生物燃料的作用精选(九篇)

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第1篇：生物燃料的作用范文

关键词:生物燃料粮食生产中国

自从步入了20世纪,国际石油的价格就不断上升,全球范围内都掀起了生物液体能源的浪潮。我国为了更好的应对能源安全方面的困境、做好环境保护工作并且将陈化粮问题解决,开始进行生物燃料的研究并且已经得到了长足的发展。截至2009年,我国已经生产了约170万吨的燃料乙醇。但是随之而来的难题是国内外的粮食例如玉米小麦等,都出现了大幅度涨价,我国政府只好紧急出台政策对生物燃料的生产进行限制,以便保证粮食安全。

1发展生物燃料对我国粮食生产的积极作用

粮食生产关乎国计民生,其基本政策应是在数量上自给自足,进口粮食则是在总量平衡下实现粮食种类上的调剂方法,可以说,我国粮食供给的变化主要取决于粮食生产的波动性。在改革开放30余年的发展下,我国的粮食生产增长速度放缓,粮食生产面临耕地减少、水资源短缺等问题的限制。目前形势来看,实现耕地资源的增加几乎不可能,那么在耕地面积不变的基础上,要实现粮食增产就必须利用新技术,如:种子改良、复种指数上升等。从生物燃料与粮食生产的角度来看,生物燃料在发展的过程中提高了粮食供给机会成本,其将会对粮食生产率提高、粮食生产资源优化配置、农业结构优化调整等起到关键作用。首先,乙醇的原材料价格上涨促使农民增加对该类原材料的种植,但是农业资源有限,故而将会导致部分农产品产出的下降,进而影响到农业生产结构。而且,敏感粮食生产供给反应会使得农民投入增加,提高资源的利用率,这在一定程度上对于农民增收起到积极作用。当农产品生产比较利益提高,水资源、耕地等资源流出农业的机会成本也会提高,进而提高我国的农业竞争力。例如:据相关调查数据显示,2009-2014年,我国农产品中种植玉米的面积提升,粮食播种比率上升,但是耕地资源却明显减少了。其次,生物燃料的发展提供了一种全新的可能性,因为在它的推动作用下废弃的农作物得到了利用,并且边际土地也可以发展农业生产了,科技的投入得到了激发,对现有的资源可以通过优化配置来让农业生产率得到进一步的提高。中国的耕地资源不是无限的,同时近年来耕地收到城镇化和工业化的影响,很多都被侵占或者遭遇了严重的破坏,生态环境已不复存在,这些都为粮食生产带来了巨大的影响,造成了严重的粮食安全问题。但是全国目前后备土地资源仍然占国土总面积的9.33%,共有701.7万公顷的土地可以用来开垦,其中一些土地所处的环境无法进行粮食作物的种植,但是可以种植甜高粱、蓖麻、木薯以及水黄皮等耐受性的生物燃料物,最大化的利用那些只具有很低经济效益的土地。而有了利益的激励作用,政府、企业会想办法提高科技投入、进行品种改良,每一家农户也都会想办法提高生产率。中国玉米的产量在2002年只有328.3公斤/亩,而由于燃料乙醇的作用,2008年的时候已经提升至370.3公斤/亩,具体如图1所示。单产同样得到了大幅度提升的还有木薯,我国广西地区种植的木薯2000年的时候只有1003公斤/亩的产量,而2006年就达到了1373公斤/亩。这两者的单产量和增长的速度比起全国平均水平都是高出了一大截的。而农业生产率是否能在生物燃料的推动下得到真正的提高,主要依赖的还是不断进步推广发展的技术,并且让小农户实现大生产,真正的进入市场中来。总体来说中国的粮食生产规模以及经济效益一直是在增加的,所以想要提高生产的效率,可以适当的将粮食的生产经营规模扩大。想要做到这一点,政府就必须给予强有力的推动,完善农业的基础设施建设并不断提高科技创新的能力,对土地流转制度也需要进行优化和完善,建设更为合理的粮食流通体系,最后的目的是提高整个产业链整体的生产效率。所以说要做好公共投资方面的工作,尤其需要注意的是优化粮食安全财政成本,这对于提高生产效率意义重大。

2粮食生产与生物燃料生产的建议

我国自从改革开放以后,决定粮食安全问题的财政成本的因素就由好几个方面构成的了,包括总体的财政收入、粮食储备量以及市场价格受到粮食的干预度,之所以会存在粮食安全成本过高并且难以降低的重要原因,就是因为粮食储备过高,并且没有进行适当的价格干预。后来我国在粮食生产和流通领域都实现了市场化,随之改变的还有我国的粮食安全财政成本结构,从最开始的消费补贴到流通和生产补贴,一直到最后的粮食直补。而生物燃料例如燃料乙醇的发展,从客观来说可以将库存的陈粮减少,同时对粮价进行刺激使其上升,可以有效的降低我国在粮食安全方面支出的财政成本。尤其是发展了燃料乙醇以后,粮食的流通也会得到降低,并且影响到其他的财政成本,让我国粮食安全的财政成本可以改变结构。我国作为一个石油储量不够丰富并且净进口石油的国家,能源安全会受到大量的进口石油的威胁,所以更应该发展生物燃料,并且生物燃料相比其传统的石油和煤炭来说有很多优势,例如可再生、更清洁等。有专家指出,目前全球的粮食危机并不是因为生物燃料的发展造成的,因为利用粮食作物来进行生物燃料才刚发展起来。例如巴西这个粮食大国,在保证其粮食产量和出口量的同时,还积极发展了生物燃料,巴西一半的汽车都已经使用生物燃料了。再例如美国,现在使用三分之一的玉米来进行乙醇的提取,虽然使用农作物来进行生物燃料的生产可能会影响粮食安全,但是生物燃料的生产如果改用不可食用的生物来进行的话,就不会影响粮食生产,反而还有很大潜力。

参考文献

[1]赵礼恩.生物燃料发展对发展中国家粮食安全的影响[D].山东理工大学,2010.

[2]付青叶,王征兵,毕玉平.生物燃料乙醇发展对中国粮食生产的影响分析[J].经济问题,2011,05:84-88.

[3]张颖,陈艳.液态生物燃料产业与粮食安全协调发展分析[J].云南师范大学学报(自然科学版),2011,06:41-46.

第2篇：生物燃料的作用范文

    1 生物质固体燃料成型工艺及设备

    1.1 成型工艺

    生物质燃料的致密成型工艺直接决定了生物质燃料的形状和特性,根据成型条件的不同可以将生物质成型工艺分为常温湿压成型、热压成型、炭化成型和冷压成型[10]。

    (1)湿压成型工艺:湿压成型是利用水对纤维素的润涨作用,纤维素在水中湿润皱裂并部分降解,使其加压成型得到了很明显的改善。在简单的装置下加压将水分挤出,形成低密度的压缩燃料块。此种方法多用于纤维板的生产。

    (2)热压成型工艺:热压成型工艺是现在应用较多的生物质压缩成型工艺之一,其工艺流程为:原料粉碎干燥混合挤压成型冷却包装。对于不同的原料种类、粒度、含水率和成型设备,成型工艺参数也要随之变化,但由于木质素在 70~100℃时开始软化具有黏性,当温度达到 200~300℃时呈熔融状,黏性很高[11],在热压过程中可起到黏结剂的作用,所以加热维持成型温度一般在 150~300℃,使木质素、纤维素等软化并挤压成生物质成型块。

    (3)炭化成型工艺:炭化是在隔绝或限制空气的条件下,将木材、秸秆等在 400~600℃的温度下加热,得到固体炭、气体、液体等产物的技术,以生产炭为主要目的的技术称为制炭,以气体或液体的回收利用为重点的技术称为干馏,两者合称为炭化[12]。炭化成型工艺是将碎料经过炭化,去除其中的挥发分,减少烟和气味,提高燃烧的清洁性。根据炭化工序的先后可分为先成型后炭化工艺和先炭化后成型工艺。①先成型后炭化工艺为:原料粉碎干燥成型炭化冷却包装;②先炭化后成型工艺为:原料粉碎除杂炭化混合黏结剂成品干燥、包装。纤维素类生物质经炭化后,成型时表面黏结性能下降,直接压缩成型的生物质固体燃料易松散,不易贮存和运输,因此要加入适当的黏结剂来增加其致密成型的强度,现有的黏结剂如脲醛树脂(UF),水玻璃,糠醛废渣,NaOH、硼砂、水和淀粉混合黏结剂,聚乙烯醇、淀粉和JTJ(代号)混合黏结剂[13],淀粉、木质素类、羧甲基纤维素及焦油等[14]。

    (4)冷压成型工艺:冷压成型工艺是将生物质颗粒在高压下挤压,利用挤压过程中颗粒与颗粒之间摩擦产生的热量使木质素软化并具有一定的黏结性,从而达到固定成型的效果。冷压成型工艺生产的生物质致密燃料的物理性能没有前几种工艺生产的生物质燃料优良。

    (5)生物质燃料的致密成型工艺评价指标:松弛密度和耐久性是衡量生物质燃料致密成型物理品质的两个重要指标。适宜的压缩时间,尽可能小的粒度,适当增加压力、温度或加黏结剂,可以达到提高松弛密度的目的。耐久性可以细化为抗变形性、抗跌碎性、抗滚碎性、抗渗水性和抗吸湿性等[15]。此外,将内摩擦角作为影响生物质致密成型燃料的评价指标,也有相应的研究[16]。

    1.2 成型设备

    (1)螺旋挤压式成型机:螺旋挤压成型机是靠螺杆挤压生物质,并维持一定的成型温度,使生物质中的纤维素、半纤维素和木质素得到软化,从而减小内部的摩擦,挤压成生物质致密成型块。与纤维板的生产相类似,如果原料的含水率过高,在加热压缩的过程中致密成型块也容易发生开裂和“放炮”现象,所以原料的含水率应控制在 8%~12%之间,成型压力要随着原料和所要求成型块密度的不同而异,一般在4.9~12.74kPa之间,成型燃料的形状通常为空心燃料棒(如图 1(a)所示)。螺旋挤压机运行平稳、生产连续性较好,但螺杆的磨损较严重,使用寿命较短,这也相应地增加了生产成本[17-19]。中国林业科学研究院林产化学工业研究所研制了螺旋挤压式棒状燃料成型机,西北农林科技大学研制出了JX7.5、JX11 和SZJ80A三种植物燃料成型机。

    (2)活塞冲压式成型机:活塞冲压式成型机根据驱动方式的不同又分为机械驱动活塞式成型机和液压驱动活塞式成型机,其中液压冲压式成型机允许加工含水率较高(20%左右)的原料,常用于生产实心燃料棒或燃料块(如图 1(b)所示),其密度在0.8~1.1g/cm3之间,成型致密燃料块比较容易松散,但在压缩过程中一般不需要加热,也减小了成型部件的损耗。河南农业大学研制了液压往复活塞双向挤压加热成型的棒状燃料成型机,首钢研制了机械活塞冲压式生物质块状燃料成型机,中国农业机械化科学研究院研制了 CYJ-35 型冲压式成型机。

    (3)压辊式成型机:压辊式成型机主要生产颗粒状的生物质致密成型燃料(如图 1(c)所示),其可分为环模成型机和平模成型机。该机对原料含水率要求较为宽松,一般在 10%~40%之间,颗粒成型燃料的密度在 1.0~1.4g/cm3之间,成型时一般不需要加热,根据原料的状况可适当添加少量黏结剂。压辊式成型机的基本工作部件由压辊和压模组成。其中压辊可以绕自身的轴转动,压辊的外周加工有齿或槽,用于压紧原料而不致打滑。压模有圆盘或圆环形两种,压模上加工有成型孔,原料进入压辊和压模之间,在压辊的作用下被压入成型孔内。从成型孔内压出的原料就变成圆柱形或棱柱形,最后用切断刀切成颗粒状成型燃料。中南林业科技大学开发了生物质颗粒燃料成型机,河南省科学院能源研究所研制了在常温下生产颗粒燃料的环模式成型机,清华大学清洁能源研究与教育中心研制了常温成型颗粒燃料生产设备。

    2生物质固体燃料成型和燃烧的影响因素

    2.1原料种类

    生物质固体成型过程中,依靠木质素在较高温度下软化呈熔融状态、在外压力作用下流动的特性,可以起到胶黏剂的效果,所以木质素在生物质中的含量直接影响燃料的成型。生物质的密度也对成型有一定的影响,密度大的原料较难压缩成型。2.2原料含水率不同工艺对生物质的含水率都有相应的要求。颗粒成型工艺所用原料的含水率一般在15%~25%之间;棒状成型燃料所用原料的含水率不大于 10%。在热压成型中,含水率过高,水蒸气不容易从原料中溢出,会发生气堵或“放炮”现象;而含水率过低又会影响木质素的软化点。

    2.3 原料粒度

    粒度小的原料容易压缩,可增大生物质固体燃料的密度。但采用冲压成型时要求原料具有较大的尺寸或较长的纤维,以避免原料粒度过小而脱落,给运输造成不便。

    2.4成型压力与压模几何形状

    成型压力影响成型密度,但受设备能力的限制,制约了成型压力的增加;压膜的几何形状影响成型压力以及摩擦力的大小。

    2.5 成型温度

    成型温度高会使原料本身变软,木质素软化,容易压缩成型,但温度过高会造成模子退火、耐磨性降低、寿命缩短,而且还会使物料炭化严重,降低表面黏结性能而影响成型。

    2.6添加剂

    生物质固体成型过程中使用的添加剂主要是聚环氯乙烷,其可以中和成型燃料颗粒表层和扩散层(水分)之间产生的电动势,使成型块的结合更加牢固[20]。

第3篇：生物燃料的作用范文

一、国内生物燃料产业发展现状及存在的主要制约因素

（一）国内生物燃料产业发展现状

1、燃料乙醇开始规模化应用

“十五”期间，我国在黑龙江、吉林、河南、安徽4省，分别依托吉林燃料乙醇有限责任公司、河南天冠集团、安徽丰原生化股份有限公司和黑龙江华润酒精有限公司四家企业建成了四个燃料乙醇生产试点项目进行定点生产，初步形成了现有国内燃料乙醇市场格局。到2007年，我国燃料乙醇产能达160万吨，四家定点企业产能达144万吨。值得注意的是，为不影响粮食安全并改善能源环境效益，我国已确定不扩大现有陈化粮玉米乙醇生产能力的政策，转向以木薯和甜高粱等非粮作物为原料生产燃料乙醇，并开始商业化生产。目前，广西木薯乙醇项目的生产能力超过20万吨，2008年全国燃料乙醇总产量达172万吨。此外，生物液体燃料也已开始在道路交通部门中初步得到规模化应用，我国燃料乙醇的消费量已占汽油消费量的20%左右，在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省及湖北、河北、山东、江苏部分地区已基本实现车用乙醇汽油替代普通无铅汽油。

2、生物柴油步入快速发展轨道

自2002年经国务院批示，国家发改委开始推进生物柴油产业发展以来，生物柴油年产量由最初的1万吨发展到现在的近20万吨，总设计产能约200万吨/年，生物柴油被纳入《中华人民共和国可再生能源法》的管理范畴。2008年，为鼓励和规范生物柴油产业发展，防止重复建设和投资浪费，根据生物燃料产业发展总体思路和基本原则，结合国家有关政策要求及产业化工作部署与安排，国家发改委批准了中石油南充炼油化工总厂6万吨/年、中石化贵州分公司5万吨/年和中海油海南6万吨/年3个小油桐生物柴油产业化示范项目。截止目前，我国生物柴油产业已初步形成以海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司和福建卓越新能源发展公司等民营公司、外资公司以及中粮集团、航天科工集团和三大石油集团共同参与的格局。

（二）生物燃料产业发展需突破的主要制约因素

目前，我国生物燃料产业的快速发展还面临许到原料资源供应、产业发展的技术瓶颈、商业化应用市场和政策、市场环境不完善等制约因素。

1、原料资源供应严重不足

无论是燃料乙醇还是生物柴油都面临着“无米下锅”。

从燃料乙醇看，如果完全用玉米来生产，按照1∶3.3 比例计算，2020 年将达4950 万吨，加上其他工业消费对玉米需求的增长，未来我国玉米生产将难以满足燃料乙醇生产的工业化需求，而且随着陈化粮食逐步消耗殆尽和玉米价格的不断上涨，玉米燃料乙醇的发展可能威胁到我国粮食安全，因此完全使用玉米生产燃料乙醇在我国并不现实。

从生物柴油看，国内仅有的几个项目都是以地沟油、植物油脚等废弃油脂做原料，而全国一年的废弃油脂也只有600―700万吨，其中相当比例还要用于化工生产，每年可供生物柴油企业利用的废弃油脂不足50 万吨。按照1.2 吨废弃油脂生产1 吨生物柴油计算，40 多万吨废弃油脂能满足的产能只有30 多万吨。目前，我国很多企业处于部分停产或完全停产状态，行业发展陷入了困境。

2、产业发展中的技术、标准瓶颈制约

目前，我国生物质能产业发展尚处于起步阶段，产业发展中的生产技术、产品标准、生产设备等问题已成为阻碍生物燃料产业快速健康发展的重要问题之一。

从燃料乙醇的发展看，一方面，我国的自主研发能力还比较弱，缺乏具有自主知识产权的核心技术。目前国内以玉米、木薯等淀粉类为原料的生产技术已经进入商业化初期阶段，以甜高粱、甘蔗等糖质类为原料基础的燃料乙醇生产技术大多处于试验示范阶段，还需在优良品种选育、适应性种植、发酵菌种培育、关键工艺和配套设备优化、废渣废水回收利用等方面作进一步研究。而国外以淀粉、糖质类为原料的燃料乙醇生产技术已经十分成熟，并进入大规模商业化生产阶段。此外，我国的纤维素乙醇还处在试验阶段，技术还有待完善，尤其是如何降低纤维预处理和纤维酶的成本，高效率的发酵技术等方面，总体而言与国外发达国家相比差距较大。另一方面，国内还缺乏以不同生物质为原料的燃料乙醇相关产品和技术标准。尽管我国于2001年颁布了变性生物燃料乙醇（GB18350－2001）和车用乙醇汽油（GB18351－2001）两项强制性国家标准，在技术内容上等效采用了美国试验与材料协会标准（ASTM）；但上述标准主要是基于淀粉类原料而制定的，而制备燃料乙醇的原料种类较多且生产工艺也大不相同，在某些技术指标上也会有所差异，单一基于淀粉类原料制定的标准在一定程度上制约了我国燃料乙醇产业的快速发展。

从生物柴油的发展看，我国主要采用化学酯化法生产生物柴油，已形成较完备的技术体系和方法，但由于酯化过程要进行水洗、除渣、酯化、分离、蒸馏、洗涤、干燥、脱色等一系列过程，因此，转化率低，成本较高，而且产品质量难以保障。此外，虽然我国在2007年颁布了《柴油机燃料调和用生物柴油（BD100）国家标准》（GB/T20828－2007），但由于生物柴油的酸度、灰分、残炭均高于石油类柴油，常会以B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用。而我国至今没有B5或B20标准，更没有对生物柴油企业的生产设计和运行进行技术规范，生物柴油质量难以保证，导致难以进入中石油、中石化的销售终端，大量生物柴油卖给企业用作烧锅炉等用途，极大地制约了我国生物柴油产业的快速健康发展。

3、生产成本过高，商业化应用缺乏市场前景

从燃料乙醇看，目前，除巴西以甘蔗为原料生产的燃料乙醇成本可以与汽油相竞争外，其他国家燃料乙醇的成本都比较高，而我国燃料乙醇由于受原料成本高、耗能大、转化率低等因素影响，燃料乙醇的生产成本更高；从生物柴油看，在原料价格高峰时，生物柴油的生产成本是每吨接近7000元，而售价是6000元左右。因此，不依靠政府补贴，大规模的商业化应用缺乏市场前景。

4、政策法规和市场环境尚需改进

虽然我国在2005年2月28日通过了《可再生能源法》，并于2007年8月出台了《可再生能源中长期发展规划》，但主要是以利用再生能源发电作为目标和重点的，缺乏对包括燃料乙醇、生物柴油等生物燃料开发利用的明确性规定。另外，在生物燃料产业发展方面缺乏利用税收减免、投资补贴、价格补贴、政府收购等市场经济杠杆和行政手段促进发展的政策性法规；而且，部分出台的优惠政策行业内企业很难享受。此外，我国生物燃料产业的市场化竞争和运作环境也有待进一步完善。

二、我国生物燃料产业发展的路线图

（一）发展目标

按照因地制宜、综合利用、清洁高效的原则，合理开发生物质资源，以产业发展带动技术创新，通过加强生物质的资源评价和规划，健全生物燃料产业的服务体系，包括完善科技支撑体系，加强标准化和人才培养体系建设，完善信息管理体系等途径促进生物燃料产业的发展，实现生物燃料产业发展从追赶型到领先型的转变。到2020年，燃料乙醇年利用量达1000万吨，生物柴油年利用量达200万吨，年替代化石燃料1亿吨标准煤。

（二）发展路线

近期（2011―2015年）：在燃料乙醇方面，应维持玉米乙醇、小麦乙醇的现有发展规模，继续提高玉米乙醇、小麦乙醇项目的生产效率；重点发展木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮淀粉类燃料乙醇；努力完善木薯乙醇、马铃薯乙醇等非粮燃料乙醇的生产工艺，提高生产经济性；进行甜高粱乙醇、甘蔗乙醇等糖类原料的直接发酵技术的示范；同时，加大纤维素遗传技术研发力度，争取在纤维素酶水解技术上有所突破；开展抗逆性能源植物的种植示范。在生物柴油方面，仍将维持以废弃油脂为主，以林木油果等为辅的原料供给结构；开展高产木本油料种植技术研究；开展先进酯化技术示范；制定生物柴油技术规范和B5或B20等BX类生物柴油与石化柴油混用的产品标准，并建立国家级的质量监测系统。

中期（2016―2020年）：在燃料乙醇方面，加大以甜高粱等糖类作物为原料的燃料乙醇的产业化利用，应用耐高温、高乙醇浓度、高渗透性微生物发酵技术，采用非相变分离乙醇技术；戊糖、己糖共发酵生产乙醇技术实现突破，纤维素乙醇进入生产领域；耐贫瘠能源作物在盐碱地、沙荒地大面积种植，提高淀粉作物中淀粉含量、糖作物中的糖含量技术成功，燃料乙醇在运输燃料中起到重要作用。在生物柴油方面，大力开发以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油，高产、耐风沙、干旱的灌木与草类规模化种植技术取得突破；高压醇解、酶催化、固体催化等生物柴油技术广泛应用。

远期（2020年以后）：在燃料乙醇方面，燃料乙醇逐步替代汽油并探索利用更高热值产品（如丁醇等）；植物代谢技术取得突破，减少木质素含量提高纤维素含量，大规模生产木质纤维类生物质燃料乙醇的工业技术开发成功并实现产业化。在生物柴油方面，以黄连木、麻风树等木本油料植物果实作为生物柴油主要原料的生物柴油的生产工艺不断成熟且生产经济性不断提高，规模不断扩张；工程微藻法技术逐步完善并走向成熟且实现产业化。

三、促进我国生物燃料产业发展的保障措施

（一）统一思想，合理规划，有序推进

向全社会广泛宣传发展生物燃料产业的重要意义，切实提高对发展生物燃料产业重要性的认识，把生物燃料产业的发展提高到国家经济和社会发展的战略高度予以考虑。同时，要借鉴先发国家在生物燃料产业发展过程中的经验和教训，仔细分析生物燃料产业发展过程中可能会出现的问题。此外，各地区也要按照因地制宜、统筹兼顾、突出重点的原则，做好生物燃料产业发展的规划工作，根据生物质资源状况、技术特点、市场需求等条件，研究制定本地区生物燃料产业发展规划，提出切实可行的发展目标和要求，充分发挥好资源优势，实现生物质能的合理有序开发，走出一条具有中国特色的生物燃料产业发展路径。

（二）开展资源评价，发展能源作物

必须通过生物质资源的调查和评价工作，搞清各种生物质资源总量、用途及其分布，为发展生物燃料产业奠定良好基础。一是开展调查研究，做好资源评价。二是在生物质资源普查与科学评价基础上，制定切实可行的能源作物发展规划，以确定在什么地方具有大规模种植何类能源作物的条件。在不毁坏林地、植被和湿地，不与粮争地，不与民争粮的原则下，调整种植业比例，优化种植结构，根据主要能源作物品种的性能、适宜的边际性土地等资源数量、区域分布现状，科学制订能源作物的种植规划。在种植基础好、资源潜力大的地区，规划建设一批能源作物种植基地，为生物燃料示范建设和规模化发展提供可靠的原料供应基础。

（三）加大生物燃料产业前沿技术研究和产业化示范工作

必须要坚持点面结合、整体推进的原则，将近、中远期目标相结合，并结合我国生物质资源特点，加大对生物燃料产业前沿技术和技术产业化研究的支持力度。一是制定生物燃料产业发展的技术路线图，通过政府、企业和研究机构的共同工作，提出中长期需要的技术发展战略，有利于帮助企业或研发机构识别、选择和开发正确的技术，并帮助引导投资和配置资源。二是加强生物燃料产业技术的试点和产业化示范工作，设立生物燃料产业研究发展专项资金，增加研究开发投入，加大生物燃料产业技术的研发力度，加快推进生物燃料产业技术的科技进步与产业化发展。三是重视生物燃料产业技术和产品的标准体系建设，制定生物燃料产业技术和产品标准，发挥标准的技术基础、技术准则、技术指南和技术保障作用，并建立国家级的质量监测系统加强市场监督工作，促进生物燃料产业的健康发展。

（四）加强财政、税收和金融政策的引导和扶持

一是可以给予适当的财政投资或补贴，包括建立风险基金制度实施弹性亏损补贴、对原料基地给予补助、具有重大意义的技术产业化示范补助和加大面对生产生物燃料产品企业的政府采购等措施，以保证投资主体合理的经济利益，使投资主体具有发展生物燃料项目的动力。二是加大对投资生物燃料项目的税收优惠，包括对投资生物燃料项目的企业实行投资抵免和再投资退税政策，对生产生物燃料产品的企业固定资产允许加速折旧，对科研单位和企业研制开发出的生物燃料新技术、新成果及新产品的转让销售在一定时期可以给予减免营业税和所得税等措施，以鼓励和引导更多的企业重视、参与生物燃料产业发展。三是积极引导金融资本投向生物燃料产业，包括对生物燃料龙头企业实施贷款贴息，支持有条件的生物燃料企业发行企业债券和可转换债券，支持符合条件的生物燃料企业以现有资产做抵押到境外融资以获得国际商业贷款和银团贷款，鼓励和引导创业投资增加对生物燃料企业的投资等措施，鼓励以社会资本为主体按市场化运作方式建立面向生物燃料产业的融资担保机构，以降低生物燃料企业的融资成本，扩充和疏通生物燃料企业的融资渠道。

（五）加强部门间合作，建立产业服务配套体系，完善市场体系建设

一是建设和完善服务保障体系。整合资源，建立和完善产业服务配套体系，针对生物质资源分布广、收集运输难等问题，建立生物质资源收集配送等产业服务体系；积极引导农民发展能源作物种植、农作物秸秆收集与预处理等专业合作组织，建立生物质原料生产与物流体系；尽快建立完善生物燃料产业技术的推广服务体系、行业质量标准和产品检测中心等配套服务体系，加强生物燃料产业技术、管理人才队伍的建设。二是必须尽快开发具有自主知识产权的生物燃料产业的国产设备，重点开发有利于生物燃料产业发展的装备设计与制造技术，包括大型专用成套设备和成熟的生产工艺路线。三是完善市场体系建设。要通过市场带动，积极发展上下游企业和相关配套产业，整合资源，优化结构，建立完善的市场体系。

第4篇：生物燃料的作用范文

[关键词] 生物质燃料 综合应用技术 新进展

[中图分类号] TK6 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650（2016）10-0206-01

引言

党的十报告中提出了关于提高能源使用效率的问题，即要支持新能源的开发，提高可再生能源的利用率。至此，河南驻马店市农业大区对生物质燃料的综合应用技术得到了高度重视。生物质能作为碳源具有可再生性，可以转化为固态燃料、液态燃料、气态燃料。

1 固体生物质燃料的综合应用技术

制备固体生物质燃料所采用的技术是固化成型技术，即将品位相对较低的生物质转化为品位相对较高的生物质燃料，而且由于燃料已经固化成型的，所以方便与存储和运输，在燃料的利用上也非常便利。固体生物质燃料的资料来源于农业和林业生产中所产生的玉米芯、秸秆等等各种废弃物。

1.1 固体生物质燃料的成型技术

首先，要收集生物原材料，将这些材料经过筛选之后，确保材料干燥，灰分符合要求，污染性低而且热值高、容易燃烧。对于这些材料进行干燥处理后，进行成型处理以方便运输[1]。其次，将所有筛选出来的材料粉碎处理，并将黏结剂和助燃剂加入其中进行压缩，使固体生物质燃料不仅方便存储，而且容易燃烧。

1.2 固体生物质燃料的生产技术

根据不同的生产条件，固体生物质燃料所采用的生产技术也会有所不同。其一，常温湿压成型技术，具体而言，是将纤维素原料进行水解处理而使得原料的纤维经过湿润时候软化，使其皱裂，之后进行压缩处理。这种技术的操作简单，但是会提高部件的磨损度，而且所生产的燃料的燃烧值比较低。所以，成本相对较高。其二、炭化成型技术，即对生物质原料进行炭化处理后成为粉末状，将粘结剂加入其中，压缩成木炭。比如，河南驻马店市农业大区，秸秆多综合利用，利用炭化技术工艺生产出来的秸秆炭粉可制成炭球、活性炭等炭产品。在秸秆炭化的过程中所排放的烟雾收集起来提取可燃气体、木焦油、木醋酸。但目前综合利用率还比较低，所以，还国家对秸秆综合利用予以补贴和政策上的倾斜。

2 液态生物质燃料的综合应用技术

2.1 燃料乙醇

燃料乙醇成本低而且具有可再生性。生产技术上，是对非粮食原料乙醇回收后，经过净化并发酵处理。其中，对脱水处理技术具有很高的要求，主要采用了萃取精馏法、吸附分离法以及共沸精馏法等等[2]。所生产的燃料乙醇中所含有的乙醇可以达到99.7%，比无水乙醇中的乙醇含量要高。

2.2 生物柴油

动植物油脂经过加工处理后，可以生产出与柴油的化学性质比较接近的长链脂肪酸单烷基酯，即为“生物柴油”。这种材料具有良好的性，没有毒，而且生物降解，是用于替代柴油的最好的材料。生产技术上，物理方式进行技术处理即为直接混合法、酯交换法和酶催化法；化学方式进行技术处理即为采用了微乳化法高温热裂解法。由于所使用的材料不同，生产出来的生物柴油存在着有点和不足。目前广泛使用的生物柴油制备方法为酯交换法。这种方法的原料来源广泛，加工工艺简单，所生产出来的生物柴油性能稳定，但是在生产的过程中会有碱性废水产生，而且生产设备会遭到严重的腐蚀。

3 气态生物质燃料的综合应用技术

生物质发酵技术，就是将生物质采用厌氧微生物分解技术，经过代谢处理之后生成了气体，这种气体的主要成分是甲烷，其中还包括二氧化碳、氢气以及硫化氢等等，即为“沼气” [3]。沼气的发酵划分为水解液化、酸化、产甲烷三个阶段。生物技术的快速发展，挖掘高效厌氧微生物并使用的效率也会有所提高，对沼气的利用起到了促进作用。

按照生物质气化原理，生物质气化制氢技术需要将生物质进行气化处理后，可燃性的气体与水蒸汽不断地重整，从中可以提取氢气。研究的介质是催化剂、气化炉，使用白云石制作二氧化碳，吸收蒸汽，经过气化后产生二氧化碳气体。经过试验表明，气体中的氢气产量是非常高的，可以达到66.9%；二氧化碳气体为3.3%；一氧化碳气体为0.3%。

总结

综上所述，中国在近年来环境污染日趋严重。要保护好生态环境，就要加大清洁能源的使用力度，同时还要提高能源的重复使用效率。特别是发展新能源，能够对不可再生能源的利用以缓解，一方面可以对能源使用的安全予以维护，而且还可以推进新农村建设。

参考文献

[1]王永征，姜磊，岳茂振，等.生物质混煤燃烧过程中受热面金属氯腐蚀特性试验研究[J].中国电机工程学报，2013，33（20）：88―95.

第5篇：生物燃料的作用范文

微生物燃料电池(microbial fuel cell，MFC)是利用微生物的催化反应将化学能直接转化为电能的装置，其基本构造与普通燃料电池类似，如图1所示。微生物燃料电池的阳极通常选用导电性能较好的石墨、碳布和碳纸等材料，阴极则大多使用载铂碳材料。保持阳极池无氧，阴极池有氧，两池之间的阳离子半透膜使H+自由通过，氧气不能通过。连接两极的外电路中串联电阻器或其他电子设备[1~3]。

图1 微生物燃料电池构造示意图

与传统燃料电池不同的是，微生物燃料电池的阳极反应是靠微生物催化氧化有机物(底物)而产生电子和质子。电子通过导线传递到阴极，质子通过半透膜渗入阴极池。阴极池中，氧气、质子、电子反应生成水。常用葡萄糖作为底物，反应如下[4]:

阳极反应:C6H12O6+6H2O6CO2+24e-+24H+

阴极反应:6O2+24e-+24H+12H2O

电池反应:C6H12O6+6O26CO2+6H2O

2 微生物燃料电池的产电机制

微生物燃料电池的产电过程可分解为5个步骤:(1)底物生物氧化:阳极池中，底物在微生物作用下被氧化，产生电子、质子及代谢产物;(2)产生的电子从微生物细胞传递至阳极表面;(3)电子经外电路传输至阴极;(4)产生的质子穿过半透膜，从阳极池迁移至阴极池，到达阴极表面;(5)阴极池中，电子受体(如氧气等)与迁移来的质子和电子在阴极表面发生还原反应。通常，前2个步骤是限速步骤，即电子的产生与传递效率是影响MFC输出功率的最重要因素[2，5]。

2.1 底物生物氧化

2.1.1 产电呼吸代谢[5，6]

微生物在无氧的阳极池中会发生产电呼吸代谢，即通过呼吸代谢过程产生电子、质子及代谢产物。微生物的代谢途径决定电子与质子的流量，它与底物有关，而阳极电势也对它起着决定性作用。

阳极电势较高时，微生物经呼吸链进行代谢，电子和质子通过NADH还原酶、辅酶Q及细胞色素进行传递;阳极电势较低，且存在硫酸盐等其他电子受体时，电子会在这些电子受体上累积，而不与阳极反应;当不存在硫酸盐、硝酸盐和其他电子受体时，微生物主要进行发酵，代谢过程也会释放少量电能，同时醋酸等发酵产物可被某些微生物继续代谢，释放电子。

2.1.2 阳极微生物

阳极微生物的种类决定阳极的电子传递方式，如表1所示。理论上各种微生物均可用于MFC，但由于细胞壁中的肽键等不良导体的阻碍，大多数微生物产生的电子不能传出体外，因而不具有直接的电化学活性。通常采用添加可溶性氧化还原介体作为电子传递中间体的方法，实现电子由细胞内传递至阳极表面。此类MFC称为间接MFC(或有介体MFC)，其工业化应用由于介体大多有毒、易流失、价格较高而受到很大阻碍[2，7]。

微生物通过代谢活动能产生一些自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸等，这些物质称为微生物的初级代谢产物。一些微生物能以产生的H2、H2S等初级代谢产物作为氧化还原介体，例如Harbermann等设计出利用Desulfovibrio desulfurcan菌种生成的硫化物作为介体的微生物燃料电池。该系统不经任何维护连续可运行5年，其电池反应如下[1]:

2+2H2O2CO2+8H++8e-

代表有机燃料

SO2-4+8H++8e-S2-+4H2O

阳极反应:S2-+4H2OSO2-4+8H++8e-或8/3S2-+4H2O4/3S2O2-3+8H++8e-

阴极反应:2O2+8H++8e-4H2O

有一些微生物(如绿脓杆菌)自身能生成易还原的次级代谢产物，影响电子传递。次级代谢产物指以初级代谢产物为前体合成的，对微生物的生命活动无明确功能的物质。

近年来，研究者发现了多种不需介体就可将代谢产生的电子通过细胞膜直接传递到电极表面的微生物——产电微生物。此类微生物以位于细胞膜上的细胞色素或自身分泌的醌类物质作为电子载体，将电子由细胞内传递至电极上，这种MFC称为直接MFC(或无介体MFC)。 转贴于

2.2 阳极还原[2，8]

阳极还原指电子由微生物细胞内传递至阳极表面，是电池产电的关键步骤，也是制约产电性能的主要因素之一。常见的阳极电子传递方式主要有4种:直接接触传递、纳米导线辅助远距离传递、电子穿梭传递和初级代谢产物原位氧化传递。前2种属于生物膜机制，后2种属于电子穿梭机制。2种机制可能同时存在，协同作用，促进产电过程。

A直接接触 B纳米导线 C氧化还原介体D还原态初级代谢产物原位氧化

图2 微生物燃料电池阳极电子传递机制示意图

2.2.1 生物膜产电机制

生物膜产电机制指微生物在电极表面聚集形成膜，通过直接接触或纳米导线辅助作用而转移电子。这是一种无介体电子传递机制。

直接接触传递指与阳极表面接触的产电微生物菌体可通过细胞膜外侧的C型细胞色素，将呼吸链中电子的直接传递至电极表面，如图2A所示。该方式只是紧靠电极表面的一单层微生物可传递电子给电极，因此电池性能受限于电极表面这一单层微生物的最大细菌浓度。

近期研究表明，某些细菌的细胞表面存在一种可导电的纳米级纤毛或菌毛，起到电子导管的作用，依靠这些纳米导线辅助，可进行远距离电子传递。这些表面纤毛的一端与细胞外膜相连，另一端与电极表面直接接触，将细胞外膜上的电子传递至电极表面，实现电子转移，如图2B所示。这些菌毛可使电子传递到离细胞表面更远处，进行较远距离的电子传递，从而可形成较厚的具有产电活性的生物膜，提高电池性能。

2.2.2 电子穿梭产电机制

电子穿梭产电机制指微生物利用外加或自身分泌的电子穿梭体(氧化还原介体)，将代谢产生的电子转移至电极表面。根据介体的不同，有介体电子传递可分外源介体的有介体电子传递、还原态初级代谢产物原位氧化传递、微生物次级代谢物为介体的电子传递。

外源介体的有介体电子传递过程如图2C所示。底物在微生物作用下被氧化，进入微生物细胞内并处于氧化态的介体捕获释放出的电子而被还原，处于还原态的介体被微生物排泄出体外，在阳极表面失去电子被氧化，从而将电子传递到电极上。

第6篇：生物燃料的作用范文

目前，全球奔驰在路上的车辆每日消耗着约1000万吨石油，占了全球石油日产量的一多半。如何用可再生能源驱动这些石油“吞噬兽”，已经成为新千年的重大任务之一。无论是混合动力、氢动力，天然气还是生物燃料，都成为了人们期望的目标。

制约着生物燃料发展的一个重要因素是土地资源 5使有限的土地既要为人类提供足够的粮食，又要生产出足够的燃料，这显得很困难。德国2005年共生产了170万吨可用于柴油机的油菜籽油，生产这些油菜籽油使用了德国全部可耕种土地的1/10。即使在最好的年景下，这些土地才可以生产出200万吨生物柴油，这对每年消耗1.3亿吨石油的德国而言，确实是杯水车薪。

巴西的燃料构成中酒精燃料已经达到40％，但这种看上去是一种幸事的景象对于当地的环境而言却是一种灾难：数百万公顷的热带雨林已经被开垦出来，用于种植生产酒精燃料的原料――甘蔗。

而且，汽车使用酒精做燃料，需要配置更大的油箱，因为酒精所包含的能量仅为汽油的2/3。这意味着如果要取代同样能量值的传统燃料，则需要更多的土地来生产制作酒精的原料。

据德国农业部负责生物燃料的可再生资源机构计算，1公顷德国耕地收获的谷物可以生产出2500L乙醇，而1L乙醇燃料所包含的能量约合0.66L传统汽油燃料，则1公顷土地生产的乙醇燃料只能替代1650L传统燃料。

如何研发出一种新技术能够同时实现粮食与燃料两大目标成为目前生物燃料领域的研究重点。德国西部的卡塞尔大学农作物科学研究院教授康拉德舍费尔表示，生长于地球表面的植被所包含的能量超过目前人类能源需求的8％～10％。将这些不断再生的能量高效地转化为人类需要的燃料，无疑是解决人类能源问题的一个突破口。

第二代替代燃料

未来，替代燃料将在降低CO2排放上将发挥重要作用，这一观点得到了世界各大汽车厂商的支持。不过是发展第一代替代燃料，还是主攻第二代替代燃料，各大厂商却各执一词。对于此，奥迪坚定地站在第二代替代燃料一边。

可以看到，第一代替代燃料――例如生物乙醇和生物柴油――在很多国家应用广泛，这些生物燃料来自小麦、玉米和油菜等农作物。它们的确提高了CO2的平衡，因为在燃烧过程中释放出来的CO2与这些植物在生长过程中所吸收的CO2是相同的。然而，它们与粮食作物种植形成了直接的竞争关系，这一点在如今世界粮食危机的大趋势下显然有些不太人道。而且在其生产过程中，产量也较低，因此，它们在降低CO2排放上的优势大打折扣。

第二代替代燃料则可以很好地解决这一问题。它们将不再需要使用农作物，而是使用它们的废弃材料，并能减少约90％的CO2排放量。它们的特点还包括：可以进行准确配比，以满足发动机的具体需求，因而使燃烧过程非常高效，产生非常低的排放。一个特别引人注目的例子是取自生物质能的“阳光柴油(SunDiesel)”，它可以很好地替代取自矿物油的柴油。目前，以“阳光柴油”为燃料的奥迪A3 1.9 TDI每公里就至少降低20g的CO2排放。

何谓“阳光柴油(SunDiesel)”

奥迪主要推荐使用的“阳光柴油(SunDiesel)”，其实就是植物经过高温处理形成的一种生物合成燃料。这种燃料藉由所谓的费托合成(FischerTropsch)制成。德国早在上世纪20年代中期，便开发出了该合成技术，该过程通过一氧化碳和氢气的混合产生液体碳氢化合物。合成燃料的巨大优势在于其不含硫和芳烃，这意味着内燃机能大幅减排，尤其减少微粒和硫化物的排放，从某些角度看，减排的潜力可达80％。

“阳光柴油(SunDiesel)”要比用石油生产的各种发动机燃料清洁得多，它完全无毒，并且没有气味。此外，据专家们估计，每年从每公顷植物中可以生产4000公升阳光柴油，这相当于菜籽油产量的3倍，乙醇产量的1.5倍。甚至还可以从更多的生物材料中获取更多的阳光柴油。例如，木材碎屑这种源料就是一流的能源供应者。尤其是如果阳光柴油不作为汽车的燃料，而是被用于发电和供热，就会比普通的柴油更具有竞争力。

从CO2平衡的角度来看，由生物制成的所谓“阳光柴油(SunDiesel)”也格外具有吸引力，该燃料由植物做原料研制而成，在燃烧时释放的CO2少于之前植物通过光合作用从大气中吸收的CO2。当前，一台使用传统石油制成柴油的奥迪A4 TDI每公里排放149g的CO2，而由“阳光柴油(SunDiesel)”驱动发动机时，每公里仅排放22g的CO2，当该生产技术扩展到一定产业规模时，这一数字可能还会进一步下降。

与传统的石油制成柴油燃料相比，“阳光柴油(SunDiesel)”还具有以下的优点：

1、具有高十六烷值，所以燃烧热值远优于常规柴油：

2、没有芳香类化合物，不含硫，因此明显降低有害物排放；

3、可以利用于现有基本设施和发动系统；

4、几乎百分之百的CO2中性(所谓的“CO2中性”，就是做到不给地球增加CO2负担)。

当然，一些专家学者认为，植物材料更适合用来生产电力和热力，比用来驱动汽车更有效率。瑞士联邦理工学院的资源专家托马斯努斯鲍尔直言，以树木为原材料的生物燃料不适合应用于道路运输中。努斯鲍尔表示，木材在供应热量方面可以像矿物燃料一样有效率，但是当其用于发动机燃料时仅能释放其能量的3/4。

对此，行业内的巨擘――科林公司的生物燃料管理负责人迈克尔道埃特迈尔表示，他不怀疑努斯鲍尔计算的准确性。但道埃特迈尔认为努斯鲍尔忽略了问题的关键。道埃特迈尔反驳说，在热力和电力生产方面，目前已经有许多矿物能源的替代物，如地热、太阳能。风力和水力，但是“对于运输领域，目前尚没有可行的矿物能源替代者”。“阳光柴油(SunDiesel)”尽管不能实现完全能量效率，但能够保证运输系统继续运转。

“阳光柴油(SunDiesel)”的诞生

“阳光柴油(SunDiesel)”诞生在德国东部萨克森州弗赖贝格市，其发明人博

多・沃尔夫曾经是一名煤矿工人，激发沃尔夫这名颇具想像力的德国工程师进行“阳光柴油(SunDiesel)”研发的是一个简单的事实：石油、天然气和煤炭――它们都是太阳能的“结晶”。

事实上，所有工业时代使用的矿物燃料都是远古时期植物和动物埋入地下的产物。在巨大的压力和高温的作用下，这些有机物转化为今天使用的固体、液体和气体能源。

沃尔夫所发明的转换工艺，可以使这个转化过程在很短的时间内完成。沃尔夫为这种名为“碳-5方法(CARBO-V)”生产工艺申请了专利。“碳-5方法(CARBO-V)”在几个小时内实现自然界需数千年才能制造出的结果：木材、稻草和任何形式的除去水分的有机物，在一个由燃烧装置和催化剂组成的系统中，转化为合成气体。这些气体经应用于煤炭和天然气液化领域的费托合成(FischerTropsch)反应装置处理可以转化为柴油燃料。

沃尔夫在弗赖贝格注册了一家名为“科林”(CHOREN)的公司，进行“阳光柴油(SunDiesel)”的生产试验。“科林”的前三个字母分别代表着构建有机生命和传统燃料的元素――碳(C)，氢(H)和氧(O)，名字中的后三个字母是“可再生”一词的缩写。

到目前为止，科林公司仅建了一座试验生产厂。公司的远景目标是在德国东部卢布明市建设一座年产20万吨柴油的生产厂。

科林的(CHOREN)的发展

虽然“阳光柴油(SunDiesel)”目前尚未进行商业化生产，但其发展远景已激起了欧洲汽车工业的巨大期望。戴姆勒汽车公司，克莱斯勒汽车公司以及奥迪的母公司――大众汽车公司于2003年成为科林公司的“阳光柴油(SunDiesel)”项目的合作伙伴，壳牌也在2005年开始对该公司投资。而在目前，大众甲壳虫、高尔夫和奥迪的A3，A4和A5都开发了应用“阳光柴油(SunDiesel)”的相应车型。

日前，科林公司向大众展示了他们新开发出的从生物质中提取柴油等燃料的整套实际生产设备。他们期望通过这一展示，让更多的厂家了解“阳光柴油(SunDiesel)”这一非常具有前景的燃料产品。

走进该公司，首先映入眼帘的是一个约20余米高的半开放式厂房，其中整齐排列着大大小小的钢铁容器，弯弯曲曲的管道串连其中。厂房外是一个露天堆场，放着许多诸如木屑等的“废料”。而在厂区之外，则停放着几辆各种型号的大众、奥迪与奔驰系列轿车，其车身上均醒目的喷印着“阳光柴油(SunDiesel)”的字样，这些车辆的汽缸中点燃的，正是运用该公司新型工艺从生物质中生产出的“阳光柴油(SunDiesel)”。

该公司的设备主管舒尔茨先生介绍说，这是一套年产15万吨柴油的生产设备。它利用诸如木屑、秸秆以及生活垃圾等生物质为原料，再经过一套分解、提取、合成等复杂工艺后，可从每10t的生物质中提取2～3t不等数量的柴油。生产出来的柴油质量完全可达到使用传统工艺生产的柴油标准，可用于各种交通工具驱动需要以及工业生产使用。

舒尔茨说，利用他们的设备生产出的柴油成本约为每公升75欧分(约合7元多人民币)，与目前在加以重税之后在德国市场上销售的柴油价格相当，因此若要挤占市场还有许多困难。但在人类建立可持续发展的能源系统，促进社会经济的发展和生态环境改善的要求下，他们的这一项目依然被普遍看好。

该公司的负责人沃尔夫博士详细介绍说，太阳照射地球，一部分能量以简单的直接利用方式被人类获取，而另外一部分则贮存在生物质中。这些能量除去被消费的部分外，剩余产物大致为碳、二氧化碳和氢气等。而正是利用这3种基本产物作为原料+利用他们研发出的“碳-5方法(CARBO-V)”生产工艺，就可以提取出柴油等燃料来。

奥迪的母公司――大众汽车公司总裁皮舍茨里德评价说，尽管目前以氢气、燃料电池等为驱动能源的汽车研发方兴未艾，但普遍存在着成本过高的缺点，以生物质能为新型汽车能源潜力巨大。

大众以及奥迪的积极态度

在德国西部城市沃尔夫斯堡有一座“奇特”的建筑，这就是大众汽车公司的“汽车城”。徜徉在这座宏大的建筑内，人们可以感受到汽车的历史与辉煌。但建筑内最为特别的或许是一个由透明塑料做成的“植物温室”――这间温室展现了汽油时代结束时汽车社会的前景。人们操作温室内的机械手臂种下豆瓣菜，8个星期后，大众以及奥迪的科学家可以用这些装点色拉莱的豆瓣菜生产出一滴柴油。据公司的研究人员表示，这滴柴油可以使拖拉机前进2m。这或许对拖拉机这样的农业机械不算什么，但对处于高速发展中的现代社会而言，这代表着解决燃料问题的“一线希望”。

第7篇：生物燃料的作用范文

中国成为继美国、法国、芬兰之后第4个拥有生物航空燃料自主研发生产技术的国家，中国石化成为中国首家拥有生物航空燃料自主研发生产技术的企业。

24日晨5时整，中国民用航空局确认了中国石化生物航煤产品质量，颁发特许飞行许可。5时43分，飞行机组驾驶着这架“绿色”航班，由上海虹桥机场起飞，在批准空域进行了85分钟技术飞行测试后，于7时08分平稳降落。测试结束后，机组成员汇报了飞行过程中各项测试科目完成情况，称“飞行过程中动力很足，与使用传统航空燃料没有

区别”。

中国民航局生物航煤适航审定委员会对试飞结果进行了评议。适航审定委员会主任、中国民航局适航司副司长徐超群说，生物航煤是全球航空燃料发展的重要方向，试飞成功标志着中国生物航空燃料研发生产取得重大突破。

试飞成功是生物航煤商业化应用的关键一环。中国石化新闻发言人吕大鹏说，中国石化将在各方支持下，加快推进生物航煤的商业化应用。

生物航煤是以可再生资源为原料生产的航空煤油，与传统石油基航空煤油相比，具有很好的降低二氧化碳排放作用。欧美国家从2008年起陆续开展生物航空燃料研发和试验飞行，2011年起开始商业飞行。生物航空燃料主要以椰子油、棕榈油、麻风子油、亚麻油、海藻油、餐饮废油、动物脂肪等为原料。

据介绍，试飞成功后，中国石化生物航煤适航审定工作进入适航颁证前的审议阶段。全部适航审查通过后，适航审定委员会将颁发中国第一张生物航煤生产适航许可证。届时，生物航煤产品可进入商业化应用。

第8篇：生物燃料的作用范文

(一)化石能源储量及开采情况

化石能源(石油、天然气和煤炭)是经济社会发展和提高人民生活水平的物质基础。世界化石能源的剩余探明可采储量为9000亿吨油当量(toe)。其中，石油和天然气均为1600亿toe左右；煤炭储量最为丰富，为6000多亿toe。

石油资源分布极不均衡。中东、俄罗斯和非洲的石油探明可采储量占世界总量的77％，是世界商品石油的主要来源。亚太地区的石油探明可采储量和消费量分别占世界总量的3.3％和30％。中国相应的份额分别为1.3％和9.3％，是石油资源相对短缺的国家。

石油是重要的化石能源资源，在全世界一次能源消费结构中，石油所占的份额中约为40％左右，是形成现代工业和促进经济增长的动力。

煤炭是古老的燃料，从19世纪60年代开始大规模开采、使用。至今，在中国、美国等一些国家中，煤炭仍用作主要的发电燃料。中国是煤炭资源丰富的国家，煤炭仍然是主力一次能源，份额保持在70％左右。

为提高使用效率、减少排碳和对环境的污染，煤炭应用的创新方向是发展洁净的煤炭技术和煤炭液化、转化技术，生产运输用液体燃料和化工产品。

(二)石油消费情况

世界石油年消费总量近40亿吨，工业化国家(经合组织和俄罗斯)的消费量占62％；占人口大多数的非工业化国家(新兴市场经济体)，石油消费量仅为38％。

美国是石油消费量最多的国家，年消费量为9.4亿吨，相当于其他5个消费大国(中国、日本、德国、俄罗斯和印度)消费量的总和；人均石油消费量3吨多。中国的石油消费量为3.6亿吨，人均消费量较低，仅为0.28吨左右。

不同国家的民用、商业和工业的能源消费量和消费品种均各不相同。交通运输部门的能源消费以石油产品为主，石油总消费量中约有70％用作运输燃料油，此份额的多少各国均不同。在氢燃料和燃料电池汽车大规模进入市场之前，这种消费形势将不会有太大的变化。

中国是经济快速增长、尤其是以制造业为主的发展中国家，为了给生产厂增加原材料和能源供应，运输服务功能就需要加强。人均收入提高之后就会促进道路和航空运输服务的发展。近年来，中国运输、邮电和仓储的石油消费量约占石油总消费量的25％左右；中国仍然是人均燃料油消费量较低的国家。随着汽车数量的增长，运输部门的燃料消费量就会相应上升。

美国的年人均运输燃料油消费量2.3吨。欧盟各国平均1.0吨，中国仅为0.08吨。

(三)能源的转型

在人类发展历史中，在能源使用上已经历了好几次能源转型。从使用木材、薪炭为燃料到19世纪中叶大量使用煤炭，20世纪30年代开始向使用石油过渡，目前正在向以天然气为主的方向转变。随着石油资源的逐渐减少，未来三四十年后产量即将达到峰值，此后进入“后石油时代”。在石油资源将逐步被替代的前夕，科学技术界提出了林林总总的替代方案和工艺路线，替代能源课题涵盖了众多的科学领域、技术专业和产业行业。替代能源项目的实施会受到资源、技术、经济和实施条件等因素的约束，需要根据一定的时空条件做出技术经济评估，规划出发展路线。

氢燃料时代：构建以氢燃料为基础的能源系统是一项需要较长时间才能完成的系统工程，包括许多工程技术课题的研发，如原料开发、制氢方法、氢气储存运输技术、氢能燃料电池系统和车辆、氢能安全和氢能系统设施等技术。

发展氢燃料的三大课题是：开发高功率、长寿命、廉价的燃料电池；实现高能量密度的车载与地面氢燃料储存设施；使用可再生能源的廉价制氢工艺技术有待突破。

从使用化石能源为主的时代过渡到氢燃料时代也许需要几十年甚至一个世纪。

对于发展氢燃料仍存在着不同观点。

支持者认为应该接受氢能，因为没有其他有竞争力的运输燃料替代方案。电力、生物质和化石基的合成油替代方案都不可行。

由于燃料电池汽车简化了汽车的机械、液压转动系统和生产工艺；汽车制造商就会接受燃料电池汽车技术。汽车主了解燃料电池汽车具有加速快、行车安静、维修量小等特点之后也会接受这种新型汽车。

反对氢燃料人士认为“氢能是黑色的”，因为它目前主要来自煤炭等能源。发展氢能不能迅速解决能源、温室气体问题。发展汽车用燃料电池和氢气的系统设施还面临许多技术、经济的障碍。

总之，氢燃料作为替代石油产品在节约燃料、减少温室气体排放和改善汽车性能等方面均有优点。尽管对发展氢燃料仍有争议、又难确定推广日程，及早做出发展规划和经济论证是有意义的。

(四)石油替代

世界石油资源量终将逐渐减少以致最终枯竭，石油资源匮乏是人们关注的热点问题。对于石油产量到达峰值时间，不同学者提出了各种不同论点。一些学者曾预测世界常规原油生产的峰值将在2010年到达，有的则认为常规石油产量可持续增长20--30年或更长时间。按照目前石油年产量和年增长速率预测，当石油年产量达到峰值(60亿吨)后，产量就将逐步下降。

总体形势是：(1)勘探、钻采技术进步可将更多的石油资源开发成为探明可采储量；(2)非常规石油(包括油砂沥青、特重原油和油页岩等)储量丰富，开采、炼制技术不断进步，将补充常规石油的不足；(3)替代燃料生产技术(包括风能、太阳能、生物质能等可再生能源及核能的推广应用)、非常规石油资源开采及其加工技术、天然气制油(GTL)技术、煤炼油技术(cTL)、生物质制油技术(BTL)等的发展和应用将可逐步替代部分石油资源；(4)燃料使用技术和节能技术的进步将减缓石油消费的增长。

从目前石油生产形势看，约有63个产油国的产量处在峰值后期，35个国家尚未达到峰值。世界石油产量达到峰值的时间取决于石油消费的年均增长率和科学技术的进步等条件。较高的石油资源基数会推迟峰值产量到来的时间。近几十年来，石油资源基数不断攀升，已从上世纪40年代的820亿吨，升至2000年美国地质勘探局(USGS)估算的最高值5310亿吨。

尽管石油产量的峰值有可能于本世纪中期出现(可能会推迟)，但如不未雨绸缪，届时必定会m现全球性的能源危机。人们应该认识到：至本世纪中期(2050年)，尽管石油资源将逐渐减少，如果及时、积极地采取应对措施，在石油产量达到峰值之前解决石油替代问题，那么石油资源匮乏问题将得到一定程度的化解。

中国油、气资源相对短缺，发展替代能源尤其具有重要意义，也是解决能源问题的根本途径。除了具体项目的实施需经反复地技术经济论证之外，具体发展方针、工艺路线更需要高层决策者根据国家资源条件、技术发展状况，高屋建瓴地从国家的长远规划角度和可持续发展理念出发，预测到替代能源方案三五十年的发展前景，进行统筹安排、制定替代能源发展

战略和路线，实现能源转型。

本文试图以我国资源、技术条件为基础，就发展运输燃料的宏观经济评估问题做一探讨。根据国内石油用途及使用情况，论述内容以运输燃料的替代为重点。结合我国的国情和资源状况，着重介绍煤基和生物质基的替代燃料生产技术和交通运输工具及其节能问题。抛砖引玉，供有关领导和决策者参考，其中涉及到的具体技术课题，请参阅笔者编著、即将由中国石化出版社出版的《石油替代综论》一书。

二、宏观评估的基准

(一)原料资源及其可得性

生产替代燃料的原料种类繁多，性质各异、可得性也不同。必须衡量资源量及可供应量等做出评估。

煤炭资源：中国是煤炭资源较为丰富的国家，国土资源部公布的煤炭探明可采储量为2040亿吨。全国煤炭预测资源量约为4.55万亿吨。但我国又是人均煤炭拥有量偏低的国家(中国和美国的人均煤炭拥有量分别为160吨／人和800吨／人)。

中国的煤炭消费以发电、供热(占50％)和工业用煤(包括炼焦、建材等占40％)为主；民用、农业、商业和交通运输用煤占10％。

国民经济高速发展，使煤炭消费量迅速增长，煤炭年产量已增至26亿吨。

发展煤制油(CTL)产业，需耗用大量的优质煤炭原料(每生产1吨运输燃料油，约需耗煤4吨)，应根据发电、工业和服务业发展的用煤量来综合规划替代燃料生产的煤炭可供应量。

天然气资源：是生产替代燃料、氢燃料的重要原料，我国的天然气资源相对较少。

生物质资源：包括谷物和油料植物、木质纤维素秸秆和能源作物。数据显示：中国乃至亚洲均为可再生能源(包括生物质、太阳能、风能、地热和水力)短缺地区，人均拥有量仅为100公斤(世界人均值为300公斤)。中国农业、林业生物质废料资源不足、也未建成生物能源产业。有合适水资源的荒漠地区可发展生物质能源的种植。

生产燃料乙醇和生物柴油的玉米和植物油均为农作物，不仅占用良好耕地、光合效率也低。我国的人均粮食、油料占有率均较低(人均粮食占有率仅0.38吨／人・年)，所以玉米生产乙醇和食用植物油生产生物柴油均不应是替代燃料发展方向。

中国农作物秸杆资源量约为6亿吨。扣除饲料、还田用肥料等，可供作能源资源量约折合标准煤1.7亿吨，林业废料约折合标准煤3.7亿吨。

甜高粱制乙醇是开发中的技术。茎杆中的糖分可发酵生产乙醇，榨汁后的纤维素和半纤维素也可用作生产乙醇原料。

生产薯类作物地区可以发展薯类制乙醇技术，用木薯制乙醇每亩地可产乙醇0.2吨。除了薯类的前期预处理过程与玉米原料不同外，其他工序均相近。薯类发酵的残渣营养价值较低，通常用作沼气或肥料。加工薯类淀粉的水耗量较大，污水处理难度较大。

(二)能耗与能效率

替代石油生产过程的能耗是重要的经济指标。

煤直接液化为高压高温操作、生产流程长。水电等公用工程和氢耗量均较高，生产过程综合能效率为50％左右，即使用2吨一次能源(煤)最终转化为1吨油品。

煤间接液化采用一次通过式合成流程、与联合循环发电技术相结合的联产流程是生产运输燃料油的优化路线。联产合成油的IGCC电站系统可以提高能效率(达到52％--55％，常规合成仅为42％左右)，并可降低建设投资和生产费用。

目前玉米生产燃料乙醇的能效率已达1.34。每生产1公斤高热值的燃料乙醇需消费化石能源0.34公斤(包括玉米耕种、玉米收获、乙醇生产和燃料乙醇分配)。

生物柴油的能效率为1.313。即每生产1公斤能量的生物柴油需消费化石能源0.313公斤。

所以严格说，目前的生物燃料并非完全的“绿色燃料”。

(三)环境影响与温室气体(GHG)排放

用碳基化石能源生产替代燃料造成的温室气体排放量超过原油炼制过程。以煤炭生产合成油为例，煤炭中约70％含碳在合成过程转化为CO2排入大气中，造成温室气体效应。即使采取CO2回收或填埋技术后，也仍有约10％含碳未能回收而排入大气中。

在CTL生产流程中应考虑CO2回收、利用，以解决温室气体排放问题。CTL生产过程中增加碳回收将导致过程的能效率降低2％--3％，生产成本约增长25％。建设投资也将相应增加。

以CITL为例：每吨合成油的碳排放量2--2.4吨(联产电力的合成油厂，碳排放量约相当于进料含碳量的72％--77％。CO2回收系统的碳扑集量约相当于原料煤含碳量的70％)。

替代燃料生产过程还可能造成大气污染物的排放，对局部的环境和居民健康构成危害。例如：硫氧化合物(SOX)扩散范围可达几百公里。形成“酸雨”危害土壤和农作物生产。澳大利亚曾计划发展大型油页岩工业项目，由于未能解决二恶英毒害防治问题而被迫搁置、停建。

(四)建设投资

煤炭直接液化或间接液化工厂的单位油品(吨/年)的建设投资约1.2万元，炼油能力为500---1000万吨／年的燃料型炼油厂，单位生产能力(吨/年)的建设投资约在1500--2000元。据此估算，与投资有关的折旧费、维修费用和保险费等项均相应增大，煤制油项目的固定成本约为炼油项目的6倍。

煤直接液化过程包括高苛刻度的加氢过程和大量的固体物料破碎、研磨过程；水电等公用工程能耗为20公斤／吨产品，使生产成本增高。

宏观而言，CTL项目应包括相应的采煤、铁路运输、供电及供水等公用工程设施，综合投资费用就更高了。

(五)生产成本与价格

替代燃料的生产成本与原料价格、公用工程消耗量和建设投资密切相关。由于CTL是投资密集的工业，不仅固定成本会相应增加，税率和资金回报率也应相应增加，才能促进资金积累和鼓励投资信心。考虑这些因素，CTL的投资利润率应不低于12％。

上述增加成本因素必然导致替代燃料价格上升，对石油燃料的竞争力降低。

(六)占用土地

多数生物质能源是靠光合作用、摄取太阳能获得的。发展生物质原料生产需占用大量耕地或开垦荒漠土地。就土地的“能量收获密度”而言，不同产品差别很大。粮食生产乙醇的转化效率低：单位耕地面积的乙醇产量差别很大：甜高粱：4.0；甘蔗；3.1；玉米：1.3吨／公顷。

每生产1吨生物柴油占用耕地面积(公顷)：大豆：2.7；菜籽油：1.0；蓖麻油：0.84；棕榈油：0.2。

黄连木每亩地可产生物柴油60公斤(产1吨油需占地17亩)，麻风树果可产生物柴油180公斤(产1吨油需占地5.6亩)。

微藻生物柴油每公顷可达到40--60吨产量，不需占用耕地，可利用荒漠土地，但对日照强度和二氧化

碳供应有特定要求。

(七)水资源

替代燃料生产过程需耗用一定量的水资源。直接液化CDTL的耗水指标为7--8吨／吨生成油；间接液化CITL的耗水量指标为8--10吨／吨生成油。若包括原料煤的水洗，则总耗水量可达10--12吨／吨生成油。水资源也是发展CTL工业的制约因素。中国北方是水资源短缺地区。

微藻生产生物柴油，在微藻培育过程需要补充水，可使用盐碱水或海水等非饮用水源，取决于藻类的品种。在荒漠地区发展微藻生物柴油尤其需要考虑水源问题。

三、石油替代方案

运输车辆的能耗与客货运输量、车辆的效率、使用燃料种类有关、提高运输车辆的效率对于节约燃料、减少温室气体排放均具有重要意义。

替代燃料的发展路线应与汽车发动机和汽车发展趋势相适应。从使用内燃机汽车、推广混合动力汽车(HEV)到未来的燃料电池汽车是必然的发展趋势。这一发展时程要经历较长时间和逐渐的过渡。因此，不同时期需要有不同的替代燃料发展路线。最先是解决汽、柴油和航空燃料的替代；然后是为推广插电式混合动力汽车(PHEV)或电动汽车提供电力；最终则是为燃料电池汽车提供氢燃料。

改进、提高运输车辆效率的节能效应是显著的。例如：常规内燃机汽车通过改进发动机系统、传动系统、机泵负荷、驱动系统和减低车身重量等就可提高汽车的行车效率。汽车内燃机的均匀充气压燃技术可大大节约油耗。推广HEV汽车和发展燃料电池汽车的节油效应更为显著。1公斤氢燃料就约相当于8升汽油。

按照油箱到车轮(TTW)表示的运输过程能量效率计算：常规火花塞式的汽油内燃机汽车的TTW效率为16.7％；混合动力汽油内燃机汽车为20.7％；可使燃料经济性提高24％。未来的氢气燃料电池汽车可按40％计算；燃料经济性约可提高150％。

生产替代燃料的原料包括煤炭、天然气、生物质、太阳能、风能、核能等。不同发展时期的使用的替代燃料有：液体替代燃料(替代汽油和替代柴油，燃料乙醇、生物柴油等)，然后是电力，最终是使用氢燃料。

以下按不同的原料(煤炭、天然气和生物质等)生产各类替代燃料工艺方案的宏观经济性论述如下：

(一)煤炭

在内燃机汽车时代，用煤制油技术生产液体替代燃料的两种工艺均有在进行产业化示范的项目。国内具备了煤制油技术的工程设计和建设能力

在油价较高、煤炭价格相对较低的条件下，在煤资源丰富地区适合建设煤制油工厂。

煤制油是投资密集的产业，还需要配套建设相应规模的煤矿、交通运输和公用工程系统设施。全系统的综合投资可能高于深海天然石油、非常规石油的开发，做好CTL建设项目的综合宏观技术经济论证是必要的。

煤制油过程造成了温室气体排放效应，需要采用CO2回收和埋存技术以减少排碳。建设减排设施将降低过程的能效率，还将导致每吨油品增加上千元的减排费用。

1、煤直接液化(CDTL)技术

国内建设的CDTL项目，在工艺流程、工艺设备和控制技术等方面均有改进和创新；已进展到大型工业示范阶段。

CDTL为高压加氢技术，工艺特点是使用高压、高温工艺设备，操作条件苛刻；耗用大量氢气。汽油质量好、柴油十六烷值低，需经过调合才能出厂

2、煤间接液化(CITL)技术

国内正积极推动CITL技术的产业化，已建设了3个示范厂。

主要优点：生产洁净的成品油、柴油质量好；生产费用低于CDTL，适合于在生产过程中回收C2。

主要缺点：工流程较长；能效率较低(常规流程42％，联产电力较高、约50％--55％)，石脑油不适合制造汽油，而适合用作裂解(生产乙烯)的原料。

由整体燃气化联合循环(IGCC)发电与合成工艺组成的油一电联产系统可扩大生产规模、提高系统能效率(55％)，相应降低建设投资。

发展合成油工厂的几个技术问题：

①由大型煤气化炉、先进合成技术和IGCC发电系统组成的联合工厂在工程建设和生产运行上均缺乏经验。

②联合工厂耗水量大，(用水指标约为8--12吨／吨合成油)，污水处理和对地下水源污染问题也值得关注。

③煤矿规模应与合成油工厂配套，生产规模为年产合成油300万吨合成油厂，年耗煤量为1500---1600万吨(包括发电和燃料用)，需要配置大型煤矿基地。国家应根据资源条件配合电厂扩建考虑建设油电联产企业。

④温室气体排放问题：每吨合成油的碳排放量2--2.4。

3、煤电为电动车提供能源需要采用洁净的煤燃烧技术提高发电的效率。IGCC煤发电技术的能效率达40％。建设投资较高(约8000元／kW)

4、煤制氢：在氢燃料推广初期将以煤制氢为主要方式。采用先进技术的大型煤制氢工厂，氢燃料成本就可降到燃料电池汽车可接受的水平

(二)天然气

近年来我国天然气资源量有了较快增长。但是，目前国产天然气量和进口液化天然气数量仍不能满足城市民用燃料和调峰发电的需要。考虑到资源可得性和原料价格等因素，应慎重评估建设天然气制油(GTL)项目的技术经济可行性。

(三)生物质

在内燃机汽车时代，生物质替代燃料的主要发展路线为燃料乙醇、生物柴油、微藻柴油和生物质制油等项。

1、燃料乙醇

(1)纤维素生物质生产燃料乙醇。纤维素(如秸秆)制燃料乙醇技术：用农业秸秆或能源作物生产燃料乙醇可望于5--10年内实现工业化。纤维素制乙醇的技术课题是提高纤维素水解效率、降低纤维素酶的成本、开发木糖发酵用的微生物菌种和优化生产过程，如果这些关键技术能在今后10年内取得突破性进展，2020年将有可能达到替代率达到20％的水平。开发中的技术包括：

①开发水解用的纤维素酶：纤维素酶是由具有不同功能多种酶的重组体。美国研发目标是降低酶的生产成本(把酶的有效成本从170美元／吨乙醇降低lO倍，达到17美元／吨乙醇)、提高酶的比活性。近期把纤维素酶的比活性提高3倍(相对于Trichodermareesei系统)，最终目标是把酶的‘比活性’即生成效率提高10倍，我国也应制定相应的目标。

②糖类发酵用的微生物：为了实现秸秆生产乙醇技术的工业化，需采用DNA重组技术开发出一种新的微生物重组体，以便可以同时将葡萄糖、木糖和阿拉伯糖发酵为乙醇。研究发现：植入几种DNA基因体的发酵单胞菌可以同时进行葡萄糖、木糖和阿拉伯糖的发酵。已经开发出了具有乙醇产率高、可在低PH值条件下发酵、副产物产率低的菌种；适合于工业生产使用。

③联合流程：为了将纤维素生物质完全转化为乙醇需要采用联合发酵流程。使用可以同时将葡萄糖、

木糖和阿拉伯糖发酵为乙醇的微生物，在生产上可降低耗电量；减少冷却水用量；将发酵罐生产能力从2.5克／升小时提高至5克／升小时，从而可以大大降低发酵罐的容量，降低建设投资。

(2)粮食生产乙醇不是发展方向，这是因为：粮食作物的光合作用的效率低；粮食生产乙醇的转化效率低：单位耕地面积的乙醇产量(吨／公顷)：甜高粱为4.0；甘蔗为3.1；玉米为1.3；中国的可耕地面积少，人均粮食水平偏低(仅约为0.38吨／人・年)。

(3)其他原料：非粮乙醇生产技术研发现状。甜高粱：具有不占用耕地和光合效率高、抗旱、耐涝耐盐碱等特性。每亩地可收获鲜茎杆4--5吨。茎杆的榨汁作为发酵制乙醇的原料。目前，茎秆的储存、防止霉化变质和木质纤维素利用等技术问题尚未解决。薯类：在盛产薯类地区可适当发展燃料乙醇的生产。

2、生物柴油

2006年世界生物柴油总产量约为750万吨，相当于680万吨(油当量)。

生物柴油的原料种类繁多。除了食用植物油外、发展木本油料作物、回收餐饮废油等非食用油资源是发展生物柴油的方向。 发展生物柴油工业，需要为副产甘油开发新的用途。生产环氧氯丙烷、1，3-丙二醇可供选择。

植物油经过加氢处理生产绿色柴油是第二代生物柴油工艺。产品具有高十六烷值(80)、超低硫含量和不含芳烃等特点。国外已建成了工业生产装置。此类装置适合于建在炼油厂内部以充分利用已有的供氢和水电供应设施。

10万吨／年生物柴油工厂的建设投资约3亿元左右，折合单位能力的建设投资指标为3000元／吨／年。

以大豆油为原料生产生物柴油工厂的生产成本与植物油原料价格密切相关。大豆价格为3000元／吨和4000元／吨时，生物柴油生产成本分别约为4700元／吨柴油当量和5100元／吨柴油当量。

3、微藻柴油

美国等国家已经对微藻生产生物柴油课题进行了近30年的开发研究，经过实验室和户外研究，已经在优选藻类品种、光合作用机理、培育方法和条件、培育水池构造等方面取得成果。一些公司正在积极从事“露天微藻培育水池”和“微藻光生物反应器”的开发，推动微藻柴油的工业化生产。

微藻生产生物柴油的工业化取决于地区拥有的资源条件、微藻生产技术和工艺设备的开况。

资源条件主要包括：气候和日照条件、C2和营养物的来源；微藻柴油工厂应靠近炼油厂、发电站、油田天然气田以便就近取得CO2；可用的水源，微藻培育过程需要补充水，可使用盐碱水或海水，取决于藻类的品种。

微藻培育：培育微藻设施已经研制了光生物反应器和露天培育水池两种方案。在建设投资和运行上各有优缺点，均处于研究、开发阶段。尚未进入工业示范阶段。

微藻生产技术包括微藻收获、生物质干燥、提取生物油等过程，均为开发中的技术。

微藻柴油的主要优点是单位土地面积产率比用植物油生产柴油高出几十倍，且不占用耕地。但在土地上布置大面积的开放式培养池或密闭式光生物反应器，需要巨额投资。

4、生物质制油(BTL)

国外已开发成功了木质纤维素两段气化生产合成气技术，并已建成了合成气生产运输燃料的示范装置。

生物质制油包括生物质气化和合成2个工序，系统热效率较高(50％--55％)。但生物质原料的集运困难，考虑适宜的原料收集半径，BTL生产规模以年产生物油≤10万吨为宜。BTL单位投资约为1.5--1.8万元／吨／年，高于CTL。

5、生物质发电厂

规模为25--50MWe热效率(28％)，远低于大型IGCC燃煤电厂。建设投资也高于后者。

生物质发电改为煤一生物质混烧具有减少排碳效应，是更适宜的组合。

四、对比方案

石油替代的宏观规划存在诸多的不确定因素，除了应反复论证、及时修订外，尤其需要根据资源、工艺路线和目的产品等条件做出不同方案的横向比较，才能得出较为切合实际的发展方针、路线。

许多一次能源(如煤、天然气、生物质和微生物)都能通过CTL、GTL、BTL和AGL(微藻制油)等技术路线转化为烃燃料，但它们同时也可是发电(CTE、GTE、BTE)的原料。从而可组成不同的横向对比方案。例如：既可引出诸如煤发电一生物质制油与煤制油一生物质发电的两组宏观对比方案。又可引出(用太阳能的)微藻制油一煤发电与煤制油一太阳能发电两组宏观对比方案。另外，电力汽车的能耗低于内燃机汽车，于是，从原料煤开始，可以有煤制油、煤发电两组对比方案，从中可以看出发展电动汽车对社会和消费者的节约效应。实例说明如下：

(一)煤或生物质交叉生产电力或运输燃料

设定煤制油―生物质发电和生物质制油―煤发电两组方案。煤制油和生物质制油规模均为年产运输燃料油100万吨；或是用煤、生物质为发电燃料，进行两组方案的对比。原料年消耗量分别为：煤炭330万吨，生物质原料600万吨。综合比较主要结果如下：

能效率：BTL的能效率(48％)略高于CTL(42％)。生物质发电能效率(28％)低于IGCC燃煤发电(40％)：

建设投资：BTL规模较小，单位建设投资比CTL高(约20％)。原料煤量同等的CTL31)--投资(140亿元)高于煤IGCC发电厂投资(110亿元)；

生产规模：生物质大规模集中运输困难，BTL只能到年产10万t级规模，生物质发电厂规模在25--50MWe之内；

环境效应：CTL的温室气体排放率为石油炼厂的1.8倍，煤―生物质联合制油(CBTL)的GHG排放率仅相当于原油炼制过程的20％，故环境效益好于CTL；

生物质发电改为煤―生物质混烧也是合理的组合。

(二)电动汽车和汽油汽车的能效率对比

实质上是CTL-煤发电的能效率对比。

HEV汽车可将回收的动力转化为电力再利用，插电式混合动力汽车(PHEV)可直接用电力替代汽油。若常规内燃机汽车每百公里耗油量按7.2升计、电动汽车耗电量按18kWh计，则相应的油-电当量为：2.5kWh电力可替代1升汽油。

若汽油和电力均为来自煤炭，上述事例既说明先进交通运输工具的节能意义，又表明不同煤炭利用路线的经济性。说明如下：

暂按4.0kWh电力替代1升汽油计算，即5.4MWh电力(即1kW装机容量)相当于1吨汽油。可以就CTL和煤发电两条工艺路线，从原料消耗和能效率、投资和社会效益等方面对比，生产同等数量燃料的效果作出如下比较：

煤耗和能效率：CTL生产1吨燃料需耗用标准煤3.5吨，综合能效率为45％；IGCC煤发电生产5，4MWh电力耗用标准煤1.8吨，能效率为40％；生产等量运输

燃料的耗煤比率为制油：发电=1：0.51。 建设投资：CTL工艺，1吨生产能力的建设投资约为1.4万元；1KW发电能力的IGCC电厂建设投资约为0.8万元；燃煤电厂投资大大低于CTL技术。

消费者收益：驾驶PHEV汽车按每年节约汽油0.5万元、支付电费0.24万元，净节约燃料费0.26万元；购车差价按2万元计算。则增加购车费的静态回收期达8年。为推动“以电代油”，国家应实施购买PHEV汽车的优惠政策。

环境效应：PHEV汽车可实现零碳排放。GHG效应优于汽油车。

(三)2种原料―2种产品交叉方案

太阳能是地球一次能源的唯一来源，可采用塔式集热技术发电、也可为微藻生物柴油的生产提供光合作用的光源。煤炭可用作CTL技术生产燃料油的原料、也可用作IGCC技术的发电燃料。这就可组成煤制油―太阳能发电(方案甲)和微藻柴油―煤发电(方案乙)两组对比方案。

以年产替代燃料100万吨为基准，CTL制油和发电用煤量相等。设定太阳能集热发电规模与煤发电相等。进行此两组方案的技术经济比较。主要结果如下：

a)相同煤加工量的煤制油投资(140亿元)高于IGCC煤发电(110亿元)。

b)煤制油能量转化效率(45％)高于IGCC煤发电(40％)；但如上所述，电代油具有节能效应。

c)太阳能塔式集热发电按峰值计算达70GWP，折合年均20GW，投资高(280亿元)(应还有降低空间)；微藻柴油尚未建成工业装置(全部按高效的光生物反应器估算投资约为300亿元)。两者的投资均为数量级估算，投资额接近。

d)同等规模的微藻柴油工厂建设投资大大高于CTL。

e)微藻柴油―煤发电组合方案有利于电厂烟气的C02利用。

f)太阳能集热发电、微藻柴油均需占用大量土地。适合于建在光照条件好、地势平坦的荒漠(微藻需有水源)地区。

g)根据数据粗略估算；方案甲的经济性好于方案乙。

五、小结

1、煤制油技术基本成熟，是正在进行产业化示范的技术。煤制油的发展规模受到煤炭的可供应量(煤炭是发电和工业的重要燃料；我国煤矿产能已位居世界第一)和石油价格趋势等因素的约束，只能适度发展。在地区规划的基础上宜通过论证及早确定全国发展规模，不宜各行其是。预期中远期的石油替代规模约可相当于“一个大庆”。

2、油砂沥青和特重质原油约占世界原油资源总量的一半，油页岩也是重要的非常规石油资源。预计今后20--30年期间，非常规石油生产将有较大的发展以补充常规石油的短缺。预测表明：2030年非常规原油的产量将可增长至占世界石油总产量的10％左右。我国拥有油页岩炼油工业基础，发展油页岩工业需要改进加工、炼制技术，提高生产规模，解决环保技术问题。

3、生物质制油发展规模受资源可得性、资源综合利用等因素的约束。发展生物质能源作物的种植、充分利用生物质废料(秸秆、林业废料、生物垃圾)，在发电、制油和其他用途优化利用、综合平衡的基础上，可考虑用3亿吨原料生产替代燃料0.5亿吨(石油当量)作为中远期的发展目标。

第9篇：生物燃料的作用范文

从2012年开始，澳洲航空（Qantas）就在澳大利亚国内航班上使用由荷兰SkyNRG公司生产的生物燃料与普通燃料50：50的混合燃料作为动力。这些使用了混合燃料的A330飞机往返于悉尼和阿德莱德之间。它的子公司捷星航空（Jetstar），则成为世界上第一个以生物燃料飞行的低成本航空公司，在墨尔本到霍巴特的A320飞机上，它使用了与澳航航班相同的混合燃料。

而根据2012年年底澳洲航空的财报显示，生物混合燃料的使用让这家公司的燃油经济性提高了一至两个百分点，并且相比传统燃料也减少了60%的碳排放量。

对于澳洲航空公司来说，生物燃料的成本远远高于普通燃料，最主要的原因是它需要从国外进口—加上运输的费用后其成本是普通燃油的四倍。

但澳航表示，现在非常有必要开始探索生物燃料更多的可能性了，并且将在澳大利亚本土开始进行有关生物燃料的研究。借助澳大利亚联邦政府给予的50万澳元的可再生能源项目补助金，澳洲航空公司在澳洲范围内，以这一行动率先开始了对航空燃料可持续的研究。

澳航首席执行官艾伦·乔伊斯（Alan·Joyce）说：“我们需要为不基于传统喷气燃料的未来做好准备。不然，坦率地说，仅仅依赖于传统喷气燃料，我们在未来将无法生存。”

当然，几乎所有的航空公司都在遭受高燃油成本和碳价格效应的双重影响。

燃油费用是这家澳大利亚航空公司最大的运营成本。在2012年2月，在遭遇了83%的净利润下滑后，澳航宣布，将至少削减500个职位，并寻求其他途径从而降低成本。而在2012年3月中旬，澳航在两个月内第二次上调了燃油附加费，并声明其燃油成本预计将在未来6个月内增加3亿美元达到创纪录的22.5亿美元，这当然不是一个好消息。

而且，还不只是航油的价格，澳洲航空同样面对着碳排放的价格问题。“澳洲航空是世界上唯一面临3个司法管辖区的航空公司，所以我们的忧患意识是有道理的。”乔伊斯说，“欧洲已经规定了备受争议的碳排放税，而新西兰也对航空公司有一套独特的碳排放税，澳大利亚的碳排放税也不停地在变动。”

燃油费用的飙升和碳排放费用的一再调整促使澳航这样的航空公司们不得不开始考虑降低燃料成本的新方法，比如采购可再生原料，或者探求使用生物燃料的可能。

而其中，生物燃料是一个非常容易想到的选择。生物燃料的来源多种多样，它可以从微生物，譬如海藻，或它们排放的废物中提取的物质中取得，也可以来自各种有机纤维材料，甚至是经过回收的食用油。而为澳洲航空和捷星航空提供生物燃料的荷兰SkyNRG公司，同时也为荷兰航空公司、智利航空公司、阿联酋航空提供其生产的产品。

而在澳洲，澳航并不是唯一一家开始探索生物能源的航空公司，它的竞争对手也早已经开始行动。

维珍澳洲航空公司计划到2020年其5%的燃油消耗由可再生能源提供。这家公司与新南威尔士州的Licella公司合作，采用一种新型的技术，从农业废弃物中提炼出高品质的生物质原油。

此外，维珍航空还计划于2015年推出一个年产能5万桶的可持续生物燃料工厂，以松木屑、甘蔗废物以及其他干作物等作为燃料。

维珍航空业务发展经理史蒂夫·罗杰斯（Steve·Rogers）表示，公司希望在发展生物燃料时避免陷入生物燃料与粮食之间的矛盾。他说：“我们花费了数千万美元来开发这项技术，在未来几年我们还要增加1000万澳元的投入，而完全使其商业化将需要高达上亿美元的投资。但是我们依然需要进行持续的投资，因为我们正在创建一个全新的行业，而这将是一个漫长的旅程。”

生物燃料的本地化，则是澳洲航空降低成本的关键。负责这一项目的澳大利亚科学家们正在试验使用一种混合了林业废弃物、碎秸、蔗渣、植物油、海藻和桉树等材料混合的原料制取燃料，他们认为，如果投入大规模的商业化，这组原料配方最终每年可以产生超过一亿加仑的新式燃料。

而另一种生物燃料的候选者—也是空中客车公司一直致力于研究的—是遍布澳大利亚的桉树，一种油籽作物。研究者在充分调研了维多利亚州一块面积约为1.47万公顷的土地后发现，预计这片区域的桉树可以产生15万吨干燥的生物质，可以生产出8.5万吨生物油，也就是12万至18万立方米的喷气燃料。

2011年，澳大利亚联邦科学与工业研究组织对生物燃料的前景曾做出一个乐观的预测：到2020年，澳大利亚和新西兰两国超过46%的航空燃料可以从非粮食作物、植物、藻类以及其他有机物质中提取的燃料供应，而到2050年则能达到100%。

澳大利亚可持续航空燃料创新组织的主席、悉尼大学美国研究中心兼职教授苏珊·庞德（Susan Pond）表示：“目前，澳大利亚的发展势头实际上就是在努力实现这些目标。不过，由于澳大利亚在生物燃料方面的发展落后于美国，我们的目标应该是在五年内使生物燃料的价格能够与传统燃料平等竞争。”

澳大利亚政府表示愿意对航空公司生物能源的开发给予政策和资金上的支持。

与所有追逐可再生能源的地区相比，澳大利亚可以说已经走上正轨，但问题也赫然显现。

就目前而言，开发生物燃料会遇到的两大瓶颈是原料和金融—或者说，负担得起的原料和负担得起的融资。联邦能源部长马丁·弗格森说：“在澳大利亚，澳航将探讨可持续航空燃料的生产和商业上的可行性，有两个关键的目标，首先，是原料途径，其次是如何供应链的途径。”

澳洲航空环境项目负责人约翰·瓦拉斯托（John·Valastro）表示，虽然生物燃料在技术上已可以使用，但由于缺乏一定规模，当地的生物燃料供应成本约为常规燃料的三到五倍。

而昆士兰州大学的丹尼尔·克莱恩教授的一份报告中预测，如果短期大量开发，生物燃料原料中的水黄皮的成本将由每桶250美元升至600美元，甘蔗将由200美元升至650美元，而藻类原料将最终升至每桶1300美元。

虽然这些预测的数字引起了广泛的争议，但它足以表明，对于航空生物燃料来说，最关键的是原料价格。如果可以稳定这部分成本，那么这条供应链的其余部分可能会很容易地实现整体费用的降低。而需要注意的是，这只是一种“可能”，因为原料只在初期起决定性的作用。其次，是提炼和分销能力，“作为一个国家，可以利用现有的炼油厂和燃料分销基础设施”，弗格森说。

而在原料和基础设施之外，真正需要的是资金。很多大航空公司都认为，政府应该提高对航空公司们在炼油厂生产生物燃料的补助。

而在融资方面，由于新能源开发需要庞大的资金投入，这其中的关键是要有利可图，或者更深入一步说，这需要一个公平的竞争环境。维珍航空的一位员工透露，约有38%本应用于生物柴油研发的资金奖励总会被“误颁”给更重视喷气燃料的生产商。他警告说，如果生物燃料得不到开发，“我们在20年后会后悔的，我敢肯定。”澳洲航空对生物燃料的大规模投入基于各种考虑：除了可以为澳大利亚减少17%的航空业温室气体排放之外；还能为澳大利亚及新西兰地区的航空业带来每年超过两亿澳元的经济价值；减少澳大利亚对进口燃料的依赖，并创建一个新的清洁能源产业，产生更多的就业岗位。

而现在，生物混合燃料的商业化推广是航空公司最重要的任务，这需要所有利益相关者，包括政府和金融部门的支持。

在澳洲之外，世界范围内的航空公司也都开始重视新能源的问题。德国的汉莎航空在2011年夏季就开始在法兰克福至汉堡之间的航班中开始使用掺入生物燃料的混合燃料，以“绿色蓝天”的品牌形象，一度成为公共关系上的赢家。