生物油燃料供应范文

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篇1

关键词：高压共轨柴油机；生物柴油（BTL）；微粒（PM）排放；粒度分布

中图分类号：U473.1文献标文献标志码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2011.01.007

Effect of Biodiesel Blended Fuel on Particulate Matter Size Distribution in Common-Rail Diesel Engine Emission

Lai Chunjie1，Sun Wanchen1，Li Guoliang1， Tan Manzhi1， Chen Shibao1，Zou Mingsen2

(1. Key Laboratory of Automobile Dynamic Simulation，Jilin University State， Changchun，Jilin 130025；

2. Department of Automobile Engineering，Jiangsu Traffic Technician College，Zhenjiang，J iangsu 212006)

Abstract:The effect of biomass to liquids (BTL) biodiesel blended fuel with different component proportions on the particulate matter (PM) emission from a common-rail diesel engine was investigated . Moreover，the features of particle size distribution were analyzed and the effect of BTL fuel fraction on the particle size distribution was obtained. The results show that the particle size is mostly under 300 nm and a bimodal distribution of the particle size is observed. The amount of small nuclear mode PM reaches 60%. With increasing BTL fuel fraction the total number of PM grows, the amount of accumulation mode PM above 50 nm decreases and the peak regions appear at smaller particle size. For conventional diesel fuel，the particle size forms a unimodal distribution, the peak regions are between 50～100 nm and the PM are mostly in accumulation mode. The engine load also has a great impact on particle size distribution. The percentage of nuclear mode PM decreases with the increase of engine load.

Key words:common-rail diesel engine；biodiesel；particulate matter(PM) emission；particle size distribution

柴油机PM排放成分极为复杂，含有多种致癌物质，对人类的健康和生存环境危害极大，如何降低柴油机的PM排放已经成为内燃机行业的一个关键性技术问题。高压共轨直喷技术（CRDI）最高喷射压力可达1.8×105 kPa，燃油雾化充分，PM的质量排放量得到控制，但PM值将趋于超细化。未来的排放法规不仅对PM的质量排放量进行了限制还对PM的粒数加以限制，因此柴油机PM排放的粒度分布日益受到国内外研究者的普遍关注[1]。

一般来说，根据PM粒径大小及生成机理将超细PM分为核态、积聚态两种。在PM成核阶段，以硫化物和燃烧过程中形成的固态碳粒为核心，挥发性有机物开始凝聚、吸附，形成粒径小于50 nm的核态PM；在PM凝聚阶段，挥发性有机物进一步凝聚、吸附，核态PM相互堆积形成粒径在50～1 000 nm的积聚态PM[2-4]。

PM粒度分布与燃料特性密切相关，不同理化特性的燃料将直接影响PM的粒度分布[5-8]。本文利用美国TSI公司的3090 EEPSTM发动机排气粒径谱仪，对高压共轨、增压中冷柴油机稳态工况下PM粒度分布规律进行了试验研究，分析了不同BTL添加比例混合燃料对高压共轨柴油机稳态工况PM排放粒度分布的影响规律，并与石化柴油进行了对比，旨在为BTL的应用及其PM排放控制提供技术支持。

1 试验设备及方法

1.1 试验发动机

本研究采用高压共轨、增压中冷4缸直喷式车用柴油机进行，排放指标达到国Ⅲ水平，发动机的主要技术参数见表1。

1.2 试验燃料

本研究使用的基础燃料为方圆样品油中心提供的标准欧IV 0#低硫柴油，BTL是以菜籽油甲酯为主的调和产品。以0#柴油为基础，添加不同比例的BTL得到具有不同理化特性的燃料进行试验研究。本文将BTL添加体积分数为0%、10%、30%、60%和100%的混合燃料简称为B0、B10、B30、B60和B100。表2为试验燃料的主要理化特性指标。

1.3 试验主要仪器设备

1.3.1 发动机测试系统

试验测控系统由高压共轨柴油机、DS-9100燃烧分析仪、Horiba排气分析仪、AVL439消光烟度计、3090 EEPS PM粒径谱仪等组成。图1为测试系统结构简图。PM粒度分布测量采用美国TSI公司生产的基于电迁移性测量技术的3090 EEPSTM发动机排气粒径仪进行，粒径测量范围为5.6～560 nm。

1.3.2 PM分布测试系统

为满足试验研究的需要，自行设计了排气PM二级稀释采样系统对发动机排气进行分流稀释，可满足粒度仪采样条件及测量要求。图2为PM粒度分布测试系统简图。第1级稀释管道中，通过调节阀门开度，控制排气量，将稀释比控制在20左右。第2级稀释采用全流稀释，通过调节二级管道的空气量控制第2级稀释比，试验中通过测量排气管及稀释风洞的CO2浓度确定风洞稀释比。经过试验测量，总稀释比控制在100以上均可满足粒度仪的测量要求。PM粒度分布及PM粒数均通过TSI 3090 EEPSTM排气粒径仪测量，并可实现风洞稀释比的同步测量。

1.4试验方案及试验方法

为揭示燃料特性本身对于发动机燃烧和排放的影响规律，试验中对于不同燃料的试验工况均采用等空燃比进行调整。发动机转速为1 600 r/min，空燃比分别为29、33、45.5、63和109，分别对应发动机75%、60%、40%、20%和10%负荷。为保证试验结果的准确性，更换不同燃料均在发动机运行半小时后进行试验，每次测量之前将排气引到稀释风洞中一段时间，保证稀释风洞达到饱和状态。

2 试验结果及分析

2.1 石化柴油、BTL PM粒度分布对比

图3和图4分别为发动机转速为1 600 r/min、不同负荷工况下欧IV石化柴油和纯BTL PM粒度分布对比。从图3中可知，对于石化柴油，PM粒数分布曲线呈单峰结构，峰值区域在0～100 nm之间，以积聚态PM为主，PM体积浓度、表面积浓度亦呈单峰分布，峰值区域在50～200 nm之间。与石化柴油相比，BTL燃料的PM粒径明显减小，粒数分布呈双峰结构，核态PM峰值区域在5～20 nm之间，积聚态PM峰值区域在30～100 nm之间，核态PM峰值远高于积聚态PM。PM体积浓度、表面积浓度分布呈单峰结构，峰值区域亦在50～200 nm之间。

造成两种燃料PM粒度分布规律存在明显差异的主要原因是：生物柴油具有较高的含氧量和十六烷值，正构烷烃较少，易于裂解生成较多的碳核及挥发性有机物，而来自燃料的未燃HC的挥发性较差更容易达到饱和状态并凝结成大量核态PM。较高的十六烷值导致燃烧的滞燃期缩短，预混合燃烧量减少，在前期燃烧过程中生成较多的核态PM。同时，较高的含氧量使缸内后期扩散燃烧过程得到改善，抑制了核态PM向积聚态的转化，因此BTL燃料的核态PM峰值远高于积聚态峰值。

对比不同负荷工况下PM粒度分布特征可以看出，对于石化柴油随负荷的增加PM数量浓度逐渐增加，超过60%负荷增加更加明显，并且小粒径的核态所占比例逐渐减小。主要原因是小负荷工况时，缸内燃烧条件不好，滞燃期长，空燃比过大，燃烧温度低，未燃HC增多，生成的核态PM不容易聚集，导致小负荷工况小粒径的核态PM增多。大负荷工况空燃比小，缸内易产生局部过浓区域，使PM生成迅速增多，峰值急剧上升，PM中可溶有机成分减少，以积聚态PM为主，PM体积浓度、表面积浓度分布曲线与粒数浓度分布曲线变化趋势基本一致。

对于生物柴油，核态PM粒数浓度峰值在中等负荷达到最大值，随负荷增加峰值急剧下降且逐渐向小粒径方向偏移；积聚态PM峰值随负荷增大而上升并逐渐向大粒径方向移动。原因是在小负荷工况下，缸内未燃HC较多，使核态PM难于凝聚为积聚态，因此10%负荷核态峰值较低、积聚态峰值较高。在20%～40%负荷区域内，缸内燃烧温度上升、空燃比下降，燃烧得到改善，未燃HC减少，核态PM向积聚态PM转变的趋势减小，因此核态PM峰值上升明显，同时，积聚态峰值稍有上升。在60%～75%大负荷区域内，空燃比进一步减小，缸内局部缺氧区域严重，燃烧温度上升，生成核态PM的数量增多并迅速积聚成积聚态PM[8-9],导致核态PM迅速减少，峰值区域向小粒径偏移,积聚态PM增加且峰值区域向大粒径偏移。

2.2 不同添加比例BTL混合燃料PM粒度分布

图5为不同添加比例BTL混合燃料在不同负荷工况下PM粒度分布对比。可见在中、小负荷工况下，燃料PM粒度分布逐渐由石化柴油积聚态大粒径单峰结构向BTL燃料的双峰结构过渡;当BTL添加比例超过30%，核态PM数量增多,占PM总数的40%以上，50 nm以上的积聚态PM减少且峰值区域向小粒径方向偏移。与石化柴油相比，添加比例小于60%的混合燃料，PM总数略有下降。在大负荷工况下，不同添加比例的BTL混合燃料粒数浓度分布均为单峰结构，峰值区域在50～200 nm之间，以积聚态PM为主，PM总数下降。在所有工况下，PM体积浓度和表面积浓度分布均呈单峰结构，峰值区域在50～200 nm之间，添加比例超过60%后迅速下降。

研究发现PM粒度分布受燃料特性的影响较大。在小负荷工况下，BTL燃料粒数浓度分布呈双峰结构且核态峰值远高于积聚态峰值，石化柴油为积聚态单峰结构且峰值区域粒径较BTL大。因此，添加比例较小时，核态PM浓度和积聚态PM浓度变化不明显，添加比例超过60%，积聚态PM浓度明显减小且峰值区域向小粒径方向移动，核态PM浓度上升幅度较大。在大负荷工况下，BTL燃料的核态PM更多地向积聚态PM转变，核态PM浓度迅速降低，积聚态PM浓度上升，石化柴油积聚态PM浓度在大负荷工况下上升更为明显。因此，添加比较小时粒数排放粒度分布与石化柴油基本一致，添加比例超过60%后，BTL燃料的高含氧量使缸内燃烧得到改善，大粒径积聚态粒数浓度迅速下降。

3 结论

（1）高压共轨柴油机PM排放粒径绝大部分在300 nm以下；BTL燃料PM排放粒度分布呈双峰结构，以小粒径核态PM为主，占PM总数的60%以上，峰值区域在5～20 nm之间，积聚态峰值区域在30～100 nm之间；石化柴油PM排放粒度分布呈单峰结构，以积聚态PM居多，占PM总数的55%左右，峰值区域在50～100 nm之间。

（2）不同负荷工况下的PM粒度分布规律有所不同，BTL燃料核态PM粒数浓度峰值在中等负荷达到最大值，随负荷增加峰值急剧下降且逐渐向小粒径方向偏移；积聚态PM粒数浓度峰值随负荷增大而上升并逐渐向大粒径方向移动。对于石化柴油随负荷的增加PM数量浓度逐渐增加，超过60%后其负荷增加更加明显且小粒径核态PM所占比例逐渐减小。

（3）对于BTL混合燃料，在中、小负荷工况下，随着BTL添加比例增加，燃料PM粒度分布逐渐由单峰结构向双峰结构过渡；核态PM数量增多，50 nm以上的积聚态PM减少且峰值区域向小粒径方向偏移。在大负荷工况下，各添加比燃料粒数浓度分布均为单峰结构，峰值区域在50～70 nm之间，以积聚态PM为主。

参考文献(References):

The mssion regulation (EC)No 692/2008 of 18 July 2008[S]. Official Journal of the European Union，2008.

KITTELSON D，ARNOLD M， WATTS W. Review of Diesel Particulate Matter Sampling Methods[R]. Minnesota: University of Minnesota，1999.

刘双喜，宁智，付娟，等.柴油机排气微粒冷却演变特性的实验研究[J].环境科学，2007,28(6)：1193-1197.

Liu Shuangxi, Ning Zhi, Fu Juan,et al. Evolution Characteristics of Diesel Particles Under Cooling Condition[J]. Environmental Science，2007，28(6)： 1193-1197.（in Chinese）

LEE K O，Zhu Jinyu，CIATTI S. Sizes，Graphitic Structures and Fractal Geometry of Light-Duty Diesel Engine Particulates[C]. SAE Paper，2003-01-3169.

Li Xinling，Huang Zhen，Wang Jiasong. Particle size distribution from a GTL engine[C]. Science of the Total Environment ，382(2007)：295-303.

KITTELSON D B. Engines and Nano-particles: A Review[J]. Journal of Aerosol Science，1998，29(5/6)：575-588.

王晓燕，李芳，葛蕴珊，等.甲醇柴油与生物柴油微粒排放粒径分布特性[J].农业机械学报，2009，40(8)：7-12.

Wang Xiaoyan，Li Fang，Ge Yunshan，et al.Particle Size Distribution of Particulate Matter Emission from the Diesel Engine Burning Methanol-diesel Fuel and Biodiesel[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery，2009，40(8)：7-12.（in Chinese）

陈虎，陈文淼，王建昕，等.柴油机燃用乙醇-柴油含氧燃料时微粒特性的分析[J].内燃机学报，2005，23(4)：307-312.

Chen Hu，Chen Wenmiao，Wang Jianxin，et al. Study on PM Emission Characteristics of Diesel Engine Fueled with Ethanol Diesel Blend[J]. Transactions of CSICE，2005， 23(4)：307-312.（in Chinese）

篇2

生物能源是什么

生物能源又称绿色能源，可再生，原材料遍布各地，蕴藏量极大。生物能源离我们并不遥远，它就在身边。垃圾、秸秆、沼气甚至包括 “地沟油”，这些看似无用的家伙经过加工处理都能变成可利用能源。通常包括：一是木材及森林工业废弃物；二是农业废弃物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工业有机废弃物；六是动物粪便。

生物能源主要有沼气、生物制氢、生物柴油和燃料乙醇。沼气由微生物发酵秸秆、禽畜粪便等有机物产生，主要成分是甲烷；生物氢通过微生物发酵得到，由于燃烧生成水，是最洁净的能源；生物柴油是利用生物酶将植物油或其他油脂分解后得到的液体燃料，作为柴油替代品；燃料乙醇是植物发酵时产生的酒精，以一定比例掺入汽油,使排放的尾气更清洁。

生物能源的现状

新型原料培育、产品综合利用、技术高效低成本转化，是“十二五”生物能源技术三大趋势。原料从以废弃物为主向新型资源选育和规模化培育发展；高效、低成本转化技术与生物燃料产品高值利用是技术发展核心；生物质全链条实现绿色、高效利用。

我国现有生物质资源相当于4.5亿吨标准煤，利用技术被列为重点科技攻关项目，如户用沼气池、节柴炕灶、薪炭林、大中型沼气工程、生物质压块成型、气化与气化发电、生物质液体燃料等。

生物能源科技重点包括：微藻、油脂类、淀粉类、糖类、纤维类等能源植物的选育与种植，生物燃气高值化制备及综合利用，农业废弃物制备车用生物燃气示范，生物质液体燃料高效制备与生物炼制，规模化生物质热转化生产液体燃料及多联产技术，纤维素基液体燃料高效制备，生物柴油产业化关键技术研究，万吨级的成型燃料生产工艺及国产化装备，生物基材料及化学品的制备炼制技术等。已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。

利用方式

1.气体燃料。包括沼气、生物质气化制气等。利用有机垃圾、生物质废料、残留物、废弃物等进行发酵等工艺，生产出沼气等可燃气体。这种利用方式受原材料供应限制，大中型沼气工程发展较慢。可燃气通常用于家庭，以及专用燃气交通工具，使用范围较窄。可燃气体发电同样受到原料供应的限制。

2.液体生物质燃料。包括燃料乙醇和生物柴油，是可再生能源开发利用的重要方向。

生物柴油的原料来源广泛：回收动植物油；含油量高的植物，如麻风树（学名小桐子）、黄连木、文冠果、续随子等。构建大规模生物柴油能源林是解决原料供应的根本。

燃料乙醇在经历了以粮食为原料生产的初级阶段后，逐渐向以木质纤维素等非粮食原料转向。目前已有若干实验试点企业运行投产。

3.固体生物质燃料。分为生物质直接燃烧、压缩成型燃料、生物质与煤混合燃烧为原料的燃料。热效率利用率较低，通过新型炉灶、锅炉提高热效率利用率，或者把生物质固化成型后采用略加改进后的传统设备燃用，但成型燃料的压缩成本较高。此外，生物质燃料发电也成为当前生物质能开发利用的重要方向。

美国、英国、瑞典等国家均有生物质能源发电站建设投产，我国在这方面也具有了一定的规模，南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西两省共有小型发电机组300余台，云南也有一些甘蔗渣电厂。

在诸多的生物质利用技术中，生物质发电技术是最具发展潜力的利用技术之一。因为电的利用范围较广，而且可以充分利用现存电网。高效直燃发电是最简便可行的高效利用生物质资源的方式之一。

发展生物能源的8大优势

生物能源对环境污染小，属于可再生能源，其普遍、易取，便于运输，且具有以下优势：

1.生物燃料是唯一能大规模替代石油燃料的能源产品，而水能、风能、太阳能、核能及其他新能源只适用于发电和供热。

2.产品多样。液态：生物乙醇和柴油；固态：原型和成型燃料；气态：沼气等。既可以替代石油、煤炭和天然气，也可供热和发电。

3.原料多样。秸秆、林业加工剩余物、畜禽粪便、食品加工业的有机废水废渣、城市垃圾，还可利用低质土地种植各种能源植物。

4.生物燃料可以像石油和煤炭那样生产塑料、纤维等产品，形成生产体系。其他可再生能源和新能源不可能做到。

5.可循环性和环保性。生物燃料是在农林和城乡有机废弃物的无害化和资源化过程中生产出来的产品；生物燃料的全部物质均能进入生物循环。物质上永续，资源上可循环。

6.生物燃料的“带动性”。生物燃料可以拓展农业生产领域，带动农村经济发展，增加农民收入；还能促进制造业、建筑业、汽车业等行业发展。

7.生物燃料具有对原油价格的“抑制性”。生物燃料将使“原油”生产国从目前的20个增加到200个，通过自主生产燃料，抑制进口石油价格，并减少进口石油花费，使更多的资金能用于改善人民生活，从根本上解决粮食危机。

8.生物燃料可以创造就业机会和建立内需市场。联合国环境计划署的“绿色职业”报告中指出，“到2030年可再生能源产业将创造2040万个就业机会，其中生物燃料1200万个”。

相关政策

近几年，中国生物能源产业发展迅速，产品产出持续扩张，国家产业政策鼓励生物能源产业向高技术产品方向发展，中国企业新增生物能源投资项目逐渐增多。投资者对生物能源产业的关注越来越密切，生物能源已成“十二五”规划扶持重点。《可再生能源中长期发展规划》提出，未来15年内投资约1.5万亿用于发展可再生能源，到2020年发展燃料乙醇至1500万吨、生物柴油500万吨。2011年1月5日，总理主持召开国务院常务会议，决定实施新一轮农村电网改造升级工程。在“十二五”期间，使全国农村电网普遍得到改造，基本建成安全可靠、节能环保、技术先进、管理规范的新型农村电网。

存在问题

1.原料资源短缺。广西木薯燃料乙醇项目，被利用为燃料乙醇原材料的木薯的前后价格差别很大，这对供应体系是个挑战。考虑到与人畜食物相争，很多国家都限制玉米乙醇生产，生物柴油原料不足。同样的问题在生物质发电、成型燃料和生物柴油领域也普遍存在。制备生物柴油主要原材料――“地沟油”回收方面表现尤为突出。相比于“地沟油”制备食用油技术，生物柴油的成本高售价低，再加上相关部门监管力度不够，造成“地沟油”回流餐桌现象普遍，也直接导致生物柴油原料供应不足。

2.技术基础薄弱。以能源作物为原料生产燃料处于试验阶段，以废弃动植物油生产生物柴油的技术较为成熟，但潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段，产业化程度低。

3.生物燃油产品市场竞争力弱。受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响，燃料乙醇的生产成本较高。目前，国家每年对102万吨燃料乙醇的财政补贴约为15亿元，在目前的技术和市场条件下，扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。

4.销售市场建设滞后，下游企业对接缺失。主要体现在生物液体燃料方面。以生物柴油为例，国内企业几乎都没有自己的加油站，很难进入中石油、中石化的成品油零售市场，销售渠道更是匮乏单一。在生物柴油发展的黄金期，国内涉足企业数量一度达到了300多家，目前数量缩水三分之一。

中小投资者的机遇

原料加工：如绿野科技从菊芋块茎中提取菊粉；甜高粱产量高，秆渣是造纸的好原料，作为大规模的能源作物具备有利的特性，很有前途。

油料作物种植：如北京草业与环境研究发展中心的柳枝稷、芦竹和荻，已试种了3000亩；赤峰市翁牛特旗经济林场，文冠果基地全国最大；湖南林业科学院能源植物与生物燃料油研究中心，选育出大果、矮化、高产、高含油的光皮树无性系良种6个，营造光皮树油料林30万亩。

篇3

航空燃油的价格也是航空公司难以承受的包袱。2008年,当石油价格飙升至140美元/桶时,航空公司耗费在燃油上的成本占所有运营成本的70%左右,导致很多中小型航空公司难以为继。今年,即便受到金融危机影响,石油价格大幅下挫,燃油成本仍占航空成本的30%～40%。

面对环境与成本的双重困局,航空公司如何突围?希望落在生物燃料上。

三次试飞

在大多数人眼里,生物燃料的好处非常明显:既环保,又可再生。2008年底到2009年初,三家航空公司在一个月内分别进行了三次生物燃料试飞试验,更是昭显了航空界进军生物燃料领域的决心。

2008年12月30日,新西兰航空公司试飞波音747-400飞机,为飞机提供动力的是麻枫树油及标准航空燃油各占50%的混合燃料。

2009年1月7日,美国大陆航空公司以海藻油与麻枫树油的混合物为燃料,成功试飞波音737-800飞机。这次试飞是海藻油在航空领域的首次应用。相对于麻枫树油,海藻油似乎是一种更为物美价廉的替代品。

1月30日,日本航空公司也展开试飞试验。他们的试飞机型是波音747-300飞机,生物燃料由3种植物油混合而成:亚麻荠油、麻枫树油和海藻油。其中亚麻荠油是主要成分,比例高达84%。

试飞试验的结果几乎让所有人都感到惊喜。美国大陆航空公司在自己的官网上宣布,试飞试验中,相对于标准航空燃油,生物燃料的能效提高了1.1%,而二氧化碳的减排量更是达到惊人的60%～80%。

与此同时,美国波音民用飞机集团也在全球寻找合作伙伴,积极开发并促进生物燃料的商业化生产,从而减少温室气体的排放,并降低民航业受油价波动的影响和对化石燃料的依赖。

看上去,生物燃料已然成为航空业的“救世主”。

碳排量争议

但航空公司公布的试飞结果引起了一些科学家的质疑。

美国斯坦福大学环境工程学教授马克・雅各布森(Mark Jacobson)认为,美国大陆航空公司公布的试验数据的可靠性值得怀疑。他怀疑航空公司试验数据可靠性的主要原因在于:航空公司在计算碳排放量时,“并未把生物燃料整个‘生命周期’的排放量都考虑进来,导致计算出的减排量偏高”。

不过,面对科学家的质疑,美国大陆航空公司却显得底气十足。该公司全球环境事务总监李・雷尼(Leah Raney)告诉记者:“在得出最终结果前,我们考虑了生物燃料在整个生命周期内产生的温室气体排放量,因此对于这个结果,我们感到非常满意,并希望这些燃料能在不久的将来投入商业生产。”

航空试验的结果也得到了中国科学家的支持。四川大学生命科学学院院长陈放教授近年来一直致力于生物质能源的研究,他向记者表示:“据我所知,麻枫树油等燃料的确能减少50%～60%的二氧化碳排放量。”而在石元春院士眼里,“生物燃料能否减少二氧化碳排放量的问题根本用不着讨论――答案是肯定的,这已经是一个定论”。

发展中的障碍

抛开碳排放问题不谈,航空生物燃料的发展也面临诸多障碍。

2007年,由于第一代生物燃料玉米乙醇“与人争粮”,生物燃料受到广泛质疑,因此在开发第二代生物燃料时,不管是科学家还是航空公司,都显得非常谨慎。

美国波音民用飞机集团总裁斯科特・卡森(Scott Carson)告诉记者,他们与合作单位开发生物燃料时,用于生产的植物来源必须满足五个条件:不得与粮食竞争;不应威胁饮用水的供应;与石油来源的航空燃料相比,在植物生长、收获、加工及最终使用的整个生命周期内,温室气体的排放量应明显降低;不得破坏种植地区的原生态系统;在发展中国家,开发项目的相关规定或成果应能提高当地农民的社会经济条件。

还有一些重要的限制性条件来自于技术层面。燃油必须在300℃以上、-60℃以下都能正常燃烧。另外,生物燃油还得具有“即用性”。

在如此多的限制条件下,可供选择的用于生产航空生物燃料的原料很有限。目前,生产航空生物燃料的主要原料是麻枫树、亚麻荠等,但由于不能与人争地、争水,人们只能把这些作物种植在无法播种粮食作物的贫瘠土地或荒地上。

篇4

随着航空发动机性能的不断改进和技术革新，航空燃料的发展经历了六个阶段：无发动机时期的人力和蒸汽动力源，内燃机系统中的航空柴油动力源，活塞式发动机系统中的航空汽油动力源，喷气式发动机系统中的喷气燃料动力源（多属于煤油型），超声速发动机系统中的高密度碳氢燃料，新能源发动机系统中的生物燃料或太阳能动力源。

目前，民航领域中使用的航空油料主要为航空汽油（AviationGasoline，Avgas）和航空煤油（Jetfuel）。在中国，航空汽油分为75号、95号和100号三种。75号航空汽油主要用于初级教练机等功率较小的活塞式发动机，95号和100号航空汽油主要用于功率较大的活塞式运输机。我国的航空煤油标准沿袭国际成熟标准，最常用航空煤油是以煤油为基础，再根据国际标准规格生产的JET A-1，和以石脑油与煤油混合配方制成的航空煤油JET B。航空煤油比汽油具有更大的热值，价格较低，使用安全。

由于燃油紧缺和价格上涨，替代性航空燃料——生物燃油将是未来航空燃料发展的主要方向。2011年，全球多家航空公司进行了生物燃油试飞，但是，这类燃料仍处于研发阶段，市场需求尚未成型。对于中国而言，生物燃油的研发成本高，加之缺乏航空燃油的基础研究数据，因此很多技术瓶颈难以突破。一言以蔽之，生物燃油替代传统航空燃料还需要很长的时间。

航油供应模式

纵观全球的航油供应模式，基本可以分为欧洲、美国和亚洲三种经营模式。欧洲属于“专业经营”模式，美国属于“寡头把持”模式，亚洲属于“混合供油”模式。

欧洲的专业经营模式主要是机场的航油供应设施由多个石油公司（供油商）投资兴建，但这些兴建单位没有航油销售权，只负责提供专业化的储运服务，并收取设施使用费。为飞机提供加油服务的运营者是专业化的，它们既可以是石油公司也可以是独立的第三方。当然，在这种情况下投资兴建供油设施的公司拥有绝对的先行进入优势。

美国石油资源丰富，航油供应充足，其供给模式属于典型的垄断经营。美国拥有各类机场1.9万多个，大部分机场的航油供应被具有资金和资源优势的集团公司所控制，其他供油商很难进入。当然，个别机场也存在多家公司共同经营的情况，比如休斯顿布什国际机场就是由航空公司、供油商、分销商和加油商共同投资经营。

亚洲航油供应兼有欧、美供油模式特点，供油模式大致可分为两类，一类是加油设施兴建方与运营方分开管理，加油设施由实行产权多元化的一家企业投资建设，加油服务则由两家以上公司组成：另一类是加油设施的投资建设和加油服务均由一家企业提供。香港机场基本属于第一类，其航油设施对任何一家供应商敞开大门，供应商只需支付一定的租金即可使用其设施。

航油关乎国家经济发展和国防安全，任何国家都对航油的经营权有所保留，重大问题仍由政府主导，政府基本以直接参与和监督的方式参与航油业的管理。

我国航油供给一直受到政府的重视，1990年中国航空油料总公司的正式成立，标志着我国航油供应从分散管理走向集中管理，1993年底我国形成了集航空油品采购、运输、储存、加注、销售为一体的垂直一体化的供应体系。伴随着中国民航的快速发展，航油供应服务市场也得到较快发展。2011年，中国大陆的航油销量超过1700万吨，不同规模的航油企业达到12家，其中，中国航油集团已成为亚洲最大的航油供应服务企业。然而，由于受到多种因素的影响，我国航油成本居高不下，短期内在国际油品市场上很难具有竞争力。

航油供给的问题

充分的航空汽油供给是保障我国通用航空健康发展的前提。目前，我国常见的通航飞机，如运五/运五B系列、小鹰500、赛斯纳系列轻型飞机、TB系列轻型飞机、钻石系列轻型飞机等活塞式发动机飞机都是用航空汽油。但由于用户需求量小、炼制工艺庞杂等原因航空汽油资源供应极少，通航企业面临着航空汽油产量不足、油价飙涨等问题。

生产商少，供给量小

据估算，航空汽油（95号与100号合计，不含民航飞行学院的数据）的年需求量在8000～10000吨之间，而我国冶炼95号和100号航空汽油的独一厂家是中石油总公司所属的兰州炼油厂，2010年该厂航空汽油产出量仅3000吨，航空汽油产出收入所占总收入比例不足1‰。兰州炼油厂单批最小生产量为300吨，如果通航企业航汽采购量小于兰州炼油厂的最小经济批量（一般低于2000吨），厂商一般不予以生产。目前我国共有通航企业123家，虽然对航空汽油的整体需求较为可观，但是采购力量分散，加之通航企业规模较小，资金紧张等原因，企业“单打独斗”难以达到炼油厂的最低生产量，因此炼油厂会减少航汽的产量。油价上涨，企业运营成本飙升

航油成本过高是目前造成通航企业运营困难的主要因素之一。据统计，2000年国内航空汽油采购的价格为3035元/吨，2005年为6254元/吨，2008年为11220元/吨，2010年为15880元/吨，十年间年均增长率高达18%。由于航汽供大于求，很多航空汽油通过多种渠道到达企业手中时，价格飙涨，直接加重了通航企业的负担。同时，有些企业通过非正规渠道购买到的航油存在着质量隐患，严重威胁企业运营安全。

航油输送渠道不畅

欧美等发达国家铺设了大量输油管线网络，香港、日本、新加坡使用海路运输，航油运输成本大幅度降低，而我国航油输送主要使用铁路和公路。受石油资源和运输条件的限制，我国航油生产布局与需求不平衡，西南地区基本没有航油生产基地，进而形成了北油南调、东油西调的资源配置格局。

通航企业采购航油的普遍运输方式包括以下三种：一是油车运输。优点是门到门的配送，车辆为中石化挂靠的专用油罐车，有保险，运输过程中的一切风险由承运方负责。二是桶装物流。适合少量采购用户，优点是比较灵活，缺点是单位成本较高，而且存在一定运输风险，物流一般不承运危化品，因此无保险。三是铁路运输。价格视距离而定，适合采购量较大用户，优点是费用低，缺点是线路固定。

通用航空本身具有机动灵活、作业范围广、作业区域分散等特点，因此很多公司甚至被迫随机携带油桶。航空汽油易挥发属于极度危险的易燃液体，随机携带在作业过程中存在极大的安全隐患。

油荒缓解策略

活塞类飞机在通用航空作业领域的实用性很强，占我国现有通用航空机队规模的70%左右，业内预计我国通用航空未来将呈现快速增长的势头，航空汽油的需求量也将出现持续增长。为缓解航汽供给不足，建议从以下几方面着手：

积极落实各项政策措施

2009年，民航局下发了《关于印发加快通用航空发展有关措施的通知》，为了加快通用航空发展，研究制定了十五条措施。其中，第一条“科学规划通用航空发展”内容含航油保障设施布局；第八条“改善通用航空油料保障能力”提出为满足通用航空发展实际需求，要建立通用航空油料保障服务体系，协调中航油集团公司、航空汽油生产企业，改善航空汽油的生产、供应及保障能力，在通用航空作业集中地区，依托现有民航机场规划、建设航空企业存储设施。《中国民用航空发展第十二个五年规划》提出要建设和完善空管、维修、航油配送等保障设施，在哈尔滨、呼和浩特、乌鲁木齐、珠海等地新建航空汽油配送中心。

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2006年5月份，一列特殊的火车在瑞典开始正式运营。该火车共有10节车厢，最高速度可达每小时130公里――这是世界上第一列使用生物燃料的火车，使用的燃料是由屠宰场里扔掉的牛油、内脏等经过高温发酵而产生的沼气。据报道，瑞典打算用10年的时间，对所有办公用车、公共汽车、旅游车和校车进行改造，最终使它们能够使用生物燃料。

生物燃料是指从植物，特别是农作物中提取适用于汽油或柴油发动机的燃料，包括燃料乙醇、生物柴油、生物气体、生物甲醇、生物二甲醚等，目前以燃料乙醇和生物柴油最为常见。国际市场原油价格持续处于高位，由于生物燃料能有效替代汽油和柴油，并且更具环保优势，所以近年来，生物燃料成为世界范围内可再生能源研究的热点。

在生物燃料的规模化生产方面，巴西、美国、德国和中国处于世界领先位置。2005年全世界燃料乙醇的总产量约为3000万吨，其中巴西和美国的产量都为1200万吨。我国每年生产燃料乙醇102万吨，可以混配超过1020万吨生物乙醇汽油，乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20％，成为世界上第三大生物燃料乙醇生产国。

在生物柴油方面，2005年世界生物柴油总产量约220万吨，其中德国约为150万吨。据《南德意志报》报道，2006年，德国生物柴油销售量已经超过300万吨，占德国汽车柴油总消费量的10％。

短命的第一代生物燃料

美国的乙醇燃料已占运输用燃料的3％。2006年美国国会通过的《能源政策法》规定，到2010年，汽油中必须掺入的生物燃料应是目前的3倍。欧盟在2006年春天公布的《欧盟生物燃料实施计划》称，到2030年欧洲将有27%至48%的汽车使用生物燃油，这将大大减轻欧盟各成员国对于石油能源的依赖。日本的一项环保计划透露，日本要在4年内让国内40%的汽车改用生物燃料。

中国也在积极推广生物燃料，特别是燃料乙醇。除2004年2月已批准的黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省以外，湖北、山东、河北、江苏等也将进行乙醇汽油使用试点。东北三省已经实现了全境全面封闭推广使用车用乙醇汽油。国家发改委报告称，2005年我国生物乙醇汽油的消费量已占全国汽油消费量的20％。同时，国家有关部门正在研究制定推进生物柴油产业发展的规划以及相应的激励政策，提出了“到2020生物柴油生产能力达到200万吨”的产业发展目标。

国内生产燃料乙醇，主要原料是陈化粮。中国发展生物燃料的初衷，除了能源替代之外，还有消化陈化粮、提升粮食价格、提高农民收入方面的考虑。目前全球各地生产生物燃料，也是大多以粮食作物为原料，如玉米、大豆、油菜子、甘蔗等。

使用粮食作物作为生产原料的生物燃料被称为第一代生物燃料。尽管第一代生物燃料到现在为止也只不过经历了区区几年的发展，并且只是在很少的几个国家实现了规模化生产，但是它的局限性很快就显示出来。目前世界各国都在着力研发第二代生物燃料。

第一代生物燃料的最大缺点是占用耕地太多以及威胁粮食供应。纽约理工大学教授詹姆斯・乔丹和詹姆斯・鲍威尔前不久在《华盛顿邮报》上撰文指出：生物燃料不是满足我们对交通燃料需求的一个长期而实用的解决方案、即便目前美国三亿公顷耕地都用来生产乙醇，也只能供应2025年需求量的一半。可是这对土地和农业的影响将是毁灭性的。

美国明尼苏达大学一个研究小组2006年7月10日在美国《国家科学院学报》上指出，未来的生物燃料应该在产出效率上有明显提高，其生产用地也不能和主要农作物用地冲突。文章指出，能在低产农田和较恶劣环境种植的作物如柳枝稷、莎草和木本植物等，可能更有前途。

2006年10月份在北京举行的“2006中国油气投资论坛”上，国家能源办副主任徐锭明指出，发展生物能源不可一哄而上，要以战略眼光，结合各地的资源情况，从实际出发。此前，国家发改委、农业部的官员，也分别对地方政府在发展生物能源方面的冲动提出忠告，要求一定不能与人争地、争粮、争水。

第二代生物燃料渐成气候

鉴于此，生物燃料业加快了新技术的开发，并将目光投向非粮作物。国际能源机构大力支持推进第二代技术的研发，二代生物燃料不仅有更加丰富的原料来源，而且使用成本很低，草、麦秸、木屑及生长期短的木材都能成为原料。加拿大已建成使用麦秸生产乙醇的工厂，德国开发了使用木材和麦秸等生产生物柴油的技术，哥伦比亚已成功地从棕榈油中提炼出乙醇。乌拉圭畜牧业非常发达，开始以牛羊脂肪为原料提炼生物柴油。日本已经在大阪建成一座年产1400吨实验性生物燃料的工厂，可以利用住宅建筑工程中废弃的木材等原料生产能添加到汽油中的生物燃料。

中国在第二代生物燃料技术方面的研发也不落后于其他国家。中国科学院一个实验室研制出一项最新科技成果，可以将木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆等多种原料进行热解液化和再加工，将它们转化为生物燃料。据统计，中国目前能够规模化利用的生物燃料油木本植物有10种，这10种植物都蕴藏着盛大潜力。丰富的植物资源，使中国生物燃油的前景非常光明。

中国除了进行以木本植物为原料的实验外，还扩大了粮食原料的实验范围，探索以低产农田和较恶劣环境种植的作物为原料，并在一些技术上取得了突破。2006年8月，河南天冠燃料乙醇有限公司投产的年产3000吨纤维乙醇项目，成为国内首个利用秸秆类纤维质原料生产乙醇的项目。2006年10月19日，中粮集团在广西开工建设的40万吨燃料乙醇项目，所用原料为木薯，也属于非粮作物。加工1吨燃料乙醇，用木薯的成本比用玉米和甘蔗分别低500元和300元左右。而且由于木薯适于在土层浅、雨水不宜保持的喀斯特地区种植，更有助于帮助农民增加收入。

种种迹象表明，生物燃料的发展方向正在悄然转变，生产生物燃料的原料将由“以粮为主”向“非粮替代”转变。

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关键词：能源；汽车 动力系统；发展取向

中图分类号：TE0文献标识码：A文章编号：1672-3198（2008）01-0274-01

1 中国石油能源现状

（1）人均能源拥有量低、储备量低 我国能源相对稀缺，人均能源资源量远低于世界平均水平。

（2）我国石油消费总体呈上升趋势。

2005年，我国石油表观消费量为3.2亿吨。2006年全球石油消费只增长了0.7%，但中国石油消费量增长近6.7%，接近过去10年的平均增长率。07年上半年，中国经济的高速增长推动了石油产量和消费量的双双攀升，预计全年石油表观消费量将达到3.7亿吨。根据分析，到2020年我国石油消费量将达到5．2－5．5亿吨。

下图为1978年－2007年我国石油年度消费量。

（3）中国石油对外依存度不断攀升。

近10年来，中国石油消费量年均增长率达到7％左右，而国内石油供应年增长率仅为1．7％。这种供求矛盾使中国自1993年成为石油净进口国之后，2004年对外依存度迅速达到42％。2005－2020年期间，国内石油天然气产量远远不能满足需求，且供需缺口越来越大。主要表现在：受国内石油资源的限制，2010年中国石油进口量将达到2－2．4亿吨，2020年将增加到3．2－3．6亿吨，而成为世界第一大油品进口国。2010年后，中国石油对外依存度将超过60％，到2020年石油对外依存度将达到70％左右。

2 汽车对石油的消耗与依赖分析

（1）汽车保有量的快速上升，导致我国对石油的需求大增。

截止2007年6月，中国机动车保有量为152,807,598辆。其中，汽车53,558,098辆，摩托车83,548,340辆，挂车800,345辆，上道路行驶的拖拉机14,880,466辆，其他机动车20,349辆。汽车耗油约占整个石油消费量的1/3，预计2020年中国汽车保有量将达1.5亿辆，石油消费比例将上升到57%。这些汽车将需要每天增加200万至300万桶石油供应。

（2）石油的替代能源状况不容乐观。

对于汽车工业来说，替代能源的前途的确不可乐观。一段时间，人们寄希望于核能、太阳能和风能等替代能源。然而，实际上，核能利用同样需要石油，虽然产生同样数量的功率，核能利用使用的石油量小；核能利用伴随着巨大危险，而且处理核废弃物也是尚未解决的难题；核能利用需要建设核反应堆（站），要保证燃料的供给和运输，比煤能利用需要使用更多的能源，并且处理放射性物质也需要大量能源。如果想让核能利用更加安全，就需要使用比使用煤能多几倍的能源，而且其能源大部分要依靠石油。与石油能源相比，太阳能和风能利用的瓶颈是能源密度低、效率差，无法保证稳定供能。所以人们都认为它不可能成为主要能源。而且太阳能和风力能利用所需要的设备非常庞大，在制造这些设备时同样需要耗费大量能源。

3 能源动力系统发展的战略选择

在能源压力下，我国必须把低能耗与新能源汽车和氢能及燃料电池技术列入优先主题和前沿技术。

（1）节能汽车。

优化现有以石油和内燃机为基础的车用能源动力系统，发展节能汽车，重点发展直喷式内燃机及其混合动力系统。

（2）混合动力汽车。

混合动力汽车是介于内燃机汽车和电动汽车之间的一种形式，能够兼顾降低燃油消耗和减少排放污染。混合动力技术为汽车动力系统的转型奠定了基础平台，是联结现有汽车节能环保技术与新能源汽车技术之间的桥梁。

（3）电动车。

除了短期内可见利润的先进柴油车和混合动力汽车之外，电动车的发展前途也为多数业内人士所看好。电动车包括燃料电池汽车和纯电动车两种。

（4）汽车清洁代用燃料技术。

因此如何在后石油时代，针对我国自然条件和能源资源特色，逐步改变汽车能源结构，发展汽车清洁代用燃料，在发动机上实现高效、低污染的燃烧，控制汽车发动机有害排放对我国城市大气质量带来的日趋严重的影响，已成为我国能源与环境研究中的一个十分重大和紧迫的研究课题。本文介绍了国内外各种汽车清洁代用燃料及其技术发展趋势。

①液化石油气和天然气。

天然气（NG）和液化石油气（LPG）由于具有低的污染物排放被认为是内燃机的较理想代用燃料，已经被成功地应用于汽油机。

作为车用燃料LPG的主要成份是丙烷、丁烷和少量烯烃和戊烷。LPG辛烷值较高，燃料费比酒精、汽油、柴油等便宜，CO、NOx等有害排放量低于汽油机排放，基本上消除黑烟和颗粒物(PM)，发动机工作噪音低。天然气的主要成份是甲烷(一般为83%～99%)及少量其他烃类和CO2等。天然气具有较高的辛烷值，抗爆性能好，与汽油相比，燃烧更完全。天然气汽车因为其良好的排放特性及丰富的储量而成为各种代用燃料汽车的首选。

②氢气。

氢气(H2)作为汽车燃料，氢气辛烷值高，发动机热效率高，发动机可在空气过量系数(λ)较大的范围内稳定燃烧，点火能量低，不到汽油最低点火能量的1/10，且氢燃料的火焰传播速度快，低温下易起动，其燃烧生成物主要是水和NOx，不产生HC、CO和碳烟排放。 但在发动机上使用还有回火、早燃、燃烧控制等问题尚待解决。

氢的主要缺点是储运性能很差，氢的沸点为-253℃，以液态方式储存时成本高，不适宜长期储存。氢的制取原料有天然气、煤、水。从水制取氢有电解法、热化学法、光解法及微生物法。至今这些制氢方法的成本及能耗都较高、难以进行大规模制氢用于车用燃料，因此氢气必须在解决降低生产成本、储存运输等难题后，才能走向实用。

③醇类燃料。

醇类燃料甲醇和乙醇，具有辛烷值高、汽化潜热大、热值较低等特点。作为汽车燃料，醇类燃料自身含氧，在发动机燃烧中可提高氧燃比，CO和HC的排放较汽油和柴油的低，几乎无碳烟排放；另外，由于汽化潜热高，可降低进气温度，提高充气效率，使最高燃烧温度低，发动机的NOx排放较低。

④二甲醚。

二甲醚(Dimethyl ether)，简称DME，是一种含氧燃料，它无毒性，常温常压下为气态，常温时可在五个大气压下液化，具有与液化石油气相似的物性。二甲醚无C-C链，其十六烷值大于55，具有优良的压燃性，非常适合于压燃式发动机，用作为柴油机的代用燃料。

⑤生物燃料。

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生物质能的分类及其发展

生物质包括植物光合作用直接或间接转化产生的所有产物，从这个概念出发，生物质能就是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质主要有4类：农作物秸秆及其他残余物、林产品和木材加工残余物、动物粪便、能源植物。但是，从作为可以产生能源的资源角度看，城市和工业有机废弃物和有机废水也是生物质能资源。

生物质能具有可再生性、低污染性、广泛分布性等特点。根据技术手段可分为直接燃烧技术、热化学转换技术、生物转换技术、液化技术和有机垃圾处理技术等。依据这些技术手段，生物质能可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。

直接燃烧和发电

直接燃烧发电的过程是：生物质与过量空气在锅炉中燃烧后，得到的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生出的高温高压蒸气在蒸汽轮机中膨胀做功发电。

直接燃烧是使用最广泛的生物质能源转化方式，技术成熟。在发达国家，生物质直接燃烧发电站可再生能源发电量的70％。与燃煤发电相比，生物质直接燃烧发电的规模较小，锅炉负荷大多在20兆瓦～50兆瓦，系统发电效率大多为20％～30％。目前，美国生物质发电装机容量已达10500兆瓦，70％为生物质一煤混合燃烧工艺，单机容量10兆瓦～30兆瓦，发电成本3～6美分／千瓦时，预计到2015年，装机容量将达16300兆瓦。

国外生物质直接燃烧发电技术已基本成熟，进入推广应用阶段。该技术规模效率较高，单位投资也较合理，但它要求生物质资源集中，数量巨大，如果考虑生物质大规模收集或运输的支出，则成本较高，比较适合现代化大农场或大型加工厂的废物处理等，不适合生物质较分散的发展中国家。我国目前农业现代化程度较低，生物质分布分散，采用大规模直接燃烧发电技术有一定困难。

生物质气化及发电

生物质气化的基本原理是在不完全燃烧条件下，将生物质原料加热，使较高分子量的有机化合物裂解为低分子量的CO、CH4等可燃气体。转化过程的气化剂有空气、氧气、水蒸气等，但以空气为主。气化原料是农作物秸秆或林产加工废弃物。生物质气化产出气的热值根据气化剂的不同存在很大差异，当以空气为气化剂时，产出气的热值在4200千焦／立方米～5300千焦／立方米之间，该气体可以作为农村居民的生活能源，也可以通过内燃机发电机组发电。

生物质气化发电技术在国际上已受到广泛重视。国外小型固定床生物质气化发电已商业化，容量为60千瓦～240千瓦，气化效率70％，发电效率为20％，以印度农村地区的应用比较成功。发达国家如奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等，比较关注的是生物质气化联合循环发电技术(BIGCC)。该技术的系统效率可达40％，有可能成为生物质能转化的主导技术之一。这一技术存在的问题是单位投资额非常高，并且技术稳定性不够。

我国有着良好的生物质气化发电基础，在上世纪60年代就开发了60千瓦的谷壳气化发电系统。目前已开发出多种固定床和流化床小型气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝等为原料，生产燃料气，主要用于村镇级集中供气。

生物质致密(压缩)成型燃料技术

将生物质粉碎至一定的粒度，不添加粘接剂，在高压条件下，可以得到具有一定形状的固体燃料。成型燃料可再进一步炭化制成木炭。根据挤压过程是否加热，生物质致密(压缩)成型燃料有加热成型和常温成型两种；根据最后成型的燃料形状可以分为棒状燃料、颗粒燃料和块状燃料三种。生物质致密(压缩)成型技术解决了生物质能形状各异、堆积密度小且较松散、运输和贮存使用不方便的缺点，提高了使用效率。

成型燃料在国外很受重视，开始研究时的着眼点以代替化石能源为目标。上世纪90年代，欧洲、美洲、亚洲的一些国家在生活领域大量应用生物质致密成型燃料。后来，以丹麦为首开展了规模化利用的研究工作。丹麦著名的能源投资公司BWE率先研制成功了第一座生物质致密成型燃料发电厂。随后，瑞典、德国、奥地利先后开展了利用生物质致密成型燃料发电和作为锅炉燃料等的研究。美国也已经在25个州兴建了树皮成型燃料加工厂，每天生产的燃料超过300吨。但生物质成型燃料仍以欧洲的一些国家如丹麦、瑞典、奥地利发展最快。

我国生物质成型燃料技术基础好，设备水平与世界先进水平差别不很大，不足的是我国成型燃料的应用水平还不高。

沼气技术

有机物在厌氧及其他适宜条件下，经过微生物分解代谢，产生以甲烷为主要气体的混合气体，即沼气。一般沼气中甲烷含量为50％～70％，每立方米沼气的热值为17900千焦～25100千焦。生产沼气的原料可以是高浓度的有机废水，也可以是畜禽粪便、有机垃圾和农作物秸秆等。

在发达国家，主要发展厌氧技术处理畜禽粪便和高浓度有机废水。目前，日本、丹麦、荷兰、德国、法国等发达国家均普遍采取厌氧法处理畜禽粪便。美国、英国、意大利等发达国家的沼气技术主要用于处理垃圾。美国纽约斯塔藤垃圾处理站投资2000万美元，采用湿法处理垃圾，日产26万立方米沼气，用于发电、回收肥料，效益可观，预计10年可收回全部投资。英国以垃圾为原料实现沼气发电18兆瓦，今后10年内还将投资1.5亿英镑，建造更多的垃圾沼气发电厂。

在发展中国家，沼气池技术主要使用农作物秸秆和畜禽粪便生产沼气作为生活炊事燃料，如印度和中国的家用沼气池。同时，印度、菲律宾、泰国等发展中国家也建设了大中型沼气工程和处理禽畜粪便的应用示范工程。我国是利用生物质生产沼气最多的国家。

燃料乙醇

生物质可以通过生物转化的方法生产乙醇。目前在生物能源产品产业规模方面，发展最快的就是燃料乙醇。生产燃料的乙醇主要有甘蔗乙醇、玉米乙醇和木薯乙醇三种，燃料乙醇的消耗量已超过世界乙醇产量的60％以上。

巴西是世界上最早利用甘蔗生产燃料乙醇的国家。以甘蔗为原料，工艺相对简单，既节能又节省投资，生产成本较低。目前，巴西有520多家燃料乙醇生产厂，年产燃料乙醇1200万吨，有1550万辆汽车以乙醇汽油作为燃料。

美国从上世纪70年代末开始用玉米生产燃料乙醇，到2005

年产量已经超过1200万吨。尽管目前乙醇的生产成本较高，但在美国，玉米燃料乙醇已成为一种成熟的石油替代品。

我国从2002年开始用陈化粮生产燃料乙醇，生产规模达102万吨，主要以玉米和小麦为原料。其背景是在1996年～1999年连续4年粮食总产量稳定5亿吨左右，粮食供过于求，粮食阶段性过剩并出现大量积压的情况下提出的。实践证明，粮食燃料乙醇生产技术成熟、工艺完善，是目前比较现实的石油替代燃料。

但面对我国人多地少的实际，大规模推广应用粮食燃料乙醇显然存在着原料供应的瓶颈问题，长远来说必须开发非粮食为原料的乙醇燃料。“十五”期间，国家开展了非粮食能源作物――甜高粱培育等关键技术的研究与开发，包括利用甜高粱茎秆汁液和纤维素废弃物等生物质制取乙醇的技术工艺。对第一种技术工艺，我国初步具备了规模化开发的基础，但纤维素废弃物制取乙醇燃料技术还存在技术不成熟、诸多关键技术尚未解决等问题。

生物柴油

生物柴油是利用动植物油脂生产的一种脂肪酸甲(乙)酯。制造柴油的原料很多，既可以是各种废弃的动植物，也可以是含油量比较高的油料植物。实践证明，生物柴油不仅具有良好的燃烧性能，还有良好的理化特性和动力特性。

国外通常采用大豆和油菜籽生产生物柴油，但成本稍高。为降低成本，一些国家开始用废弃食用油和专门的木本油料植物生产生物柴油。目前，生物柴油在欧盟已经大量使用，进入商业化发展阶段。2004年欧盟生物柴油产量为224万吨，并计划到2010年达到800万吨～1000万吨。

我国人多地少，发展生物柴油只能靠非食用油料资源。因此，我国目前生产生物柴油的原料主要是餐饮废油、工业废油、某些植物油和菜籽油、棉籽油的下脚料等。利用这些原料既回收利用了资源，又解决了环境污染问题。我国生物柴油的生产起步晚，但发展较快。目前已有30多家生物柴油生产厂。

除了上述生物质能利用技术外，还有生物制氢技术、热裂解技术等，基本处于研究阶段。

我国发展生物质能的必要性

开发生物质能具有能源与环境双重效益，有可能成为未来可持续发展能源系统的主要能源之一。因此，许多国家都高度重视生物质能源开发，并制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的乙醇能源发展计划等。联合国开发计划署(UNDP)、欧盟和美国(DOE)的可再生能源开发计划中也都把生物质能列为重点发展方向。

目前，生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气的世界第四大能源。据估算，地球陆地每年生产1000亿吨～1250亿吨干生物质；海洋年生产500亿吨干生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量，相当于目前世界总能耗的10倍。

我国的生物质资源也相当丰富。目前我国生物质能年获得量达到3.14亿吨标准煤，到2050年资源潜力可达到9.04亿吨标煤且潜力巨大。

根据发达国家的经验可知，现今正是我国实现工业化的关键时期。大部分发达国家在此期间(此时人均GDP在3000美元左右)都经历了人均能源、资源消费量快速增长和能源、资源结构快速变化的过程。这对能源安全等问题提出了更高的要求。据预测，2020年中国一次能源的需求为25亿吨～33亿吨标准煤，最少将是2000年的2倍；2050年的一次能源需求估计将在50亿吨标准煤左右。根据我国现在的能源需求增长趋势推算，到2020年，我国仅石油的缺口就将达1.3亿吨～1.5亿吨。能源供应不足问题已成为我国经济社会发展的主要矛盾之一。因此，要从根本上解决我国能源供应不足的问题，必须实施多元化能源发展战略，积极开发生物质能源是出路之一。

从保护环境角度看，我国SO2，排放量已居世界第一位，CO2排放量仅次于美国居第二位。2006年，SO2排放量达2550万吨，其中约85％是燃煤排放的。酸雨面积已超过国土面积的1／3。SO2和酸雨造成的经济损失约占GDP的2％。生物质能属于清洁能源，生物质中有害物质(硫和灰分等)的含量仅为中质烟煤的1／10左右。同时，生物质二氧化碳的排放和吸收构成自然界碳循环，其能源利用可实现二氧化碳零排放，扩大生物质能利用是减排CO2,最重要的途径。

另外，生物质一直是我国农村的主要能源之一。因地制宜开展生物质能利用技术及产品的研究、推广和使用，可以把农民从烟熏火燎中彻底解放出来，既节约资源，又可以改善农民的居住环境，减少水土流失，提高其生活水平。

我国发展生物质能存在的问题

篇8

陈宣章陈珑玥编著

十五、花卉和能源

地球形成后，每天从太阳得到能量，同时又向周围散发能量。因失去的能量大于得到的能量，所以逐步冷却，在表面形成地壳。大约20多亿年前，地球上出现绿色植物并由它们产生氧气。现在，每年光合作用产生1000多亿吨氧气，但是大气中氧气总量才200多万亿吨，因为燃烧、植动物呼吸等都消耗氧气。

现今世界上所有工业动力，99%来自太阳，而其中99%是过去植物光合作用积累的能量。煤炭、石油、天然气都来自古生物体。现代动力仅极小部分直接来自太阳：太阳能电池、聚光加热（太阳灶）等；也有极小部分不来自太阳：原子能、潮汐（发电）等。还有许多能量间接来自太阳：水力发电、风力发电等。

农林业生产完全靠太阳能，植物光合作用生产粮食、蔬菜、油料、棉花、水果、树木等。畜牧副渔业也离不了太阳能。从根本上说，人吃饭得到能量也来自太阳能。

因化石能源（煤炭、石油、天然气）不可再生，必然面临枯竭，人类就寻找替代，积极研究可用作能源的植物——能源植物，包括：

1。富含类似石油成分的植物：石油主要成分是烃类，如：烷烃、环烷烃等。有些植物光合作用时，将碳氢化合物储存体内，形成类似的烷烃类。它们是最佳植物能源，生产成本低，利用率高。目前已发现并受赏识的有续随子、绿玉树、橡胶树和西蒙德木等。

2。富含碳水化合物的植物：用来生产生物乙醇，如：木薯、甜菜、甘蔗等。光合作用转化能量效率很低，<；；1%。植物生长时，自身光呼吸要消耗由光合作用生成的1/3有机物。因此人们研究高光合作用、低光呼吸的植物，并发现高产玉米、甘蔗、高粱等就是，称之为“没有光呼吸的植物”。它们的秸秆可生产生物酒精，直接用做汽车动力燃料。美国销售的“汽油”，70％以上是酒精汽油（1：9混合）。

3。富含油脂的植物：有万种以上，我国有近千种，有的含油脂率很高，如：木姜子种子含66。4%，黄脉钓樟种子含67。2%，还有苍耳子等。这类植物既是人类重要食物，也是用途广泛的工业原料，分四类：①大戟科有12种：含油大戟是灌木，高1。5-2米，树胶液可制类石油燃料，每公顷每年可获25桶生物石油；②豆科：巴西苦配巴树，高30米，粗1米，树干上钻孔就流油。每洞3小时流油10-20升，每公顷每年产油50桶；只要稍加工直接用于柴油机。③其它树木：油棕被称为“世界油王”，果实含两种油：中果皮榨棕油，含油32%；种仁榨棕仁油，含油10%。亩产油公斤数：油棕150-250，而椰子45-60，花生30-35，大豆15-25，棉子5-7。5。巴西试种它，3年后每公顷果实年产油1万公斤。苏木亚科油楠高10-30米，直径1米以上，分布在南海周围热带森林。树干长到12-15米高时，钻个5厘米大小的孔，2-3小时可流出5-10升油液，一棵树一年产油50千克，可直接用于柴油机。还有油桐、澳洲阔叶木棉、美国杏槐、我国陕西的白乳木等。④藤本植物：葫芦科油瓜，又称“猪油果”，种仁鸭蛋大，含油70-80%，亩产油50公斤左右。

4。燃料植物：农作物及其有机残留物，森林工业残留物等。欧美大量种植禾本科象草作燃料发电。它又名紫狼尾草，因大象爱吃而得名，原产非洲，是热带和亚热带广泛栽培的多年生高产牧草，植株高2-3米，甚至5米以上。草原网草、大网茅和高沙草等生长速度快，还有大戟科大戟属、红雀珊瑚属和海漆属，也是理想的燃料植物。

能直接间接生产工业用燃料油的植物统称“石油植物”：①能直接生产者主要是大戟科，如：绿玉树、三角戟、续随子等。大戟科巴豆属制的液体燃料可供柴油机使用。巴西香胶树，割开树皮流出树汁，直接可当柴油使用，简单加工可炼制汽油。每棵树年产胶汁40-60公斤。②经加工生产燃料油者，其低分子氢化物加工后合成汽油柴油代用品。澳大利亚桉树含油率4。2％，每吨可获优质燃料5桶多。菲律宾和马来西亚银合欢树被誉为“石油树”，分泌乳液含“石油”量很高。树海桐（又叫石油果）是潜在的石油代用品。10年后，工业提炼设备一昼夜中可从一千吨黄鼠树粉中提炼18万升石油和13万升乙醇，剩渣可作2。5万亿千瓦热电站的燃料。学者还发现30多种富含油的野草，如：蒲公英、马利筋属牛奶草等。美国黄鼠草每公顷可提取“石油”1千公斤；若经人工杂交种植，每公顷可提炼“石油”6千公斤。澳大利亚多年生野草桉叶藤和半角瓜富含石油样液，生长特别迅速，每周可长高30厘米，一年收割数次，而且含油量高，每年每公顷可产65桶“石油”。科学家还发现300多种灌木、400多种花卉含有一定比例“石油”。

目前，大多数能源植物为野生或半野生，固定能量利用率不到l%。人类正研究用遗传改良、人工栽培或先进的生物质能转换技术等提高利用率，生产各种清洁燃料。据估计，绿色植物（森林为主）每年固定能量相当于6-8百亿吨石油（全世界每年石油总产量的20-27倍），相当于世界主要燃料消耗的10倍。森林业能源则重视培植生长快、光合作用效率高、繁殖力强的树。英、美等国用木材生产石油。英国某公司用液化技术，100公斤木材生产24公斤石油、16公斤沥青和15公斤蒸汽。美国俄勒冈州某工厂，100公斤木片制30公斤石油。亚太地区有生产价值的能源植物有10多种草本、23种乔木和18种灌木。

能源植物不一定都在泥土里生长。藻类（如：西海岸巨型藻、澳大利亚丛粒藻等）和水生植物也可生产生物燃料。奥兰多市净化池里的风信子长势良好，污水是它的营养物。风信子不仅净化水源，还可得可燃气体。加拿大科学家在地下盐水层发现两种生产石油的细菌，一种红色，一种无色透明。它们繁殖很快，两天收获一次。一平方海里水域每年可生产14亿升“生物石油”。

石油植物作为未来新能源，有许多优点：1。绿色洁净能源，有利于保护环境。2。分布面广，因地制宜种植，就地取之成油，不需勘探、钻井、采矿，也减少长途运输，成本低廉，易于普及推广。3。生长迅速，通过规模化种植保证产量，而且是可再生的种植能源，而非一次性能源。4。使用很安全，不会发生爆炸、泄漏等事故。5。加强各国能源独立性，减少对石油市场的依赖，可保障能源供应、稳定经济发展。

许多国家开始研究能源植物或石油植物，建立新的能源基地，如：石油植物园、能源农场等，以满足对能源结构调整和生物质能源的需要。植物能源将是未来可持续能源的重要部分，到2015年将占全球总能耗40%。能源植物和石油植物将在21世纪大展宏图。

我国有4。3万种植物，约4千种有能源开发价值，包括糖类能源植物（甜高粱、菊芋等）、淀粉能源植物（木薯、甘薯等）、纤维能源植物（芒草、秸秆等）、油脂能源植物（麻疯树等）、烃类能源植物、薪柴类能源植物和能源藻类。我国也不乏石油植物，如：桉树、油楠。已查明：我国油料植物为151科697属1554种。其中，①种子含油40％以上者154种；②分布广、适应性强，可建立规模化生物燃料基地的乔灌木近30种；③分布集中可作原料基地，并能利用荒山、沙地等进行造林，建立规模化良种供应基地的生物燃料木本植物有10种。中国林业科学研究院已列出60余种能源植物，可作固体燃料直接燃烧或借助科学方法（干馏、发酵等）转换为炭、可燃气、生物乙醇或生物原油等。

中国荒山、沙地造林任务大，如结合林业六大工程进行资源基地建设，将为生物燃料油提供充足原料。如：中国黄连木有极强适应性，在温带、亚热带、热带均能正常生长，是重要的荒山、荒滩造林树种，也是优良的油料及用材树种；其种子含油40％以上，可作工业原料或食用油。中国黄连木约200万亩，亩均产500公斤种子，共10亿公斤，能生产生物燃料油40万吨（每2500公斤生产1吨）。其他木本能源植物亦蕴藏着巨大的潜力。

篇9

巴西：用甘蔗开发乙醇汽油，占全国能源消耗四成多

南非：将煤炭液化成燃油，世界各国争相引进该技术

德国：生物炼油大行其道

面对国际原油价格居高不下的局面，德国政府积极鼓励石油化工企业，开发石油替代品，解决国内燃油问题。

1988年，德国著名的聂尔化工公司首先从油菜籽中提炼出生物柴油。这种柴油不仅价格低廉，而且以植物作原料，燃烧彻底，汽车尾气排放的二氧化碳含量比使用普通柴油低50%，更有利于环保。生物柴油的出现，有效地减轻了德国石油紧缺的负担，得到德国政府的大力扶持。为了鼓励生物柴油的生产，国家除了每年向种油菜的菜农提供适当的经济补贴外，还对生物柴油的生产、销售企业减免税收，为开发新品提供资金。目前，德国15%的加油站供应生物柴油，它已成为长途货车和公交汽车的主要油源。壳牌公司今年计划在德国北部投资4亿欧元，再建一个生物柴油提炼厂，预计2008年年产量将会达到2亿升。作为正式合作伙伴的大众汽车公司和奔驰公司也主动签约，承诺未来生产的私人轿车将不再需要改装，可以直接使用生物柴油。

与此同时，德国人的买车观念也发生了变化。很多人放弃了速度快、耗能高的豪华车，改开小型节能车。以天然气和太阳能为燃料的新型车尤其受到德国人的欢迎。有了政府的鼓励和支持，不但各大石油化工生产厂家推陈出新，不断开发新型燃油，就连老百姓也想尽办法寻找石油替代品。

在德国，饭馆和小吃店的大量废弃食用油不能随意倾倒，必须向环保部门支付收集费，统一处理。两年前，柏林成立了一个名为“生物出租车”的公司。他们的汽车完全采用食用油为燃料。“生物出租车”公司的员工，每天从各个饭馆免费收集废油，经过仔细地过滤加工后，注入油箱和普通柴油混合使用。由于食用油也是从植物中提炼，原则上和生物柴油没有区别。

该公司负责人介绍，这样一箱“合成”柴油，成本不及普通柴油的1/4，比生物柴油也便宜近一半。只是在冬天的时候，普通柴油的添加比例要高于食用废油，否则汽车不容易打着火。如今，这个本来是为了省钱而想出的办法却成了一个赚钱的门路。柏林很多私人出租车和长途货车司机都向他们订购“合成”柴油。原来的几个普通漏斗，早已被新型的过滤设备所代替，食用废油和普通柴油的混合比例也经过化工专家的调试得到了认可。民间简易“合成”柴油，虽称不上是真正的石油替代品，但也算是老百姓在寻找新能源过程中的一次尝试。

另外，从2004年1月起，德国政府作出在汽油、柴油中强制加入不超过5%的生物燃油的决定。这类从谷物、甘蔗、甜菜、木料，甚至是家庭生物垃圾中提炼的燃油，具有和生物柴油一样的优点：与普通汽油混合燃烧后，减轻了环境污染，进一步节约了能源。

巴西：乙醇汽油使其不受世界油价影响

近期世界油价猛涨，对各国的经济产生了较大冲击。然而，巴西的油价却保持平稳，经济稳中有升，被世界银行评为“最好、最健康的运行时期”。巴西从一个能源主要靠进口、经济常随世界油价波动的贫油国，发展到今天能源基本自给自足，其推广使用乙醇燃料、实行能源多样化的战略功不可没。

巴西石油蕴藏量很少，直到近几年才发现了海上石油，但仍处于勘探阶段。上世纪70和80年代的两次石油危机，沉重打击了能源依赖进口的巴西经济。巴西政府在大力发展本国石油工业未果后，转而研发替代能源。

巴西根据本国的国情，以甘蔗为原料，开发乙醇燃料，全部或部分替代汽油，在全国广泛推广使用。经过近10年的努力，巴西今年已实现了能源自给，并成为能源输出国，乙醇汽油源源不断地输往世界各地。

为了推行能源替代计划，巴西政府通过国家法律，强制推广使用乙醇汽油。1975年巴西实施乙醇燃料计划并获得成功，开发了汽车用乙醇燃料。一开始，法令规定在全国所有地区销售的汽油中必须添加2%－5%的乙醇。此后，又陆续颁布法令提高乙醇的添加比例，到2002年，这一上限已提高到25％。巴西是世界上惟一不使用纯汽油做汽车燃料的国家，乙醇燃料添加比例是世界上最高的，乙醇汽油约占巴西全部能源消耗量的43%。

要推广使用替代能源，得有相应的技术和设备。巴西从上世纪70年代开始投入巨额资金研制“乙醇汽车”。政府部门下令汽车生产厂商对发动机等设备进行相应的改造，规定无论是巴西本土生产的还是进口的汽车，都需符合使用乙醇汽油的标准才能在巴西销售。乙醇汽油则由批发公司统一负责调配添加比例，以成品乙醇汽油供给加油站，各加油站不得自行其是。1999年，巴西研制的乙醇汽车技术获重大突破，采用电子打火，增强了动力，乙醇汽车更加经济、耐用。2003年，福特汽车公司巴西分公司推出首辆汽油-乙醇双燃料车,在油箱内设计了“灵活燃料探测程序”，对注入油箱的燃料进行辨别并将信息传送到汽车发动系统。该类车既可单独使用乙醇汽油，也可使用任意比例的汽油和乙醇混合燃料。大众、通用和菲亚特的巴西分公司随后也陆续推出了可以使用乙醇与汽油任何比例混合燃料的汽车。

目前，乙醇汽车的购车价格、车辆使用寿命和维修保养等费用都与汽油汽车持平。双燃料汽车的问世更解决了使用方便的问题，人们可以在任何加油站，根据需求加任何一种汽油。乙醇汽油的价格仅是纯汽油的60%左右。根据汽车的性能指数，使用乙醇汽油的惟一缺陷是使汽车的功率稍显不足，但是这一缺陷主要表现在高速行驶时，在限速的城市中行驶几乎没有影响。

经济、实用、方便、省钱和环保使乙醇汽油受到巴西消费者的青睐。据巴西政府公布的数据，全国使用乙醇汽油的汽车超过1550万辆；完全用乙醇作燃料的乙醇汽车220万辆，占全国汽车保有量的16%左右。在全国所有的加油站，乙醇汽油与乙醇燃料同时供应，任人选用。记者发现，如今使用这些新燃料的人越来越多。

由于与本国支柱产业蔗糖生产相结合，巴西逐步形成甘蔗生产乙醇燃料乙醇汽车这一全新的生产链条，国际石油价格对巴西社会经济影响因而大大减弱，农民的甘蔗种植与蔗糖生产也相对稳定。

在发展乙醇燃料的基础上，巴西近几年还加大了研发生物柴油的力度。2004年巴西政府公布了使用生物柴油的临时法令，宣布将于2007年开始在矿物柴油中掺加2%的植物油，到2012年增加到5%。巴西最大的棕榈油生产企业棕榈农业集团已在巴西北部的贝伦市建厂，并同里约热内卢大学签订了技术合作协议，计划年生产生物柴油800万升。阿拉比集团也在东北部的皮奥伊州建厂，以蓖麻籽为原料生产生物柴油，并计划在中西部和南部建厂，使用当地出产的大豆和向日葵生产生物柴油。

南非：煤变油技术走红世界

南非几乎拥有世界上所有种类的矿产资源，却非常缺乏重要的战略资源――石油。为此，南非政府决定另辟蹊径，利用其居世界第五位的煤炭储藏摆脱缺油的困局。1927年，南非政府发表白皮书，正式将开发煤炭液化技术列为解决能源问题的战略重点。1947年，南非通过《液化燃料和石油法案》，将此战略重点正式以立法形式确定下来。

上世纪50年代起，国际社会对南非的石油禁运和制裁，迫使南非加快了新能源技术开发的步伐。1955年，南非萨索尔（SASOL）公司成功生产出第一桶煤变油。50年来，该公司已经提炼生产出15亿桶燃料，是世界上惟一一个大规模煤炭液化的公司，也是南非最大的化工和燃料公司，其煤变油产品占南非燃油市场的28%，每年为南非节省的外汇高达51亿美元。20世纪70年代的石油危机后，该公司又陆续建立了塞孔达等3个工厂基地。除了煤变油技术外，萨索尔公司还研制开发出一系列的石油化工产品，其石油产品占到南非市场的40%。

国际市场石油价格的一路飙升和能源短缺日趋严重，使曾因廉价石油而一度遭到发达国家遗弃的煤变油技术，又重新被提到战略高度上来。许多有战略眼光的政府和企业纷纷将目光聚焦在南非，萨索尔公司因此成为国际上争相洽谈合作的香饽饽。美国、巴基斯坦、印度、印度尼西亚等国家都表示有意引进萨索尔煤变油技术。中国的煤炭、石化企业也一直在寻求与萨索尔公司合作，前来南非洽谈业务的中国代表团逐年增多。2004年，我国国家体改委与该公司签订了合作协议书，确定在陕西和宁夏投资60亿美元建立两个煤炭液化基地。

南非虽然有了煤变油技术，也在南部沿海的莫索湾发现了天然气，但是目前对石油的进口依赖依然很强，市场上的燃油价格也随着国际油价而不断上升。和进口油相比，萨索尔公司的燃油质量与其不相上下；价格上，两者汽油售价完全相同，萨索尔公司的柴油比进口柴油还略便宜一些。因此，在成本变动不大的情况下，油料涨价给该公司带来了巨额利润。

篇10

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”。