生物柴油产业发展及国内外开发利用现状.ppt

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1、生物柴油产业发展及国内外开发利用现状,主要内容,一、生物柴油概述二、国外生物柴油产业发展分析三、我国生物柴油产业发展分析,一、生物柴油概述,（一）生物柴油定义（二）生物柴油与常规柴油的比较分析（三）生物柴油生产工艺简介（四）生物柴油在发动机上的应用试验（五）发展生物柴油的重大意义,（一）生物柴油定义,生物柴油是指以大豆和油菜籽等油料农作物、麻疯树及文冠果和黄连木等油料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃料。生物柴油是是清洁的可再生能源，大力发展生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力和拉动地方经济等具有重要的战略意义。,（二）生物柴油与常规柴油

2、的比较分析,1、更优异的产品性能,.较好的低温流动性和燃烧性能 生物柴油分子中含碳数为1622，凝固点为-6，冷滤点为-1，低温流动性介于0#-10#之间，十六烷值为50，自燃点低，具有良好的低温流动性和燃烧性。.具有无腐蚀性的特点 低硫的生物柴油腐蚀性小，可延长柴油机的使用寿命。另外，不含水分和机械杂质。.较好的润滑性 由于运动粘度较高，不仅柴油机工作柔和且起动容易，而且具有较好的润滑性。,与常规柴油相比较，生物柴油具有两方面的优点。,生物柴油与常规柴油污染物排放比较,（二）生物柴油与常规柴油的比较分析,.排放烟度低，保护大气环境 燃烧充分，排放烟度低，燃烧后生成的废气中二氧化硫含量极低，因

3、此大大降低了对大气的污染，保护大气环境。.不含对人体有害的重金属 由于生物柴油来源于植物油脂，提纯手段为高真空蒸馏方式，产品不加任何添加剂，基本上不含对人类健康有害的重金属。.可再生的原料 植物油脂是一种取之不尽用之不竭、能够再生的物质，利用它作为能源，减少了对石油的依赖和消耗，保护了大气环境。,2、更多元的环保特质,（三）生物柴油生产工艺简介,动植物油,物理法,化学法,微乳液法,直接混合法,高温热裂解法,酯交换法,生物柴油,主要方法,1、反应原理,1、反应原理,天然油脂多由直链脂肪酸的甘油三酯组成，与甲醇进行酯交换反应后，得到脂肪酸甲酯（即生物柴油）和甘油。,根据催化剂的不同，分为四种酯交换

4、反应：,1、反应原理,最早的酯交换工业反应过程都采用带冷却回流的间歇釜式反应器：先将碱催化剂溶解于甲醇，再加入到油脂中在搅拌条件下升温反应。目前国内外主要采用连续搅拌釜式反应器：主要是在每一级反应后把甘油相分出，然后补充甲醇和催化剂继续反应，直至反应完全。美国生物柴油协会报道了世界20余种工艺技术的供应商，主要路线都是液碱催化的多段酯交换，工艺技术已比较成熟。,2、国内外主要生产工艺技术,与中国石油进行过技术交流的德国鲁奇、意大利梅洛尼及奥地利生物柴油技术公司（ABTC）三家公司均采用液体碱催化法，工艺相近，单套装置生产规模最高可达25万吨/年，生产的生物柴油均可达到欧洲EN14214标准。最

5、近几年提出的固体碱催化酯交换和超临界酯交换正处于发展阶段。由于甲醇与油脂不互溶，传统的液碱催化酯交换一般都采用机械搅拌以增强两者的接触面积，强化反应效果，提高反应速度。最近，一些新的强化酯交换技术也在开发中，包括：超声强化、微波强化等。,2、国内外主要生产工艺技术,国内现有生产企业主要是以高酸值的废弃油脂为原料生产生物柴油。福建卓越新能源发展公司：原料在酸性催化剂条件下进行醇解和酯化反应，然后进行分离，得粗产品；在粗产品中加入含纯碱10%的饱和食盐水进行中和反应，得到水洗粗脂；最后，在水洗粗酯中加入工业纯碱后进行加热蒸馏，收集气相温度为220320的馏分，得成品生物柴油。海南正和生物能源有限公

6、司：采用环流喷射技术、真空分馏技术和固体酸催化剂的二段脂交换技术，采用榨油厂的油脚、城市餐饮废油以及黄连木等为原料。四川古杉油脂化工公司：原料经酸化除杂、连续脱水、酯化、回收甲醇、静置、分出甘油相，然后连续蒸馏得到成品。,2、国内外主要生产工艺技术,正在开发试验的技术：中石化石科院：超临界生物柴油生产技术；四川大学：固体碱催化酯交换技术；清华大学、北京化工大学：生物酶法生产技术；南昌大学：双溶剂多相催化酯交换技术；浙江工业大学：超声波辐射酯交换技术；抚顺石油化工研究院：生物柴油联产1,3-丙二醇工艺；南京工业大学：有机碱催化酯交换技术,2、国内外主要生产工艺技术,生物柴油主要原料,低凝点中性油

7、（如菜子油、豆油、芥末子油、煎炸废油、泔水油、厨房通风系统的凝析油、多种野生树木的种子如黄连木、文冠果、乌桕等得到的油品）；高凝点中性油（如棕榈油、牛羊鱼等各种动物油）；低凝点酸性油（如酸化油脚、腐败的植物油）；高凝点酸性油（如地沟油、棕榈油下脚料）；,3、生产原料对生物柴油性质的影响,最近,美国绿能公司发明了以绿色微藻生产生物柴油原料的技术,通过藻类吸取来自发电厂废气中的二氧化碳,利用阳光和水进行光合作用生成含高蛋白质和脂肪的藻类，可作为优质的生物柴油原料。,3、生产原料对生物柴油性质的影响,3、生产原料对生物柴油性质的影响,3、生产原料对生物柴油性质的影响,综合各方面性质来看，菜籽油是最好

8、的生物柴油原料。,3、生产原料对生物柴油性质的影响,小桐子生产的生物柴油符合大部分指标要求，通过添加剂可解决氧化安定性问题。,（四）生物柴油在发动机上的应用,1、发动机使用生物柴油的可行性2、柴油机燃用生物柴油时存在的问题3、生物柴油对发动机燃烧系统的适应性,植物油的物化指标和柴油指标接近；植物油的低热值比柴油低10%左右，但其密度比轻柴油几乎高同样的百分点，因此其燃烧所产生的功率也大致不变；由于植物油燃烧时的自供氧效应，燃烧速度要高于柴油，因此燃烧过程的持续时间及完善程度与燃用柴油时也较为接近。,1、发动机使用生物柴油的可行性,试验表明，在柴油机上燃用生物柴油是可行的。,冷启动困难：由于生物

9、柴油低温馏出率低，因而给发动机的冷启动造成一定困难；积炭及结焦：由于某些植物油分子的热聚会及不完全燃烧，会在燃烧室、活塞、喷油器等部位形成积炭或结焦，使机械效率下降；润滑油变质：在低温启动、植物油未燃烧或不完全燃烧时，植物油会沿气缸壁进入曲轴箱，使润滑油变质。,2、柴油机燃用生物柴油时存在的问题,生物柴油可以任何比例与普通柴油混合燃烧，且对柴油机性能影响不大，但长期使用会带来如下三个方面的问题。,加大共有提前角，并采用精细调节供油提前角；供油系统采用先缓后急得供油方式；采取高温冷却、使用隔热型铸铁-铝铰接活塞，以及向活塞下部喷油等内冷方式代替外冷方式；采用结构优化的轴针式喷油器。,3、生物柴油

10、对发动机燃烧系统的适应性,对柴油机燃烧系统的优化，有利于进一部改善发动机性能，增强生物柴油对燃烧系统的适应性。,（五）发展生物柴油的重大意义,生物柴油,促进经济发展,保障能源安全,提高环境质量,拉动农村经济,1993年起，我国成为石油净进口国，进口量平均年增长率4。2004年起，中国成为世界上第二大石油消耗国。目前我国柴油消费量维持在1亿吨以上，预计2010年将达到14529万吨。我国柴油市场供需矛盾日益突出 经济持续增长 汽车车型柴油化 农用柴油车的发展,保障能源安全,（五）发展生物柴油的重大意义,促进经济发展,节约开支 节约外汇：$40/b 节约成本：设备改造、基础设施潜在市场全球：201

11、0年3000万吨形成新产业,生物柴油,节约开支,潜在市场,形成新产业,（五）发展生物柴油的重大意义,提高环境质量,生物柴油自身的环保特点CO2下降78.4%，CO下降46%可达到严格的欧洲三号标准。生物降解率98降解速率是石油柴油的2倍,生物柴油排放的二氧化碳是作物和树木生长过程中从大气中吸收的二氧化碳，基本实现了吸收和排放的自然界碳循环，符合循环经济发展的理念。优选的原料林树种普遍在荒山荒地种植生长，通过生物柴油原料林基地建设，可以有效增加森林覆盖面积，改善当地的生态环境，构建具有多种功能的森林生态系统，提升森林生态系统碳汇作用。,（五）发展生物柴油的重大意义,拉动农村经济,增加就业，提高农

12、民收入农村地区经济结构调整,（五）发展生物柴油的重大意义,膏桐、文冠果、黄连木等林木生物柴油原料适宜的生长地区往往都是经济发展相对落后、“三农”问题和矛盾较突出的贫困地区。通过生物柴油项目的带动，将有效促进这些地区的社会主义新农村建设，对当地“三农”问题的解决将发挥重要作用。,二、国外生物柴油产业发展分析,（一）典型国家生物柴油发展现状（二）国外生物柴油产业发展特点（三）国外生物柴油发展趋势,（一）典型国家生物柴油发展现状,对植物油的转换早在1853年就已经进行，随着世界能源短缺和价格的不断上涨，以及各国环保法规的日益完善，原料易得、价格低廉、优质清洁的生物燃料脱颖而出，开发热潮不断升温，技术

13、进展屡屡获突破。特别是进入了20世纪90年代，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国尤其是欧盟国家的重视。,（一）典型国家生物柴油发展现状,2006年全球生物柴油总产量达到500万吨，预计2010年可达3000万吨以上。,欧盟是世界生物柴油主要生产和消费区，2005年产量320万吨；美国和加拿大已经逐渐开始推广使用生物柴油；亚太地区和拉美大部分国家也在大力发展生物柴油。,（一）典型国家生物柴油发展现状,欧盟为了履行“京都议定书”中减排温室效应的承诺,通过对生物柴油采取差别税收刺激、菜籽油原料生产补贴等措施,提高了生物柴油在价格上的竞争力，来大力发展生物柴油。2005年，欧洲生物柴油市场份额已占柴

14、油市场的5左右。按生物柴油产量排序，主要的生产国是依次是德国、法国和意大利。,（一）典型国家生物柴油发展现状,美国是最早研究生物柴油的国家，截至2005年4月，包括已开工和筹建中的工厂，美国共有生物柴油工厂60家，主要分布在美国东部地区。,（一）典型国家生物柴油发展现状,原料路线多元化,各国均根据自身资源特点，因地制宜地选择原料路线。生物柴油原料美国使用大豆油和动物脂肪，欧洲使用油菜籽和动物脂肪，日本使用动物脂肪，马来西亚使用棕榈油，印度使用木本植物油（主要是麻疯树）。废弃油脂,（二）国外生物柴油产业发展特点,国家政策扶持,各国政府对生物柴油产业均有一定的扶持政策，一是给予财税优惠和资金扶持；

15、二是制定发展计划、法律法规，强制推广。,（二）国外生物柴油产业发展特点,各国对生物液体燃料采取的优惠政策,（二）国外生物柴油产业发展特点,（二）国外生物柴油产业发展特点,出台生物柴油标准，规范行业生产,（二）国外生物柴油产业发展特点,石油公司开始介入,1997年将可再生能源定为五大核心业务之一；开始进行生物柴油相关技术的研发。,2005年成立全球生物液体燃料业务单元；在印度建设膏桐生产基地发展生物柴油；未来十年投资5亿美元建立生物科学能源研究院。,2000年以来，已在可再生能源方面投资15亿美元；2006年在德克萨斯建设投资兴建一个生物柴油厂，其规模是美国最大的同类工厂之一，该厂产能将达到每年

16、 1 亿加仑。,（二）国外生物柴油产业发展特点,加快发展生物质液体燃料，已成为世界各国的共识,欧盟提出到2010年生物质燃料占交通燃料的份额达到6，2020年达到20；美国计划到2012年生物燃料在交通燃料中的比例提高到4%，近期又提出到2025年生物燃油替代25%的石油，到2030年生物燃油替代30%的石油；巴西政府规定从2007年起必须在石油柴油中掺加5%的生物柴油，到2020年增加到20%；,（三）国外生物柴油产业发展趋势,三、我国生物柴油产业发展分析,（一）我国生物柴油产业发展现状（二）我国生物柴油发展面临主要问题（三）我国生物柴油发展前景展望,三 产业政策取向,科技部在“八五”、“九

17、五”和“十五”分别从开发能源作物、生物柴油生产实验、生物柴油车辆实验等层面支持了可再生液体油品的发展；原国家经济贸易委员会技术进步与装备司在推动我国生物柴油产业化方面做了大量工作；中国工程院曾组织“我国生物柴油产业发展座谈会”和“生物柴油植物原料发展研讨会”；国家发展与改革委员会组织实施“节能和新能源关键技术”国家重大产业技术开发专项，（发改办高技20041224号文件）将工业规模生物柴油生产及过程控制关键技术，利用油脂类废料和河野生植物生产生物柴油关键技术作为节约和替代石油关键技术予以支持；国家自然科学基金委在生物柴油燃烧实验方面做了一些支持;,（一）我国生物柴油产业发展现状,国家很早就开始

18、着手,已形成一定规模,国内生物柴油生产主要以地沟油、植物油脚为原料，规模较小。,主要企业生物柴油生产能力（万吨/年）,在膏桐的主产区（云贵川），一些企业在良种繁育及规模造林方面开展了部分工作，取得了一定的经验。,生物柴油原料种植情况,（一）我国生物柴油产业发展现状,国家标准委制定了生物柴油B100国家标准，已于2007年5月起执行，今年计划制定B5和B10的国家标准。,（一）我国生物柴油产业发展现状,加快了标准制定工作,（一）我国生物柴油产业发展现状,积极开展科研开发,生产工艺方面：清华大学：正进行生物酶催化及超临界技术合成生物柴油的研究工作；天津大学：与美国密歇根大学合作建立可再生能源研究与

19、开发中心，将开展生物燃料技术研发方面的国际交流与协作；其他研究工作原料优种选育、栽培和种植方面：王涛院士带领开展的黄连木树种方面的研究工作；四川、云南相关单位开展的膏桐树种方面的研究工作；其他研究工作,国家林业局编制了全国能源林建设规划及林业生物柴油原料林基地“十一五”建设方案在云南、四川、贵州、重庆等省（市）建设膏桐原料林600万亩；在河北、陕西、安徽、河南等省建设黄连木原料林375万亩；在湖南、湖北等省建设光皮树原料林75万亩；在内蒙古、辽宁、新疆等省建设文冠果原料林200万亩。,云南省编制了林木生物质能源生物柴油原料林发展规划,四川省编制了四川省生物质能源产业发展规划,（一）我国生物柴油

20、产业发展现状,相关规划陆续出台,国家发改委2007年9月4日发布可再生能源中长期发展规划，到2020年，生物柴油年利用量达到200万吨。,中 粮：在“十一五”期间，规划利用地沟油、菜籽油等建设10套生物柴油生产装置，总产能达55万吨/年；中海油：在印尼合作建设以棕榈油为原料的生物柴油项目；中石化：在石家庄炼厂建成2千吨/年中试装置，规划建设5万吨/年生物柴油生产装置。,（一）我国生物柴油产业发展现状,各类企业积极参与,作为国内最大的油气生产商和供应商，充分发挥中国石油在液体燃料规模化加工生产、销售等方面的优势，加快生物柴油产业化步伐；与国家林业局及地方政府合作，充分发挥政府、企业各自优势，加快

21、“林油一体化”步伐，共同推动中国林业生物质能源发展，为国家能源建设、生态建设以及减缓气候变暖作出贡献；与国家林业局一起建立中国绿色碳基金，共同支持并推进以植树造林、固碳减排为目的的林业碳汇活动。,（一）我国生物柴油产业发展现状,中国石油高度重视,总的说来，我国生物柴油的研究与开发起步较晚，与国外相比，我国还有相当大的差距，尚处于原料摸索阶段，由于缺乏廉价、稳定、充足的原料供应，我国还未能形成生物柴油的产业化。但我国生物柴油发展很快，从政府到企业都给于了高度的重视，在油脂植物的选择、培育及其加工等方面开展的研究工作都取得了阶段性成果，这将有助于我国生物柴油的进一步发展。,（一）我国生物柴油产业发

22、展现状,生物柴油成本过高；缺乏长期稳定的非粮生产原料供应；大规模生产后，副产品综合利用问题；原料的品种优选等方面还处于研究阶段；产业发展环境还需进一步完善等。,（二）生物柴油产业发展面临主要问题,中国石油将重点围绕以上几方面问题开展工作，并进行积极广泛的合作，与国家、地方和其他企业一起，共同推动我国的生物柴油产业的发展。,1、生物柴油目前生产成本还比较高，且波动性太强生物柴油的原料成本占生产总成本的7080，原料的价格及其波动将对生物柴油的生产造成严重的制约，成为生产企业举棋不定的主要原因。由于生物柴油被炒作过热，地沟油最近收购价大幅攀升，2005年800元/吨，现在涨到约3300元/吨，粗棕

23、榈油销售价约3300元/吨，加上进口环节增值税13%和关税9%，到厂价约4000元/吨，使得生物柴油生产成本每吨超过5000元，与目前国内普通柴油的销售价相比，不具有明显优势。,（二）生物柴油产业发展面临主要问题,2、生物柴油所需原料的供给能否顺畅鉴于粮食问题在我国的重要性，生物柴油的发展必须走非食用油类的路线，含油林木果实作为生物柴油原料是一个重要的方向；含油林木的规模化种植目前刚处于起步阶段，还有许多问题需要进行研究和解决，如原料树种能否合理优化、基地种植是否集中、运输和仓储成本是否低等都将直接影响今后生物柴油产业的发展。,（二）生物柴油产业发展面临主要问题,3、产业化关键技术尚待突破 生

24、物柴油生产技术相对成熟，但规模化生产仍需进一步优化生产工艺，如生产工艺对多种原料的适应性等还需开展研究工作。生物柴油生产过程中将会副产甘油，目前国际甘油市场已趋饱和，需要提前考虑未来甘油的出路问题。4、市场环境和政策尚不完善 由于生物质能源产业发展处在刚起步阶段，市场环境和政策还不完善。如生物柴油销售规范尚未建立，对油料作物的种植、生物柴油的生产等方面的具体财政补贴政策还未制定等。,（二）生物柴油产业发展面临主要问题,尽管生物柴油的发展还面临诸多的问题，但加快发展生物质液体燃料，已成为我国的一项重要能源战略举措，我国的生物柴油产业将步入一个稳步发展期。,温家宝总理在国家能源领导小组会议上就可再

25、生能源发展指出“我们应当早觉悟、早行动”；国民经济和社会发展第十一个五年规划纲要明确提出大力发展可再生能源，扩大生物质液体燃料生产能力，将生物质液体燃料作为“十一五”国家能源战略的重要组成部分；可再生能源法的颁布实施进一步为生物质液体燃料产业的发展提供了法律保障；国家有关部委正在制定相关产业政策和财政补贴措施。,（三）我国生物柴油发展前景展望,国内对柴油供应需求旺盛，预计到2010年，我国柴油消费量将达到1.5亿吨，这为生物柴油的发展提供了良好的发展前景；生物柴油添加到20%都无需改动车辆，在某些固定线路运输车辆上，可以使用高掺比生物柴油；生物柴油动力性与普通柴油无太大区别，润滑性好，闪点高，

26、十六烷值高，环保清洁，易于为消费者接受。,（三）我国生物柴油发展前景展望,旺盛的需求将为生物柴油的发展提供广阔的市场,丰富的可以用资源将为生产提供充足的原料供应,大量可育林荒山，经济林资源非常丰富；油料植物物种丰富，发展条件优越，成熟树种有黄连木、文冠果、麻疯树、油桐等已具有一定推广种植基础。,（三）我国生物柴油发展前景展望,生产企业正在探索合理可行的产业推广模式,建立类似燃料乙醇的产业推广模式,靠近油料植物丰富地区建立原料基地,在原料基地附近定点建立工厂,引进世界先进技术，努力开发自有技术,定点销售，稳步推进,（三）我国生物柴油发展前景展望,结束语,中国石油作为国内最大油气生产和供应商，已将生物能源作为新能源业务发展的战略重点。今后将继续深化与各方的合作，达成产业推进的一致性意见，把各项工作具体化、项目化、早日形成商业化。我们相信，在国家政策的引导下，在国家林业局和各地政府的大力支持下，随着林油一体化项目的深入开展和实施，中国石油生物柴油业务一定会得到快速发展，进而为国家能源安全和经济社会的可持续发展做出更大的贡献！,奉献能源 创造和谐,谢谢大家！,