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闵恩泽:发展生物柴油原料是关键文章来源:中国石化报 | 发布日期:2012-03-02 | 作者:许帆婷 | 点击次数:
随着石油、天然气等化石燃料供应日益紧张且价格昂贵,生物质燃料以其在节能减排、绿色环保等方面的突出优势,成为能源界新宠。目前国内外研究、应用较多的几种生物质燃料主要有秸秆乙醇汽油、甜菜生物质汽油、纤维素生物质汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等。 多年来,中国石化积极推进绿色低碳炼油技术开发,在生物航煤、生物柴油、乙醇汽油等生物质燃料技术开发和应用方面走在国内前列,是国内首家拥有自主生物航煤生产技术且具有批量生产能力的企业。2月28日,中国民用航空局正式受理中国石化自主开发的1号生物航空煤油适航审定申请,标志着国内首次采用自主技术和自有装置批量生产的生物航空煤油产品将严格按照适航标准全面开展适航审定。 日前,中国科学院、中国工程院院士,石油化工科学研究院高级顾问闵恩泽接受记者专访,介绍世界生物质燃料的研究和应用情况以及我国发展生物质燃料的前景,分析中国石化发展生物质燃料的优势及着力点。 现在,石油、天然气等化石燃料供应紧张,且价格昂贵,人们寻找可替代能源的愿望日益强烈。生物质燃料以其在节能减排、绿色环保等方面的突出优势,成为能源界的新宠。 目前国际上广泛生产、利用的生物质燃料有哪些?它们有什么优缺点?中国发展生物质燃料的前景如何?日前,中国科学院、中国工程院两院院士,石油化工科学研究院高级顾问闵恩泽,接受本报记者专访,介绍了生物质燃料的研究和应用情况。 闵恩泽院士介绍,目前国内外研究、应用较多的几种生物质燃料主要有秸秆乙醇汽油、甜菜生物质汽油、纤维素生物质汽油、生物柴油、第二代生物柴油、微藻生物柴油等。 新型汽油需要“中外合作” 含10%乙醇的秸秆乙醇汽油已在我国推广应用。乙醇汽油与传统汽油相比有很多优点。比如它的辛烷值提高了、含氧多、燃烧充分,减少汽车尾气一氧化碳排放35%以上、碳氢化合物排放15%以上。生物质生长过程,还能吸收二氧化碳。目前,已建有20万吨/年以上、以非粮作物木薯为原料的工厂在生产燃料乙醇。[NextPage] 美国能源部投资10亿美元,发展以秸秆、农林固体废弃物、城市生活废弃物等多样性纤维素为原料的秸秆乙醇工艺。他们采用基因改造的纤维素,寻找更好的酶制剂,建设高效率的生产厂。美国计划,到2030年,秸秆乙醇供应达到美国汽油总量的30%,约1.9亿立方米。预计秸秆乙醇生产成本降至0.53美元/升,低于石油汽油。 发展秸秆乙醇前沿技术要立足已有每年万吨工业规模工厂的基础,与国外酶制剂公司合作,先实现工业化,再把规模扩大至10万吨/年以上,推广应用。大规模发展秸秆乙醇,原料是关键。要调研了解国内的原料供应情况,同时研发利用这些原料的生产技术。酶制剂是基础,要组织研发具有自己特色的酶制剂。 最新一代生物质车用汽油比乙醇汽油更有优势,比乙醇能量高,使用更经济;不需要更新销售系统和加油站;不需要调整改动机。以甜菜为原料的生物质汽油,生产工艺包括原料预处理、水相重整、碱催化聚合、加氢脱氧。2010年国外开始建设工业生产装置。同时,国外也在大力研究以纤维素为原料的生物质汽油。纤维素比甜菜等原料来源广泛、价廉。甜菜为原料,已被国外专利覆盖,采用纤维素为原料,更有可能形成具有自主知识产权的技术。国内对纤维素生产生物质汽油的研发已经开展,并取得一定进展。因此,要重点突破,占领这一高科技发展前沿制高点。 生物柴油大有可为 生物柴油是动植物油脂通过与甲醇反应生产的清洁柴油,不含硫和芳烃,燃烧后不产生颗粒物和硫化物,不污染环境,同时十六烷值高。 生物柴油是21世纪崛起的新兴产业,全世界生物柴油产能已在3000万吨/年以上。目前,美国产能已发展到1093万吨/年、欧盟为1300万吨/年。国际上已经制定完善了生物柴油标准。这样就保证了产品质量和运转性能始终如一,发动机制造商也可以此为设计依据,增强用户的信心。 我国生物柴油总产能约150万吨/年,近几年产量30万~50万吨/年,大多以废弃油脂为原料。中国海油建设在海南东方的6万吨/年生物柴油装置,采用中国石化的SRCA工艺,实现了清洁生产,调成B5在海南的加油站销售。 中国石化发展生物柴油产业有基础。中国石化拥有完整的从小型到2000吨/年生物柴油中型试验装置;拥有生物柴油质量分析、模拟评定、台架试验装置以及行车试验的经验;拥有世界一流的、处理废弃油脂原料的生物柴油成套技术,还拥有处理木本植物油和微藻油原料的碱催化蒸馏工艺。此外,中国石化向科技部申请了“十二五”国家生物柴油重大支撑项目,中国石化咨询公司受国家能源局委托,正编制我国生物柴油行业发展的指导意见,这些都对中国石化发展生物柴油提供了有力的支持。闵院士建议中国石化引领国内企业通力合作,形成新兴产业。 发展生物柴油,原料是关键。我国榨油厂酸化油类废弃油脂总量较大。这类油脂的优点是全年不分季节供应、价格便宜。另一来源是从马来西亚和印尼进口棕榈油厂的酸化油,其优点是质量稳定,加工生产生物柴油,享受国家相关优惠政策后能赢利。动物油脂的来源丰富,包括屠宰废料、制革厂的猪皮油等,一般价廉。这是目前尚未利用的新原料来源。[NextPage] 在木本植物油方面,利用我国山地资源丰富的特点,开发麻风树、黄连木等木本植物油,具有优势和特色。近期应调研了解现状,研讨如何加速发展,何时能提供大量原料。 微藻也能“点绿成金” 微藻是地球上最简单的一种生物,却可能成为世界上最复杂问题的解决方案。所以,世界各国政府均在大力支持研发,企业也在大力研发。如美国就制定了微藻生物柴油路线图,埃克森美孚2009年投资6亿美元开展微藻生物柴油的研发。微藻生物柴油可以减排二氧化碳,减少温室效应;生产生物柴油,减少对石油的依赖;处理废气废水,保护环境。微藻生物柴油技术被誉为“一石三鸟”的技术。 微藻是光合效率最高的原始植物,比农作物的单位面积产率高出数十倍,是自然界中生长最快的植物。微藻可以生长在高盐、高碱的水体中,可利用滩涂、盐碱地、沙漠进行大规模培养。利用海水、盐碱水、工业废水等非农用水进行培养,可以不与农作物争地、争水。微藻干细胞的含油量可高达70%,是最有前景的产油生物;微藻培养利用工业废气中的二氧化碳,可减少温室气体的排放,还可吸收工业废气中的氮氧化物,减少对环境的污染;生产微藻生物柴油的同时,还能生产藻饼,再加工成蛋白质、多糖、脂肪酸等高价值产品,降低微藻生物柴油的成本。 但是,要大规模工业生产微藻生物柴油,还有漫长、艰险的道路要走。微藻生物柴油的生产是复杂的系统工程,涉及多学科、多专业的集成,投资巨大,目前生产成本远远高于石油柴油;大型化(几万吨/年)生产,尚未实现,大型成套技术缺乏;多个环节需要改善降低投资和生产成本;发展微藻生物柴油的同时需要二氧化碳、阳光、土地3种资源。 要在微藻收集、浓缩、破壁、提油等方面取得重大突破,简化流程、降低设备投资和生产成本。在微藻的培育方面,要利用基因工程来加以改造,在含油量和生成速度上要有重大突破,这是微藻生物柴油发展的基础。目前世界均在大力研发,这一期望有可能实现。
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