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生物柴油产业发展的资源策略
点击次数:2096 发布时间:2012-08-15
 

    原料资源是整个生物柴油产业中zui重要的因素之一,不仅要保证有足够的产量,以提供工业规模化生产,而且它的成本高低也对生物柴油的价格起着决定性作用。同时,原料的质量对生物柴油的质量影响亦很大,理想的油脂原料的脂肪酸碳数与生物柴油化学成分匹配性越高越好。针对我国目前的国情,我国生物柴油油料原料的主要来源可通过以下途径获得:


    (1)油料作物资源的对策:食用膳食油资源的油料作物,如大豆、油莱籽、花生等是人类生存的必需品。我国人口众多,不宜大力提倡。然而,对某些不与粮食作物发生争地矛盾的油料作物,还是可以考虑的。
    ①在不与粮食作物发生争地矛盾的情况下,充分利用冬闲田、荒坡滩涂和幼林果园间作套种,扩大面积种植油料作物。
    目前我国还有大量的冬闲田和荒坡滩涂地,以其作为基地,大面积种植油菜,不仅能提供生物柴油原料来源,而且还有利于实现生物柴油的产业化。如我国油菜zui大的种植省份湖北省,油菜种植面积还有较大的增长潜力。据湖北省农业厅统计,全省在原有油菜常年种植面积1800万亩的基础上,还有冬闲田400万亩,长江、汉江“两江”流域两岸的滩涂地400万亩,还可在幼林果园间作套种油菜100万亩,可将湖北省油菜种植面积扩大至2700万亩。通过增加900万亩面积,可新增产量100万吨以上的油菜籽。长江流域是我国油莱主产区,如果都能充分利用冬闲田和荒坡滩涂地,幼林果园间作套种油菜可将油菜籽产全提高1/2以上。
    ②选育“三高”能源油料作物新品种:利用生物工程转基因技术,选育高产、高含油量、脂肪酸碳数与生物柴油化学成分高度匹配的“三高”油料作物新品种,是目前能源油料作物新品种选育的方向。
    目前,长江流域油菜品种的含油量约40%,平均亩产在100kg左右。华中农业大学油菜研究中心与中国农科院油料作物研究所的育种专家当前已新育成的一些能源油菜新品种含油量高的已达58%以上,亩产300kg。预计10年内,能源油莱的大面积种植的含油量可提高到50%以上,相当于增加油菜产量的1/4。亩产可提高到250kg,相当于增加油菜产zui1.5倍.
    ③利用非食用草本植物油料,如花椒油、烟籽油、蓖麻油、棉籽油等。


    (2)大力发展木本油料:利用木本油料作物的适应性广,开发利用荒山种植,不与农作物争地。据国家林业部造林司统计,目前我国尚有宜林荒山荒地8X107hm2,十分可观的土地资源及丰富的燃料油植物资源,为我国发展人工燃料油植物林提供了雄厚的物质基础。适合我国种植的能源木本植物有麻风树、黄边木、乌柏、光皮树等,一次种植,多年收获,还可保持水土、涵养水源、改善环境、提供一些木材及某些特种化工原料。可以预侧,绿色植物在给人类作出众多贡献的同时,必将给人类提供新的能源。


    (3)利用海洋和其他水面生产富油工程微藻:微藻的太阳能利用效率高、个体小、营养丰富、生长迅速、对环境的适应能力强、容易培养,因此受到人们的重视。藻类生长条件简单,以光合作用大量培养菌株便能获得,在沿海可进行人工养殖。影响藻类产油的因素主要是培养时间、光照周期、光照强度、氮、磷等.
    藻类单位面积产油量为陆生油料作物如大豆等的几十倍,在实验室条件下可使“工程徽藻”中脂质含量增加到60%以上,户外生产也可增加到40%以上。国外有专家估计,每英亩“工程徽藻”每年可生产40-100桶柴油。因此,工程微藻生产柴油为生物能源
利用开辟了一条新的技术途径,是生物柴油的极为重要的潜在能源资源。
    “工程微藻”中脂质含量的提高主要由于乙酰辅酶A羧化酶(ACC)基因在微藻细胞中的表达,在控制脂质积累水平方面起到了重要作用。它是培育富油工程微藻的主要途径。
    另外,工程徽藻类的另一用途是作为蛋白质、精细化学药品的潜在来源。


    (4)利用废弃物提炼生物柴油:如餐馆的地沟油、各种油脂加工厂的下脚料、酸化油、废塑料、废橡胶和植物秸秆.
    利用废弃油脂制造的生物柴油基本能满足生物柴油和车用柴油标准,并具有优越的环境效益和经济效益,据中国工程院的冀星博士估计,我国每年产生废油400万~800万吨。主要是煎炸食品后留下的煎炸废油、从剩饭菜中经油水分离得到的油脂、餐具洗涤过程中流入下水道中的油品(俗称为地沟油)、油脂加工企业产生的酸油以及造酒行业产生的酒糟油等。他曾经在北京市一家三酒店做过一个调查,每天产生80kg隔油池垃圾,可提取40~60kg废弃油脂。也就是俗称的“地沟油”,从中可以生产出32-50kg车用生物柴油和8-l0kg粘度比较大的不适合作车用生物柴油,但可以作为锅炉燃料的替代燃料油。
    然而,废食用油脂的游离脂肪酸含量会影响碱催化反应的完成,而饱和脂肪酸含量会影响生物柴油的凝点性能。植物油脂产生生物柴油的比率较高,90%以上的转化率,动物油脂的转化率为50%-80%。因此,废弃油脂的质量会严重影响到生物柴油的质量。为了保证生物柴油的品质,对废弃油脂需要注意下面几个问助。一是在废弃油脂的源头上加以控制,如减短废食用油脂的储存时间(特别是烹饪用油脂),可以减缓游离脂肪酸的增长;对进入下水道或与其他生物质混合的废食用油脂(“地沟油”和“潲水油”),提高收集频率,防止在微生物存在和缺氧环境下的酸败。二是分别收集,分别对待。动物脂和棕搁油等饱和脂肪酸含量高,容易降低生物柴油的品质,因此,对动、植物油脂采取分类收集回收等措施。
    我国废弃油脂收集、处理技术还相当落后,回收过程当中污染严重。隔油池垃圾是废弃油脂的主要组成成分,我国在隔油池垃圾的处理方面、在收集政策方面远落后于我国香港特别行政区以及美国、澳大利亚等。目前.我国的废弃油脂主要是从潲水油中回收的废弃食用油脂,迫切要解决的问题是从潲水油中回收的废弃食用油脂的技术和设备;依据其原料性质,开发特殊的预处理工艺(如酸催化)的成套化技术和设备,有利于降低生产成本和保证生物柴油质量。
    总之,油脂资源问题的解决,需要在理性认识和综合国情的前提下科学决策,加大科技投人,选育和栽培产量高、出油率高、油脂质量好的新型能源植物,开发和更好地利用其他油料资源,发展创新的生物柴油生产技术,才能保障我国生物柴油产业的健康发展。

 

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