浅谈低碳生活中生物燃料的应用前景

余源

（湖北省利川市忠路镇小河初级中学湖北利川445403）

中图分类号：TQ519文献标识码：A文章编号：41-1413（2011）12-0000-01

摘要：进入21世纪以来，能源危机逐步加重和新能源的开发等问题倍受世界各国所关注。随着石油能源的日益减少和环境的不断恶化，寻求对环境友好的新能源，走可持续发展道路已引起各国的普遍重视。能源危机加剧的趋势迅速将生物能源推向前台。开始扮演“后石油时代”的新角色～～过渡型配合能源。生物能源发展前景无限，世界各国纷纷加快产业步伐。因此，从生物中获取能源的技术成为各国研究的重点。本文把生物燃料分为燃料乙醇和生物柴油两部分来叙述，对其应用前景作简要分析。

关键词：生物燃料燃料乙醇生物柴油

一、燃料乙醇的应用前景

将乙醇进一步脱水再经过不同形式的变性处理后，成为变性燃料乙醇。它不是一般的酒精，而是其加工产品，是可加入汽油中的品质改善剂。车用乙醇汽油是在汽油中混合一定比例的变性燃料乙醇而形成的一种新型混合燃料，又称汽油醇。乙醇的混合量为10.0%（体积分数）。例如，在北美可使用5%—10%乙醇汽油，而交通工具的发动机和燃油系统略加调整即可。另外，乙醇既可以与汽油混合使用，又可以作为特殊燃料用于专用发动机。

燃料乙醇在20世纪初产生，因为石油的大规模应用而遭到淘汰。但是，由于农作物生产过剩和石油危机爆发，促使人类重新应用该技术。在人们近十几年的研究、发展过程中，生物质酶水解和发酵制取燃料乙醇的技术已经取得了很大的进步，工艺路线基本成熟，具备了大规模生产的条件，且生产成本也已经降低50%以上。

例如，在20世纪80年代初，美国开始推广车用乙醇汽油，美国的乙醇需求量估计为13亿加仑（1美加仑=3.785L），约占全美汽油燃料消耗量的1%。巴西是世界上最大的甘蔗生产国，于1975年开始推行“国家乙醇生产计划”，是世界上唯一不以纯汽油作为汽车燃料的国家，到20世纪末使用纯乙醇的汽车销售量达450万辆。此外，德国、加拿大、新西兰、瑞典、澳大利亚、印度尼西亚、菲律宾等也都对用谷物生产乙醇燃料十分重视，展开了各种各样的开发研究工作。

1997年，世界范围内的低油价及乙醇汽油补贴的逐渐减少，减小了乙醇产品的盈利性，纯乙醇车的销售量几乎降至为零。

总体来说，生物燃料乙醇是绿色的可再生能源，负面效应可通过技术措施得到控制，发展生物燃料乙醇有益于保护环境和实施可持续发展战略。美国政府有文件显示，通过年产450万吨生物乙醇，可创造20多万个就业机会，每年为GDP增加农村居民生活水平，带动农村及周边区域的经济发展，为振兴日益萧条的美国农村经济发挥了重要作用。在我国，通过发展生物燃料乙醇产业，千千万万的农民将能增加收入，生活福利将得到提高，他们是最大的直接受益群体；产业发展将提供几万到几十万个新的就业机会，带动农村及周边区域经济发展，增加国家及地方税收，还将有助于建立有效的存粮调控体系并减轻国家解决存粮的巨大财政负担。总之，发展以粮食为原料的生物燃料乙醇产业具有很好的经济效益，利国利民。

二、生物柴油应用前景

生物柴油作为生物质能源最重要的、可再生液体燃料之一，具有能量密度高、润滑性能好、储存安全、抗爆性好、燃烧充分等优点，是最具发展潜力的大宗生物基液体燃料。特别是我国作为油料，尤其是柴油消耗大户，各种类型的民用、军用舰船及地面用油装备广泛使用各种牌号的柴油。因此，在我国推广应用生物柴油，对于我国石油行业的发展建设和综合实力的增强也具有十分重大的现实意义，必将产生深远的影响。

通过对生物柴油结构组成的分析及与普通石化柴油的比较不难发现生物柴油具有以下优点：

（1）较好的低温启动性能

十六烷值高的柴油，发火性能好，启动时在气缸内温度较低的情况下也能发生自燃。所以十六烷值高的柴油，启动性能较好。在试验过程中发现，在无添加剂的情况下，其自身的冷滤点可以达到一20℃。

（2）较好的润滑性

生物柴油具有较高的运动粘度，在不影响燃油雾化的情况下，更容易在气缸内壁形成一层油膜，从而提高运动机件的润滑性能，降低喷油泵、发动机泵和连杆的磨损率，延长使用寿命。

（3）较好的安全性

生物柴油的闪点在110℃以上，而石化柴油的闪点一般不超过60℃。所以，生物柴油在运输、储存和使用过程中比石化柴油具有更高的安全性。

（4）良好的燃烧性

由于生物柴油分子本身含氧，所以在燃烧过程中对外部氧的需求量比石化柴油少，因此，在发动机进气量不变的前提下，可以向气缸内喷入更多的生物柴油，以抵消因生物柴油热值低于石化柴油而导致的功率下降，使柴油机的动力性能基本保持与使用石化柴油时的水平相同。根据对生物柴油和石化柴油的对照性试验研究，发现在不同的发动机转速条件下，生物柴油的热效率比石化柴油的热效率高5%～8%，两者在发动机功率上并没有太大的差异。

（5）具有可再生性

作为可再生能源，与石油不同，生物柴油可以通过农业生产和生物科学家的努力，使其供应量不会枯竭。

（6）具有良好的环保性能

主要表现在生物柴油中含硫量比较低，使得二氧化硫和硫化物的排放量低，可以减少约30%(有催化剂时为70%)；生物柴油中不含对环境会造成污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于石化柴油。检测表明，与普通石化柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的致癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，一氧化碳的排放与石化柴油相比减少约10%(有催化剂时为95%)；生物柴油的生物降解性也比较高。

1993年我国成为石油净进口国以来，石油进口量以每年4%的速度增长，我国石油对外依存度从1995年的7.6%增长到2000年的33.8%。2003年我国进口9100万吨原油，比2002年增长31%。我国对柴油的需求量相当大，是目前国内应用最广泛的油料，但是随着用量的进一步扩大和石化柴油本身的不可再生性，使得人们不可能无限制的使用。因此，发展生物柴油这种可替代能源是解决问题的有效办法。就我国的情况来看，国内的能源市场还没有很好地与世界市场融合，还受着政府有关政策的约束。我国消费者所受到的保护比现代工业国家的消费者要多，因此对于世界石油市场价格突变的防御能力较强，但是作为一个国家整体受进口石油成本的影响并不比别的国家少。以当前的进口水平计，国际市场每单位石油上涨1美元会导致我国每年的石油进口成本新增10亿美元。因石油价格上涨，我国2005年比2004年多花了150亿美元用于石油进口。严峻的形势要求我们大力推广生物柴油技术，以满足市场需求，同时为环保事业做出贡献。

在本文中，我们可以了解到，目前世界各国都在努力发展生物柴油和燃料乙醇，并取得了很大的成绩，但是仍然面临生产成本过高、原料来源不稳定、市场风险大、关键技术瓶颈等难题。而且我国纤维素原料的催化技术及生物柴油的生产标准都还不完善。生物质能源开发利用还有很长的路要走。

参考文献：

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[4]赵忠宝、华艳艳、刘波.中国如何突破生物柴油产业的原料瓶颈[J].中国油脂，2005，30(2)：34-36.