物柴油生產(chǎn)給予充分免稅，這是西班牙生物柴油關(guān)鍵的激勵(lì)機(jī)制。加拿大加拿大市場也擁有巨大潛力。2007年加拿大總理宣布推行生物燃料啟動(dòng)計(jì)劃ecoENERGY，要求在9年內(nèi)投資15億美元，通過對可再生燃料生產(chǎn)商的經(jīng)營提供優(yōu)惠，以鼓勵(lì)加拿大的可再生燃料生產(chǎn)。加拿大計(jì)劃到2010年可再生燃料必須達(dá)到使用量的5%。這些都是政府經(jīng)濟(jì)行動(dòng)計(jì)劃的組成部分，旨在鼓勵(lì)未來更多的使用可持續(xù)能源。加拿大還計(jì)劃推出指令，到2012年在車用燃料中調(diào)入5%的生物燃料。這些舉措的實(shí)現(xiàn)將會使加拿大生物柴油生產(chǎn)有所提升。3.8法國、西班牙、加拿大生物柴油發(fā)展?fàn)顩r3.9各主要國家生物柴油應(yīng)用狀況比較表.各主要國家生物柴油應(yīng)用狀況比較表.2008-2009年各主要國家生物柴油產(chǎn)量3.10.1中國生物柴油整體狀況介紹中國生物柴油整體狀況介紹生物柴油在中國是一個(gè)新興的行業(yè)，表現(xiàn)出新興行業(yè)在產(chǎn)業(yè)化初期所共有的許多市場特征。許多企業(yè)被綠色能源和支農(nóng)產(chǎn)業(yè)雙重“概念”凸現(xiàn)的商機(jī)所吸引，紛紛進(jìn)入該行業(yè)，有人以“雨后春筍”形容生物柴油目前的狀態(tài)。截止2007年，中國有大小生物柴油生產(chǎn)廠2000多家，而且，各地相同項(xiàng)目的立項(xiàng)、審批還在繼續(xù)。還有更大的威脅來自于國外。一些外國公司資金實(shí)力雄厚，生產(chǎn)技術(shù)成熟，產(chǎn)業(yè)化程度高，可以借規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng)獲取成本優(yōu)勢，搶占原料基地和市場份額的綜合能力更強(qiáng)。從未來的發(fā)展看，生物柴油的購買商主要有石油的煉油廠、發(fā)電廠、輪船航運(yùn)公司以及流通領(lǐng)域的中間商。預(yù)計(jì)到2010年，中國生物柴油的需求量將達(dá)到2000萬噸/年。當(dāng)人們更多地了解生物柴油優(yōu)良的性能，接受的程度會更大，市場需求也會不斷提高。強(qiáng)大的市場需求與有限的生產(chǎn)能力，使購買者的議價(jià)能力降低。同時(shí)，也對生物柴油生產(chǎn)企業(yè)提出了更高的要求，應(yīng)加大對技術(shù)創(chuàng)新的投入，不斷提高油品的質(zhì)量，以保持生物柴油良好的品質(zhì)形象。與國外相比，我國生物柴油產(chǎn)業(yè)還有相當(dāng)?shù)牟罹?，生物柴油的發(fā)展仍處于初級階段。規(guī)模小、技術(shù)設(shè)備落后、市場不規(guī)范至今仍是這一產(chǎn)業(yè)最突出的問題。此外，國家尚未制定促進(jìn)生物柴油生產(chǎn)、銷售、使用等相關(guān)政策，更沒有正規(guī)的生物柴油銷售渠道，對于原料收集處理的相關(guān)政策還沒有形成一個(gè)完整的體系，嚴(yán)重制約生物柴油產(chǎn)業(yè)發(fā)展。2004年科技部高新技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化司啟動(dòng)了“十五”國家科技攻關(guān)計(jì)劃“生物燃料油技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目，其中包括生物柴油的內(nèi)容。2005年由中國農(nóng)業(yè)大學(xué)石元春院士主持的國家專項(xiàng)農(nóng)林生物質(zhì)加工工程開始啟動(dòng)，此項(xiàng)目中規(guī)劃生物柴油在2010年的產(chǎn)量為200萬噸/年。2005年，由侯祥麟院士主持的替代燃料發(fā)展戰(zhàn)略開始進(jìn)行，替代燃料中包括了生物柴油。2005年5月，國家863計(jì)劃生物和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域決定提前啟動(dòng)“生物能源技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”項(xiàng)目，已發(fā)布了指南，其中設(shè)有“生物柴油生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)研究與產(chǎn)業(yè)化”課題。2005年12月，國家發(fā)改委辦公廳組織實(shí)施生物質(zhì)工程高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化專項(xiàng)中明確指出要支持以棉籽、油菜籽、廢棄物及其它用木本植物原料生產(chǎn)生物柴油產(chǎn)業(yè)化。2006年1月1日《可再生能源法》生效，為生物柴油等替代燃油進(jìn)入市場提供了保障。2006年4月，國家發(fā)改委就我國生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出三個(gè)階段的統(tǒng)籌安排：“十一五”實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，“十二五”實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化，2015年以后大發(fā)展。2006年，國家發(fā)改委召集討論生物質(zhì)能源規(guī)定強(qiáng)制性的市場份額目標(biāo)。2006年11月20日，國務(wù)院召開替代能源發(fā)展工作會議，明確指出要積極發(fā)展燃料乙醇和生物柴油。2006年12月6日，國家稅務(wù)局關(guān)于生物柴油征收消費(fèi)稅問題的批復(fù)中明確指出：生物柴油不屬于消費(fèi)稅征稅范圍。2006年底國家發(fā)改委組織編制《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》和《生物質(zhì)能發(fā)展綱要》，明確提出以發(fā)展車用替代燃料為重點(diǎn)，到2020年生物柴油替代達(dá)到500萬噸的戰(zhàn)略目標(biāo)。2006年，國家頒發(fā)了《關(guān)于發(fā)展生物能源和生物化工財(cái)稅扶持政策實(shí)施意見》，目的在于能更好地支持生物能源和生物化工的發(fā)展。為了規(guī)范生物柴油產(chǎn)業(yè)的生產(chǎn)與管理，由中國石油化工股份有限公司提出，石油化工科學(xué)研究院起草的我國第一項(xiàng)生物柴油國家標(biāo)準(zhǔn)——《柴油機(jī)燃料調(diào)和用生物柴油國家標(biāo)準(zhǔn)》已經(jīng)實(shí)施。3.10.2中國生物柴油發(fā)展歷程3.10.3中國生物油主要生產(chǎn)企業(yè)簡介中國生物柴油主要生產(chǎn)企業(yè)

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由奧地利碧路生物能源生產(chǎn)貿(mào)易股份有限公司投資設(shè)立，建成后是世界最大的生物柴油生產(chǎn)基地計(jì)劃年產(chǎn)能25萬噸。

無錫華宏生物燃料有限公司

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美國聯(lián)美實(shí)業(yè)集團(tuán)在中國設(shè)立的獨(dú)資公司，專門負(fù)責(zé)生物柴油項(xiàng)目的運(yùn)作，項(xiàng)目分兩期投資,建成后年產(chǎn)能10萬噸。3.10.4中國生物柴油主要設(shè)備供應(yīng)商反應(yīng)釜溫州市中偉磁傳密封設(shè)備廠江蘇省金壇市江南儀器廠淄博蓋億化工設(shè)備有限公司冷凝塔無錫維奧冷卻設(shè)備有限公司溧陽市天健化工設(shè)備有限公司洛陽隆華集團(tuán)公司山東省菏澤市花王高壓容器有限公司常州市黃河化工設(shè)備有限公司閃蒸器江陰東大鍋爐制造有限公司淄博城東企業(yè)集團(tuán)有限公司乳山日晟機(jī)械制造有限公司生物柴油常用成套設(shè)備供應(yīng)商河南修武永樂糧機(jī)集團(tuán)

武漢理科鑫谷科技有限公司

山東省泰安市冠臣新能源設(shè)備制造有限公司

宜興市華鼎糧食機(jī)械有限公司生物柴油常用主要設(shè)備提供商4.生物油性質(zhì)及技術(shù)發(fā)展分析4.1生物油簡介4.2生物質(zhì)熱裂解主要工藝比較4.3生物油技術(shù)發(fā)展歷程4.4生物質(zhì)熱解技術(shù)工藝流程4.5生物質(zhì)熱解反應(yīng)器分類4.6生物質(zhì)熱解液化主要裝置對比4.7典型的快速熱解反應(yīng)器4.7.1典型的快速熱解反應(yīng)器-燒蝕渦流反應(yīng)器4.7.2典型的快速熱解反應(yīng)器-真空熱解反應(yīng)器4.7.2典型的快速熱解反應(yīng)器-真空熱解反應(yīng)器4.7.3典型的快速熱解反應(yīng)器-旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器4.7.4典型的快速熱解反應(yīng)器-流化床熱解反應(yīng)器4.7.5典型的快速熱解反應(yīng)器-熱輻射反應(yīng)器4.8生物油組分及性質(zhì)比較4.8.1生物油組成成分比較4.8.2生物油主要性質(zhì)比較4.8.3生物油主要性質(zhì)說明4.9生物質(zhì)熱解技術(shù)發(fā)展趨勢4.10生物油深加工技術(shù)介紹生物油是指在中溫(500～600℃)、隔絕氧氣的條件下將生物質(zhì)(木材、秸稈等)顆粒物迅速加熱使其裂解，再迅速冷凝后得到的一種棕黑色液體。它具有原料來源廣泛、可再生、便于運(yùn)輸、能量密度較高等特點(diǎn)，是一種潛在的液體燃料和化工原料。生物油的組成和理化性質(zhì)受多個(gè)因素影響，如原料種類、含水量、反應(yīng)器類型、反應(yīng)參數(shù)、產(chǎn)物收集方法等，但不同途徑制得的生物油仍具有一些共同的性質(zhì)，如水分含量高、含顆粒雜質(zhì)、黏度大、穩(wěn)定性差、有腐蝕性等，這與傳統(tǒng)石化燃料(柴油、汽油)有很大不同，也給生物油用于柴油機(jī)帶來了很多困難。4.1生物油簡介生物轉(zhuǎn)化流化床式熱輻射反應(yīng)器生物質(zhì)化學(xué)轉(zhuǎn)化旋轉(zhuǎn)錐式真空移動(dòng)床式燒蝕式圖.生物質(zhì)熱解液化主要技術(shù)種類生物油用途生物油作為燃料可用于窯爐、鍋爐等產(chǎn)熱設(shè)備，將生物油用于柴油機(jī)也具有很大應(yīng)用前景，對減少柴油消耗、緩解高品質(zhì)燃料油供應(yīng)緊張有重要意義。生物油能完全溶于酒精，摻入少量酒精可極大地提高燃料性質(zhì)，降低粘度，增強(qiáng)穩(wěn)定性，利用乙醇，增加了其價(jià)格低的優(yōu)點(diǎn)，與商用級別的乙醇相比，這些混合產(chǎn)品更有利于環(huán)保。生物油不溶于柴油，但它可被柴油乳化，加拿大和意大利一些科學(xué)家致力于用表面劑使生物油和柴油乳化，將10%至30%的生物油加入柴油中能提高其穩(wěn)定性、防腐性、粘度、十六烷值，類似于純柴油。通過催化重整可提升生物油品質(zhì)，將其轉(zhuǎn)變同石油一樣的性能。生物油可被氣化或轉(zhuǎn)變成人造氣，生物基的合成生物柴油或生物甲烷，合成氣可直接用于SO或PEM燃料，合成柴油可用在普通的石油引擎。熱解液化副產(chǎn)品碳灰可制作有機(jī)化肥，占產(chǎn)出物質(zhì)的15%-20%。4.2生物質(zhì)熱裂解主要工藝比較表.生物質(zhì)熱裂解主要工藝比較4.3生物油技術(shù)發(fā)展歷程20世紀(jì)80年代初，加拿大Waterloo大學(xué)開始了以提高液體產(chǎn)率為目標(biāo)的循環(huán)流化床研究，為現(xiàn)代快速、閃速裂解提供了基礎(chǔ)，被公認(rèn)為本領(lǐng)域中最廣泛深入的研究成果。1990年左右，歐美一些國家開始建設(shè)速熱解示范性工廠或試驗(yàn)臺。1995年左右，目前生物質(zhì)熱解制油主流設(shè)備研已經(jīng)普遍完成研發(fā)。之后，隨著試驗(yàn)規(guī)模的反應(yīng)裝置逐步完善化，歐美示范性和商業(yè)化運(yùn)行的熱裂解項(xiàng)目不斷開發(fā)和建造。2000年左右，中國各科研機(jī)構(gòu)紛紛開始對生物質(zhì)熱解設(shè)備的研發(fā)。2005年后，國外科研機(jī)構(gòu)開始加大力度研發(fā)生物油的深加工技術(shù)。近期，中國一些科研機(jī)構(gòu)也開始研發(fā)生物油的深加工技術(shù)。生物質(zhì)液化技術(shù)在世界上還屬于新技術(shù)，生產(chǎn)工藝上尚有很多問題有待解決和完善。中國在生物油熱解液化設(shè)備研究方面明顯落后于國外，國內(nèi)開發(fā)的反應(yīng)器主要以接觸式和混合式為主，具有代表性的是流化床式反應(yīng)器和旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器。目前我國熱解液化工藝整體上尚有許多需要改進(jìn)之處。國外對生物油深加工的研究早已展開，但是暫時(shí)沒有取得突破性進(jìn)展。中國在生物油深加工方面的研究尚處于起步階段，研發(fā)的機(jī)構(gòu)不多。東北林大、中科大、山東理工對生物油與柴油混合制備乳化油技術(shù)進(jìn)行了研究，但短期內(nèi)無法取得突破性進(jìn)展。生物質(zhì)快速熱解制取生物油的技術(shù)從20世紀(jì)80年代興起，經(jīng)過近20年的發(fā)展，逐漸進(jìn)入到規(guī)?；?，商業(yè)化。隨著技術(shù)的不斷完善，研究方向和重點(diǎn)也開始拓寬。過去的研究只要側(cè)重?zé)峤夥磻?yīng)器類型以及反應(yīng)器參數(shù)，以尋求產(chǎn)物的最大化。技術(shù)的成熟使生物油產(chǎn)量上的發(fā)展空間已經(jīng)不是很大了，最大產(chǎn)量基本上都可以達(dá)到70%~80%左右。生物油品質(zhì)和反應(yīng)系統(tǒng)整體效率的提高是目前發(fā)展的新趨勢。通過預(yù)處理原始物料以及催化，改性等方法提高產(chǎn)物的品質(zhì)以適合高層次應(yīng)用時(shí)拓展技術(shù)應(yīng)用空間和前景的重要手段。而整體利用生物質(zhì)資源的聯(lián)合工藝以及系統(tǒng)整體效率則被認(rèn)為是最大化熱解制油經(jīng)濟(jì)效益，具有相當(dāng)大的潛力的發(fā)展方向。生物質(zhì)熱裂解最初的研究主要集中在歐洲和北美地區(qū)。生物質(zhì)熱解液化技術(shù)始于20世紀(jì)70年代末期的北美，加拿大西安大略大學(xué)開始利用輸送床以制造氣體和液體燃料及化工產(chǎn)品的研究。然而其發(fā)表的資料主要是關(guān)于乙烯和丙烯產(chǎn)物的研究，并沒有引起做夠的重視。20世紀(jì)80年代初，加拿大Waterloo大學(xué)開始了以提高液體產(chǎn)率為目標(biāo)的循環(huán)流化床研究，隨后開始了持續(xù)閃速熱解流化床實(shí)驗(yàn)臺得到研制。他們的工作為現(xiàn)代快速和閃速裂解提供了基礎(chǔ)，被公認(rèn)為本領(lǐng)域中最廣泛深入的研究成果。1989年，歐洲第一家生物質(zhì)熱解加工廠，一個(gè)傳統(tǒng)的慢速熱解示范性工廠（500kg/h）在意大利落成，其液體和焦炭的產(chǎn)量大致上都在25%左右。同一時(shí)期，瑞典Bio-Alternative公司建成了固定床反應(yīng)器的熱解示范性工廠，主要用來制取焦炭和副產(chǎn)品油，其焦油產(chǎn)率也比較低，僅20%的質(zhì)量含量。西班牙Fenosa聯(lián)邦于1993年建立了基于Laterloo大學(xué)熱裂解技術(shù)的200kg/h閃速熱裂解試驗(yàn)臺。比利時(shí)Egemin公司于1991年建立由他們自行設(shè)計(jì)的，容量為200kg/h引射流反應(yīng)器并在1992投入運(yùn)行使用。許多重要的熱裂解技術(shù)在歐洲一些著名實(shí)驗(yàn)室和研究所中進(jìn)行開發(fā)，90年代初歐共體JOULE計(jì)劃中的用生物質(zhì)生產(chǎn)能源項(xiàng)目的很多課題的啟動(dòng)也顯示了歐盟對生物質(zhì)熱裂解制油技術(shù)的重視程度。生物質(zhì)熱解制油技術(shù)的蓬勃發(fā)展從20世紀(jì)90年代初開始，隨著試驗(yàn)規(guī)模的反應(yīng)裝置逐步完善化，示范性和商業(yè)化運(yùn)行的熱裂解裝置被不斷開發(fā)和建造。不同規(guī)模的、各種各樣型式的快速熱裂解系統(tǒng)在世界各國先后建立起來。在北美，20世紀(jì)90年代初成立的加拿大達(dá)茂科技公司利用該公司的生物質(zhì)反應(yīng)爐專利技術(shù)，于1997年6月成立了可日產(chǎn)半噸生物油的示范廠，該公司認(rèn)識到生物質(zhì)熱裂解技術(shù)具有將農(nóng)林業(yè)的廢棄物轉(zhuǎn)化為清潔燃料生物油，并進(jìn)一步加工成生化石灰與緩效性肥料等高附加值產(chǎn)品的巨大潛力，并于1998年與RTI公司合作開發(fā)生物油系列產(chǎn)品。加拿大CastleCapital有限公司將BBC公司開發(fā)的10~25kg/h的橡膠熱燒蝕反應(yīng)器放大后，在新思科舍建造了1500~2000kg/h規(guī)模的固體廢棄物熱燒蝕裂解反應(yīng)器，用以制取液體燃料，同時(shí)把該技術(shù)發(fā)展為連續(xù)燒蝕反應(yīng)系統(tǒng)，在新斯科舍建設(shè)了50t/d規(guī)模的示范性裝置。加拿大Ensyn公司進(jìn)行的市場商業(yè)化的快速熱解工廠的生產(chǎn)能力也達(dá)到了10t/h。4.3生物油技術(shù)發(fā)展歷程（續(xù)上頁）

生物質(zhì)熱解液化技術(shù)的一般工藝流程由物料的干燥、粉碎、熱解、產(chǎn)物炭和灰的分離、氣態(tài)生物油的冷卻和生物油的收集等幾個(gè)部分組成。

原料干燥和粉碎生物油中的水分會影響油的穩(wěn)定性、粘度、PH值、腐蝕性以及一些其它特性，而天然的生物質(zhì)原料中含有較多的自由水，相比從生物油中去除水分，反應(yīng)前物料的干燥要容易的多，因而在一般的熱解工藝中，為了避免將自由水帶入產(chǎn)物，物料要求干燥到水份含量低于10%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。快速熱解制油工藝要求高的傳熱速率，除了從反應(yīng)器的傳熱方面入手，原料尺寸也是重要的影響因素，通常對原料需要進(jìn)行粉碎處理，不過隨著原料的尺寸變得越小，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行成本也會相應(yīng)提高。

熱裂解反應(yīng)器反應(yīng)器是熱解的主要裝置，反應(yīng)器類型的選擇和加熱方式是各種技術(shù)路線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。適合于快速熱解的反應(yīng)器型式是多種多樣的，但所有熱解制油實(shí)用性較強(qiáng)的反應(yīng)器都具備了三個(gè)基本特點(diǎn)：加熱速率快，反應(yīng)溫度中等和氣相停留時(shí)間短。4.4生物質(zhì)熱解技術(shù)工藝流程

焦炭和灰的分離在生物質(zhì)熱解制油工藝中，一些細(xì)小的焦炭顆粒不可避免地進(jìn)入到生物油液體當(dāng)中。研究表明：液體產(chǎn)物中的焦炭會導(dǎo)致生物油不穩(wěn)定，加快聚合過程，使生物油的粘度增大，從而影響生物油的品質(zhì)。同時(shí)，生物質(zhì)中幾乎所有的灰分都保留在焦炭當(dāng)中，而灰分是影響生物質(zhì)熱解液體產(chǎn)物收率的重要因素，它的存在將大大催化揮發(fā)成分的二次分解，所以分離焦炭也會影響分離灰分。分離焦炭除了采用熱蒸汽過濾外，還可以通過液體過濾裝置（濾筒或過濾器等）來完成，目前，后者仍處于研究開發(fā)階段。焦炭的分離雖然很困難，但是對所有的系統(tǒng)而言都是必不可少的。

液體生物油的收集液體的收集一直以來都是整個(gè)熱解過程中運(yùn)行最困難的部分，目前幾乎所有的收集裝置都不能很有效的收集。這是因?yàn)榱呀鈿猱a(chǎn)物中揮發(fā)份在冷卻過程中與非冷凝性氣體形成了煙霧狀的氣溶膠形態(tài)，是一種由蒸汽、微米級的小顆粒、帶有極性分子的水蒸氣分子組成的混合物，這種結(jié)構(gòu)給液體的收集帶來困難。在較大規(guī)模的反應(yīng)系統(tǒng)中，采用與冷液體接觸的方式進(jìn)行冷凝收集，通?？梢允占酱蟛糠值囊后w產(chǎn)物，但進(jìn)一步的收集則需要依靠靜電捕捉等對處理微小顆粒比較有效地技術(shù)了。生物質(zhì)熱解反應(yīng)器分類應(yīng)用于生物質(zhì)熱解的反應(yīng)器具有加熱速率快、反應(yīng)溫度中等、氣相停留時(shí)間短等共同特征。綜合國外介紹的生物質(zhì)熱解制油反應(yīng)器，主要可按生物質(zhì)的受熱方式分為三類。機(jī)械接觸式反應(yīng)器這類反應(yīng)器的共同點(diǎn)是通過灼熱的反應(yīng)器表面直接或間接與生物質(zhì)接觸，將熱量傳遞到生物質(zhì)而使其高速升溫達(dá)到快速熱解，其采用的熱量傳遞方式主要為熱傳導(dǎo)，輻射是次要的，對流傳熱則不起主要作用。常見的有燒蝕熱解反應(yīng)器、絲網(wǎng)熱解反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器等。間接式反應(yīng)器這類反應(yīng)器的主要特征是由一高溫的表面或熱源提供生物質(zhì)熱解所需熱量，其主要通過熱輻射進(jìn)行熱量傳遞，對流傳熱和熱傳導(dǎo)則居于其次要地位，常見的熱天平也可以歸屬此類反應(yīng)器。混合式反應(yīng)器其主要是借助熱氣或氣固多相流對生物質(zhì)進(jìn)行快速加熱，其主導(dǎo)熱量方式主要為對流換熱，但熱輻射和熱傳導(dǎo)有時(shí)也不可忽略，常見的有流化床反應(yīng)器、快速引射床反應(yīng)器、循環(huán)流化床反應(yīng)器等。目前進(jìn)行的生物質(zhì)熱解制油技術(shù)研究中，針對第一類和第三類的反應(yīng)器的工作開展得相對較多，并取得了一定的進(jìn)展，這些反應(yīng)器的成本較低且宜大型化，從而能在工業(yè)上投入實(shí)際應(yīng)用。4.5生物質(zhì)熱解反應(yīng)器分類4.6生物質(zhì)熱解液化主要裝置對比表.生物質(zhì)熱解液化主要裝置比較在生物質(zhì)快速熱解的各種工藝中，反應(yīng)器的類型及其加熱方式的選擇很大程度上決定了產(chǎn)物的最終分布，所以反應(yīng)器類型和加熱方式的選擇是各種技術(shù)路線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。常用的制取生物質(zhì)液化燃料的反應(yīng)器都具有加熱速率快和很高的熱量轉(zhuǎn)化率、反應(yīng)溫度中等、氣相停留時(shí)間短等共同特征。典型的快速熱解反應(yīng)器世界各國通過反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、制造及工藝條件的控制，開發(fā)了各種類型的快速熱解工藝，幾種有代表性的反應(yīng)器如下：

燒蝕渦流反應(yīng)器（1995）美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室（NREL）研制出的燒蝕渦流反應(yīng)器，其流程如圖所示。反應(yīng)器正常運(yùn)行時(shí)，生物質(zhì)顆粒需要用速度為40m／s的氮?dú)饣蜻^熱蒸汽流引射（夾帶）沿切線方向進(jìn)入反應(yīng)器管，生物質(zhì)在此條件下受到高速離心力的作用，導(dǎo)致生物質(zhì)顆粒在受熱的反器壁上的受到高度燒蝕。燒蝕后，顆粒留在反應(yīng)器壁上的生物油膜迅速蒸發(fā)。如果生物質(zhì)顆粒沒有被完全轉(zhuǎn)化，可以通過特殊的固體循環(huán)回路循環(huán)反應(yīng)。在1995年，該實(shí)驗(yàn)室在原來系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將主反應(yīng)器改為垂直，并且還增加了熱蒸汽過濾裝置。改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可獲得更為優(yōu)質(zhì)的生物油，主要是因?yàn)榘惭b了熱蒸汽過濾設(shè)備，成功的防止了微小的焦炭顆粒在裂解氣被冷凝過程中混入生物油，同時(shí)這也使得油中的灰分含量低于0.01%，并且堿金屬含量很低。這套系統(tǒng)所生成油的產(chǎn)量在67%左右，但該油中氧含量較高。4.7.1典型的快速熱解反應(yīng)器-燒蝕渦流反應(yīng)器

真空熱解反應(yīng)器/真空移動(dòng)床（1996）加拿大Laval大學(xué)生物質(zhì)真空熱解裝置，已經(jīng)完善反應(yīng)過程和提高產(chǎn)量，并在1996年成立了Pro—System能源公司，負(fù)責(zé)把這個(gè)反應(yīng)器大型化，上述這套系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)行。物料干燥和破碎后進(jìn)入反應(yīng)器，物料送到兩個(gè)水平的金屬板，金屬板被混合的熔融鹽加熱且溫度維持在530℃左右。熔融鹽是通過一個(gè)靠在熱解反應(yīng)中產(chǎn)生不可凝氣體燃燒提供熱源的爐子來加熱。另外，合理地使用電子感應(yīng)加熱器以保持反應(yīng)器中的溫度連續(xù)穩(wěn)定。物料中的有機(jī)質(zhì)加熱分解所有產(chǎn)生的蒸汽依靠反應(yīng)器的真空狀態(tài)很快被帶出反應(yīng)器，揮發(fā)分氣體質(zhì)解輸入到兩個(gè)冷凝系統(tǒng)：一個(gè)是收集重油，一個(gè)收集輕油和水分。通過這套系統(tǒng)得到的比較典型的和物料有關(guān)的熱解產(chǎn)物是47%的生物油、17%的裂解水、12%的焦炭、12%的不可凝熱解氣。該系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是真空下一次裂解產(chǎn)物很快溢出反應(yīng)器從而降低了揮發(fā)份的劣化和重整等，減少了裂解氣二次反應(yīng)的概率。不過，反應(yīng)器所需要的真空需要真空泵的專業(yè)運(yùn)作以及很好的密封性來保證，這就加大了成本和運(yùn)行難度。4.7.2典型的快速熱解反應(yīng)器-真空熱解反應(yīng)器旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)器（1995）旋轉(zhuǎn)錐熱解反應(yīng)器是一個(gè)比較新穎的反應(yīng)器，它巧妙地利用了離心力的原理，成功的將反應(yīng)的熱解氣和固體產(chǎn)物分離開來。該反應(yīng)器是由荷蘭Twente大學(xué)反應(yīng)器工程組及生物質(zhì)