生物油燃料供應范文

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篇1

關鍵詞：高壓共軌柴油機；生物柴油（BTL）；微粒（PM）排放；粒度分布

中圖分類號：U473.1文獻標文獻標志碼：A文獻標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

柴油機PM排放成分極為復雜，含有多種致癌物質，對人類的健康和生存環境危害極大，如何降低柴油機的PM排放已經成為內燃機行業的一個關鍵性技術問題。高壓共軌直噴技術（CRDI）最高噴射壓力可達1.8×105 kPa，燃油霧化充分，PM的質量排放量得到控制，但PM值將趨于超細化。未來的排放法規不僅對PM的質量排放量進行了限制還對PM的粒數加以限制，因此柴油機PM排放的粒度分布日益受到國內外研究者的普遍關注[1]。

一般來說，根據PM粒徑大小及生成機理將超細PM分為核態、積聚態兩種。在PM成核階段，以硫化物和燃燒過程中形成的固態碳粒為核心，揮發性有機物開始凝聚、吸附，形成粒徑小于50 nm的核態PM；在PM凝聚階段，揮發性有機物進一步凝聚、吸附，核態PM相互堆積形成粒徑在50～1 000 nm的積聚態PM[2-4]。

PM粒度分布與燃料特性密切相關，不同理化特性的燃料將直接影響PM的粒度分布[5-8]。本文利用美國TSI公司的3090 EEPSTM發動機排氣粒徑譜儀，對高壓共軌、增壓中冷柴油機穩態工況下PM粒度分布規律進行了試驗研究，分析了不同BTL添加比例混合燃料對高壓共軌柴油機穩態工況PM排放粒度分布的影響規律，并與石化柴油進行了對比，旨在為BTL的應用及其PM排放控制提供技術支持。

1 試驗設備及方法

1.1 試驗發動機

本研究采用高壓共軌、增壓中冷4缸直噴式車用柴油機進行，排放指標達到國Ⅲ水平，發動機的主要技術參數見表1。

1.2 試驗燃料

本研究使用的基礎燃料為方圓樣品油中心提供的標準歐IV 0#低硫柴油，BTL是以菜籽油甲酯為主的調和產品。以0#柴油為基礎，添加不同比例的BTL得到具有不同理化特性的燃料進行試驗研究。本文將BTL添加體積分數為0%、10%、30%、60%和100%的混合燃料簡稱為B0、B10、B30、B60和B100。表2為試驗燃料的主要理化特性指標。

1.3 試驗主要儀器設備

1.3.1 發動機測試系統

試驗測控系統由高壓共軌柴油機、DS-9100燃燒分析儀、Horiba排氣分析儀、AVL439消光煙度計、3090 EEPS PM粒徑譜儀等組成。圖1為測試系統結構簡圖。PM粒度分布測量采用美國TSI公司生產的基于電遷移性測量技術的3090 EEPSTM發動機排氣粒徑儀進行，粒徑測量范圍為5.6～560 nm。

1.3.2 PM分布測試系統

為滿足試驗研究的需要，自行設計了排氣PM二級稀釋采樣系統對發動機排氣進行分流稀釋，可滿足粒度儀采樣條件及測量要求。圖2為PM粒度分布測試系統簡圖。第1級稀釋管道中，通過調節閥門開度，控制排氣量，將稀釋比控制在20左右。第2級稀釋采用全流稀釋，通過調節二級管道的空氣量控制第2級稀釋比，試驗中通過測量排氣管及稀釋風洞的CO2濃度確定風洞稀釋比。經過試驗測量，總稀釋比控制在100以上均可滿足粒度儀的測量要求。PM粒度分布及PM粒數均通過TSI 3090 EEPSTM排氣粒徑儀測量，并可實現風洞稀釋比的同步測量。

1.4試驗方案及試驗方法

為揭示燃料特性本身對于發動機燃燒和排放的影響規律，試驗中對于不同燃料的試驗工況均采用等空燃比進行調整。發動機轉速為1 600 r/min，空燃比分別為29、33、45.5、63和109，分別對應發動機75%、60%、40%、20%和10%負荷。為保證試驗結果的準確性，更換不同燃料均在發動機運行半小時后進行試驗，每次測量之前將排氣引到稀釋風洞中一段時間，保證稀釋風洞達到飽和狀態。

2 試驗結果及分析

2.1 石化柴油、BTL PM粒度分布對比

圖3和圖4分別為發動機轉速為1 600 r/min、不同負荷工況下歐IV石化柴油和純BTL PM粒度分布對比。從圖3中可知，對于石化柴油，PM粒數分布曲線呈單峰結構，峰值區域在0～100 nm之間，以積聚態PM為主，PM體積濃度、表面積濃度亦呈單峰分布，峰值區域在50～200 nm之間。與石化柴油相比，BTL燃料的PM粒徑明顯減小，粒數分布呈雙峰結構，核態PM峰值區域在5～20 nm之間，積聚態PM峰值區域在30～100 nm之間，核態PM峰值遠高于積聚態PM。PM體積濃度、表面積濃度分布呈單峰結構，峰值區域亦在50～200 nm之間。

造成兩種燃料PM粒度分布規律存在明顯差異的主要原因是：生物柴油具有較高的含氧量和十六烷值，正構烷烴較少，易于裂解生成較多的碳核及揮發性有機物，而來自燃料的未燃HC的揮發性較差更容易達到飽和狀態并凝結成大量核態PM。較高的十六烷值導致燃燒的滯燃期縮短，預混合燃燒量減少，在前期燃燒過程中生成較多的核態PM。同時，較高的含氧量使缸內后期擴散燃燒過程得到改善，抑制了核態PM向積聚態的轉化，因此BTL燃料的核態PM峰值遠高于積聚態峰值。

對比不同負荷工況下PM粒度分布特征可以看出，對于石化柴油隨負荷的增加PM數量濃度逐漸增加，超過60%負荷增加更加明顯，并且小粒徑的核態所占比例逐漸減小。主要原因是小負荷工況時，缸內燃燒條件不好，滯燃期長，空燃比過大，燃燒溫度低，未燃HC增多，生成的核態PM不容易聚集，導致小負荷工況小粒徑的核態PM增多。大負荷工況空燃比小，缸內易產生局部過濃區域，使PM生成迅速增多，峰值急劇上升，PM中可溶有機成分減少，以積聚態PM為主，PM體積濃度、表面積濃度分布曲線與粒數濃度分布曲線變化趨勢基本一致。

對于生物柴油，核態PM粒數濃度峰值在中等負荷達到最大值，隨負荷增加峰值急劇下降且逐漸向小粒徑方向偏移；積聚態PM峰值隨負荷增大而上升并逐漸向大粒徑方向移動。原因是在小負荷工況下，缸內未燃HC較多，使核態PM難于凝聚為積聚態，因此10%負荷核態峰值較低、積聚態峰值較高。在20%～40%負荷區域內，缸內燃燒溫度上升、空燃比下降，燃燒得到改善，未燃HC減少，核態PM向積聚態PM轉變的趨勢減小，因此核態PM峰值上升明顯，同時，積聚態峰值稍有上升。在60%～75%大負荷區域內，空燃比進一步減小，缸內局部缺氧區域嚴重，燃燒溫度上升，生成核態PM的數量增多并迅速積聚成積聚態PM[8-9],導致核態PM迅速減少，峰值區域向小粒徑偏移,積聚態PM增加且峰值區域向大粒徑偏移。

2.2 不同添加比例BTL混合燃料PM粒度分布

圖5為不同添加比例BTL混合燃料在不同負荷工況下PM粒度分布對比。可見在中、小負荷工況下，燃料PM粒度分布逐漸由石化柴油積聚態大粒徑單峰結構向BTL燃料的雙峰結構過渡;當BTL添加比例超過30%，核態PM數量增多,占PM總數的40%以上，50 nm以上的積聚態PM減少且峰值區域向小粒徑方向偏移。與石化柴油相比，添加比例小于60%的混合燃料，PM總數略有下降。在大負荷工況下，不同添加比例的BTL混合燃料粒數濃度分布均為單峰結構，峰值區域在50～200 nm之間，以積聚態PM為主，PM總數下降。在所有工況下，PM體積濃度和表面積濃度分布均呈單峰結構，峰值區域在50～200 nm之間，添加比例超過60%后迅速下降。

研究發現PM粒度分布受燃料特性的影響較大。在小負荷工況下，BTL燃料粒數濃度分布呈雙峰結構且核態峰值遠高于積聚態峰值，石化柴油為積聚態單峰結構且峰值區域粒徑較BTL大。因此，添加比例較小時，核態PM濃度和積聚態PM濃度變化不明顯，添加比例超過60%，積聚態PM濃度明顯減小且峰值區域向小粒徑方向移動，核態PM濃度上升幅度較大。在大負荷工況下，BTL燃料的核態PM更多地向積聚態PM轉變，核態PM濃度迅速降低，積聚態PM濃度上升，石化柴油積聚態PM濃度在大負荷工況下上升更為明顯。因此，添加比較小時粒數排放粒度分布與石化柴油基本一致，添加比例超過60%后，BTL燃料的高含氧量使缸內燃燒得到改善，大粒徑積聚態粒數濃度迅速下降。

3 結論

（1）高壓共軌柴油機PM排放粒徑絕大部分在300 nm以下；BTL燃料PM排放粒度分布呈雙峰結構，以小粒徑核態PM為主，占PM總數的60%以上，峰值區域在5～20 nm之間，積聚態峰值區域在30～100 nm之間；石化柴油PM排放粒度分布呈單峰結構，以積聚態PM居多，占PM總數的55%左右，峰值區域在50～100 nm之間。

（2）不同負荷工況下的PM粒度分布規律有所不同，BTL燃料核態PM粒數濃度峰值在中等負荷達到最大值，隨負荷增加峰值急劇下降且逐漸向小粒徑方向偏移；積聚態PM粒數濃度峰值隨負荷增大而上升并逐漸向大粒徑方向移動。對于石化柴油隨負荷的增加PM數量濃度逐漸增加，超過60%后其負荷增加更加明顯且小粒徑核態PM所占比例逐漸減小。

（3）對于BTL混合燃料，在中、小負荷工況下，隨著BTL添加比例增加，燃料PM粒度分布逐漸由單峰結構向雙峰結構過渡；核態PM數量增多，50 nm以上的積聚態PM減少且峰值區域向小粒徑方向偏移。在大負荷工況下，各添加比燃料粒數濃度分布均為單峰結構，峰值區域在50～70 nm之間，以積聚態PM為主。

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篇2

生物能源是什么

生物能源又稱綠色能源，可再生，原材料遍布各地，蘊藏量極大。生物能源離我們并不遙遠，它就在身邊。垃圾、秸稈、沼氣甚至包括 “地溝油”，這些看似無用的家伙經過加工處理都能變成可利用能源。通常包括：一是木材及森林工業廢棄物；二是農業廢棄物；三是水生植物；四是油料植物；五是城市和工業有機廢棄物；六是動物糞便。

生物能源主要有沼氣、生物制氫、生物柴油和燃料乙醇。沼氣由微生物發酵秸稈、禽畜糞便等有機物產生，主要成分是甲烷；生物氫通過微生物發酵得到，由于燃燒生成水，是最潔凈的能源；生物柴油是利用生物酶將植物油或其他油脂分解后得到的液體燃料，作為柴油替代品；燃料乙醇是植物發酵時產生的酒精，以一定比例摻入汽油,使排放的尾氣更清潔。

生物能源的現狀

新型原料培育、產品綜合利用、技術高效低成本轉化，是“十二五”生物能源技術三大趨勢。原料從以廢棄物為主向新型資源選育和規模化培育發展；高效、低成本轉化技術與生物燃料產品高值利用是技術發展核心；生物質全鏈條實現綠色、高效利用。

我國現有生物質資源相當于4.5億噸標準煤，利用技術被列為重點科技攻關項目，如戶用沼氣池、節柴炕灶、薪炭林、大中型沼氣工程、生物質壓塊成型、氣化與氣化發電、生物質液體燃料等。

生物能源科技重點包括：微藻、油脂類、淀粉類、糖類、纖維類等能源植物的選育與種植，生物燃氣高值化制備及綜合利用，農業廢棄物制備車用生物燃氣示范，生物質液體燃料高效制備與生物煉制，規模化生物質熱轉化生產液體燃料及多聯產技術，纖維素基液體燃料高效制備，生物柴油產業化關鍵技術研究，萬噸級的成型燃料生產工藝及國產化裝備，生物基材料及化學品的制備煉制技術等。已經開發出多種固定床和流化床氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝為原料生產燃氣。

利用方式

1.氣體燃料。包括沼氣、生物質氣化制氣等。利用有機垃圾、生物質廢料、殘留物、廢棄物等進行發酵等工藝，生產出沼氣等可燃氣體。這種利用方式受原材料供應限制，大中型沼氣工程發展較慢。可燃氣通常用于家庭，以及專用燃氣交通工具，使用范圍較窄。可燃氣體發電同樣受到原料供應的限制。

2.液體生物質燃料。包括燃料乙醇和生物柴油，是可再生能源開發利用的重要方向。

生物柴油的原料來源廣泛：回收動植物油；含油量高的植物，如麻風樹（學名小桐子）、黃連木、文冠果、續隨子等。構建大規模生物柴油能源林是解決原料供應的根本。

燃料乙醇在經歷了以糧食為原料生產的初級階段后，逐漸向以木質纖維素等非糧食原料轉向。目前已有若干實驗試點企業運行投產。

3.固體生物質燃料。分為生物質直接燃燒、壓縮成型燃料、生物質與煤混合燃燒為原料的燃料。熱效率利用率較低，通過新型爐灶、鍋爐提高熱效率利用率，或者把生物質固化成型后采用略加改進后的傳統設備燃用，但成型燃料的壓縮成本較高。此外，生物質燃料發電也成為當前生物質能開發利用的重要方向。

美國、英國、瑞典等國家均有生物質能源發電站建設投產，我國在這方面也具有了一定的規模，南方地區的許多糖廠利用甘蔗渣發電。廣東和廣西兩省共有小型發電機組300余臺，云南也有一些甘蔗渣電廠。

在諸多的生物質利用技術中，生物質發電技術是最具發展潛力的利用技術之一。因為電的利用范圍較廣，而且可以充分利用現存電網。高效直燃發電是最簡便可行的高效利用生物質資源的方式之一。

發展生物能源的8大優勢

生物能源對環境污染小，屬于可再生能源，其普遍、易取，便于運輸，且具有以下優勢：

1.生物燃料是唯一能大規模替代石油燃料的能源產品，而水能、風能、太陽能、核能及其他新能源只適用于發電和供熱。

2.產品多樣。液態：生物乙醇和柴油；固態：原型和成型燃料；氣態：沼氣等。既可以替代石油、煤炭和天然氣，也可供熱和發電。

3.原料多樣。秸稈、林業加工剩余物、畜禽糞便、食品加工業的有機廢水廢渣、城市垃圾，還可利用低質土地種植各種能源植物。

4.生物燃料可以像石油和煤炭那樣生產塑料、纖維等產品，形成生產體系。其他可再生能源和新能源不可能做到。

5.可循環性和環保性。生物燃料是在農林和城鄉有機廢棄物的無害化和資源化過程中生產出來的產品；生物燃料的全部物質均能進入生物循環。物質上永續，資源上可循環。

6.生物燃料的“帶動性”。生物燃料可以拓展農業生產領域，帶動農村經濟發展，增加農民收入；還能促進制造業、建筑業、汽車業等行業發展。

7.生物燃料具有對原油價格的“抑制性”。生物燃料將使“原油”生產國從目前的20個增加到200個，通過自主生產燃料，抑制進口石油價格，并減少進口石油花費，使更多的資金能用于改善人民生活，從根本上解決糧食危機。

8.生物燃料可以創造就業機會和建立內需市場。聯合國環境計劃署的“綠色職業”報告中指出，“到2030年可再生能源產業將創造2040萬個就業機會，其中生物燃料1200萬個”。

相關政策

近幾年，中國生物能源產業發展迅速，產品產出持續擴張，國家產業政策鼓勵生物能源產業向高技術產品方向發展，中國企業新增生物能源投資項目逐漸增多。投資者對生物能源產業的關注越來越密切，生物能源已成“十二五”規劃扶持重點。《可再生能源中長期發展規劃》提出，未來15年內投資約1.5萬億用于發展可再生能源，到2020年發展燃料乙醇至1500萬噸、生物柴油500萬噸。2011年1月5日，總理主持召開國務院常務會議，決定實施新一輪農村電網改造升級工程。在“十二五”期間，使全國農村電網普遍得到改造，基本建成安全可靠、節能環保、技術先進、管理規范的新型農村電網。

存在問題

1.原料資源短缺。廣西木薯燃料乙醇項目，被利用為燃料乙醇原材料的木薯的前后價格差別很大，這對供應體系是個挑戰。考慮到與人畜食物相爭，很多國家都限制玉米乙醇生產，生物柴油原料不足。同樣的問題在生物質發電、成型燃料和生物柴油領域也普遍存在。制備生物柴油主要原材料――“地溝油”回收方面表現尤為突出。相比于“地溝油”制備食用油技術，生物柴油的成本高售價低，再加上相關部門監管力度不夠，造成“地溝油”回流餐桌現象普遍，也直接導致生物柴油原料供應不足。

2.技術基礎薄弱。以能源作物為原料生產燃料處于試驗階段，以廢棄動植物油生產生物柴油的技術較為成熟，但潛力有限。后備資源潛力大的纖維素生物質燃料乙醇和生物合成柴油的生產技術還處于研究階段，產業化程度低。

3.生物燃油產品市場競爭力弱。受原料來源、生產技術和產業組織等多方面因素的影響，燃料乙醇的生產成本較高。目前，國家每年對102萬噸燃料乙醇的財政補貼約為15億元，在目前的技術和市場條件下，擴大燃料乙醇生產需要大量的資金補貼。

4.銷售市場建設滯后，下游企業對接缺失。主要體現在生物液體燃料方面。以生物柴油為例，國內企業幾乎都沒有自己的加油站，很難進入中石油、中石化的成品油零售市場，銷售渠道更是匱乏單一。在生物柴油發展的黃金期，國內涉足企業數量一度達到了300多家，目前數量縮水三分之一。

中小投資者的機遇

原料加工：如綠野科技從菊芋塊莖中提取菊粉；甜高粱產量高，稈渣是造紙的好原料，作為大規模的能源作物具備有利的特性，很有前途。

油料作物種植：如北京草業與環境研究發展中心的柳枝稷、蘆竹和荻，已試種了3000畝；赤峰市翁牛特旗經濟林場，文冠果基地全國最大；湖南林業科學院能源植物與生物燃料油研究中心，選育出大果、矮化、高產、高含油的光皮樹無性系良種6個，營造光皮樹油料林30萬畝。

篇3

航空燃油的價格也是航空公司難以承受的包袱。2008年,當石油價格飆升至140美元/桶時,航空公司耗費在燃油上的成本占所有運營成本的70%左右,導致很多中小型航空公司難以為繼。今年,即便受到金融危機影響,石油價格大幅下挫,燃油成本仍占航空成本的30%～40%。

面對環境與成本的雙重困局,航空公司如何突圍?希望落在生物燃料上。

三次試飛

在大多數人眼里,生物燃料的好處非常明顯:既環保,又可再生。2008年底到2009年初,三家航空公司在一個月內分別進行了三次生物燃料試飛試驗,更是昭顯了航空界進軍生物燃料領域的決心。

2008年12月30日,新西蘭航空公司試飛波音747-400飛機,為飛機提供動力的是麻楓樹油及標準航空燃油各占50%的混合燃料。

2009年1月7日,美國大陸航空公司以海藻油與麻楓樹油的混合物為燃料,成功試飛波音737-800飛機。這次試飛是海藻油在航空領域的首次應用。相對于麻楓樹油,海藻油似乎是一種更為物美價廉的替代品。

1月30日,日本航空公司也展開試飛試驗。他們的試飛機型是波音747-300飛機,生物燃料由3種植物油混合而成:亞麻薺油、麻楓樹油和海藻油。其中亞麻薺油是主要成分,比例高達84%。

試飛試驗的結果幾乎讓所有人都感到驚喜。美國大陸航空公司在自己的官網上宣布,試飛試驗中,相對于標準航空燃油,生物燃料的能效提高了1.1%,而二氧化碳的減排量更是達到驚人的60%～80%。

與此同時,美國波音民用飛機集團也在全球尋找合作伙伴,積極開發并促進生物燃料的商業化生產,從而減少溫室氣體的排放,并降低民航業受油價波動的影響和對化石燃料的依賴。

看上去,生物燃料已然成為航空業的“救世主”。

碳排量爭議

但航空公司公布的試飛結果引起了一些科學家的質疑。

美國斯坦福大學環境工程學教授馬克?雅各布森(Mark Jacobson)認為,美國大陸航空公司公布的試驗數據的可靠性值得懷疑。他懷疑航空公司試驗數據可靠性的主要原因在于:航空公司在計算碳排放量時,“并未把生物燃料整個‘生命周期’的排放量都考慮進來,導致計算出的減排量偏高”。

不過,面對科學家的質疑,美國大陸航空公司卻顯得底氣十足。該公司全球環境事務總監李?雷尼(Leah Raney)告訴記者:“在得出最終結果前,我們考慮了生物燃料在整個生命周期內產生的溫室氣體排放量,因此對于這個結果,我們感到非常滿意,并希望這些燃料能在不久的將來投入商業生產。”

航空試驗的結果也得到了中國科學家的支持。四川大學生命科學學院院長陳放教授近年來一直致力于生物質能源的研究,他向記者表示:“據我所知,麻楓樹油等燃料的確能減少50%～60%的二氧化碳排放量。”而在石元春院士眼里,“生物燃料能否減少二氧化碳排放量的問題根本用不著討論――答案是肯定的,這已經是一個定論”。

發展中的障礙

拋開碳排放問題不談,航空生物燃料的發展也面臨諸多障礙。

2007年,由于第一代生物燃料玉米乙醇“與人爭糧”,生物燃料受到廣泛質疑,因此在開發第二代生物燃料時,不管是科學家還是航空公司,都顯得非常謹慎。

美國波音民用飛機集團總裁斯科特?卡森(Scott Carson)告訴記者,他們與合作單位開發生物燃料時,用于生產的植物來源必須滿足五個條件:不得與糧食競爭;不應威脅飲用水的供應;與石油來源的航空燃料相比,在植物生長、收獲、加工及最終使用的整個生命周期內,溫室氣體的排放量應明顯降低;不得破壞種植地區的原生態系統;在發展中國家,開發項目的相關規定或成果應能提高當地農民的社會經濟條件。

還有一些重要的限制性條件來自于技術層面。燃油必須在300℃以上、-60℃以下都能正常燃燒。另外,生物燃油還得具有“即用性”。

在如此多的限制條件下,可供選擇的用于生產航空生物燃料的原料很有限。目前,生產航空生物燃料的主要原料是麻楓樹、亞麻薺等,但由于不能與人爭地、爭水,人們只能把這些作物種植在無法播種糧食作物的貧瘠土地或荒地上。

篇4

隨著航空發動機性能的不斷改進和技術革新，航空燃料的發展經歷了六個階段：無發動機時期的人力和蒸汽動力源，內燃機系統中的航空柴油動力源，活塞式發動機系統中的航空汽油動力源，噴氣式發動機系統中的噴氣燃料動力源（多屬于煤油型），超聲速發動機系統中的高密度碳氫燃料，新能源發動機系統中的生物燃料或太陽能動力源。

目前，民航領域中使用的航空油料主要為航空汽油（AviationGasoline，Avgas）和航空煤油（Jetfuel）。在中國，航空汽油分為75號、95號和100號三種。75號航空汽油主要用于初級教練機等功率較小的活塞式發動機，95號和100號航空汽油主要用于功率較大的活塞式運輸機。我國的航空煤油標準沿襲國際成熟標準，最常用航空煤油是以煤油為基礎，再根據國際標準規格生產的JET A-1，和以石腦油與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熱值，價格較低，使用安全。

由于燃油緊缺和價格上漲，替代性航空燃料——生物燃油將是未來航空燃料發展的主要方向。2011年，全球多家航空公司進行了生物燃油試飛，但是，這類燃料仍處于研發階段，市場需求尚未成型。對于中國而言，生物燃油的研發成本高，加之缺乏航空燃油的基礎研究數據，因此很多技術瓶頸難以突破。一言以蔽之，生物燃油替代傳統航空燃料還需要很長的時間。

航油供應模式

縱觀全球的航油供應模式，基本可以分為歐洲、美國和亞洲三種經營模式。歐洲屬于“專業經營”模式，美國屬于“寡頭把持”模式，亞洲屬于“混合供油”模式。

歐洲的專業經營模式主要是機場的航油供應設施由多個石油公司（供油商）投資興建，但這些興建單位沒有航油銷售權，只負責提供專業化的儲運服務，并收取設施使用費。為飛機提供加油服務的運營者是專業化的，它們既可以是石油公司也可以是獨立的第三方。當然，在這種情況下投資興建供油設施的公司擁有絕對的先行進入優勢。

美國石油資源豐富，航油供應充足，其供給模式屬于典型的壟斷經營。美國擁有各類機場1.9萬多個，大部分機場的航油供應被具有資金和資源優勢的集團公司所控制，其他供油商很難進入。當然，個別機場也存在多家公司共同經營的情況，比如休斯頓布什國際機場就是由航空公司、供油商、分銷商和加油商共同投資經營。

亞洲航油供應兼有歐、美供油模式特點，供油模式大致可分為兩類，一類是加油設施興建方與運營方分開管理，加油設施由實行產權多元化的一家企業投資建設，加油服務則由兩家以上公司組成：另一類是加油設施的投資建設和加油服務均由一家企業提供。香港機場基本屬于第一類，其航油設施對任何一家供應商敞開大門，供應商只需支付一定的租金即可使用其設施。

航油關乎國家經濟發展和國防安全，任何國家都對航油的經營權有所保留，重大問題仍由政府主導，政府基本以直接參與和監督的方式參與航油業的管理。

我國航油供給一直受到政府的重視，1990年中國航空油料總公司的正式成立，標志著我國航油供應從分散管理走向集中管理，1993年底我國形成了集航空油品采購、運輸、儲存、加注、銷售為一體的垂直一體化的供應體系。伴隨著中國民航的快速發展，航油供應服務市場也得到較快發展。2011年，中國大陸的航油銷量超過1700萬噸，不同規模的航油企業達到12家，其中，中國航油集團已成為亞洲最大的航油供應服務企業。然而，由于受到多種因素的影響，我國航油成本居高不下，短期內在國際油品市場上很難具有競爭力。

航油供給的問題

充分的航空汽油供給是保障我國通用航空健康發展的前提。目前，我國常見的通航飛機，如運五/運五B系列、小鷹500、賽斯納系列輕型飛機、TB系列輕型飛機、鉆石系列輕型飛機等活塞式發動機飛機都是用航空汽油。但由于用戶需求量小、煉制工藝龐雜等原因航空汽油資源供應極少，通航企業面臨著航空汽油產量不足、油價飆漲等問題。

生產商少，供給量小

據估算，航空汽油（95號與100號合計，不含民航飛行學院的數據）的年需求量在8000～10000噸之間，而我國冶煉95號和100號航空汽油的獨一廠家是中石油總公司所屬的蘭州煉油廠，2010年該廠航空汽油產出量僅3000噸，航空汽油產出收入所占總收入比例不足1‰。蘭州煉油廠單批最小生產量為300噸，如果通航企業航汽采購量小于蘭州煉油廠的最小經濟批量（一般低于2000噸），廠商一般不予以生產。目前我國共有通航企業123家，雖然對航空汽油的整體需求較為可觀，但是采購力量分散，加之通航企業規模較小，資金緊張等原因，企業“單打獨斗”難以達到煉油廠的最低生產量，因此煉油廠會減少航汽的產量。油價上漲，企業運營成本飆升

航油成本過高是目前造成通航企業運營困難的主要因素之一。據統計，2000年國內航空汽油采購的價格為3035元/噸，2005年為6254元/噸，2008年為11220元/噸，2010年為15880元/噸，十年間年均增長率高達18%。由于航汽供大于求，很多航空汽油通過多種渠道到達企業手中時，價格飆漲，直接加重了通航企業的負擔。同時，有些企業通過非正規渠道購買到的航油存在著質量隱患，嚴重威脅企業運營安全。

航油輸送渠道不暢

歐美等發達國家鋪設了大量輸油管線網絡，香港、日本、新加坡使用海路運輸，航油運輸成本大幅度降低，而我國航油輸送主要使用鐵路和公路。受石油資源和運輸條件的限制，我國航油生產布局與需求不平衡，西南地區基本沒有航油生產基地，進而形成了北油南調、東油西調的資源配置格局。

通航企業采購航油的普遍運輸方式包括以下三種：一是油車運輸。優點是門到門的配送，車輛為中石化掛靠的專用油罐車，有保險，運輸過程中的一切風險由承運方負責。二是桶裝物流。適合少量采購用戶，優點是比較靈活，缺點是單位成本較高，而且存在一定運輸風險，物流一般不承運危化品，因此無保險。三是鐵路運輸。價格視距離而定，適合采購量較大用戶，優點是費用低，缺點是線路固定。

通用航空本身具有機動靈活、作業范圍廣、作業區域分散等特點，因此很多公司甚至被迫隨機攜帶油桶。航空汽油易揮發屬于極度危險的易燃液體，隨機攜帶在作業過程中存在極大的安全隱患。

油荒緩解策略

活塞類飛機在通用航空作業領域的實用性很強，占我國現有通用航空機隊規模的70%左右，業內預計我國通用航空未來將呈現快速增長的勢頭，航空汽油的需求量也將出現持續增長。為緩解航汽供給不足，建議從以下幾方面著手：

積極落實各項政策措施

2009年，民航局下發了《關于印發加快通用航空發展有關措施的通知》，為了加快通用航空發展，研究制定了十五條措施。其中，第一條“科學規劃通用航空發展”內容含航油保障設施布局；第八條“改善通用航空油料保障能力”提出為滿足通用航空發展實際需求，要建立通用航空油料保障服務體系，協調中航油集團公司、航空汽油生產企業，改善航空汽油的生產、供應及保障能力，在通用航空作業集中地區，依托現有民航機場規劃、建設航空企業存儲設施。《中國民用航空發展第十二個五年規劃》提出要建設和完善空管、維修、航油配送等保障設施，在哈爾濱、呼和浩特、烏魯木齊、珠海等地新建航空汽油配送中心。

篇5

2006年5月份，一列特殊的火車在瑞典開始正式運營。該火車共有10節車廂，最高速度可達每小時130公里――這是世界上第一列使用生物燃料的火車，使用的燃料是由屠宰場里扔掉的牛油、內臟等經過高溫發酵而產生的沼氣。據報道，瑞典打算用10年的時間，對所有辦公用車、公共汽車、旅游車和校車進行改造，最終使它們能夠使用生物燃料。

生物燃料是指從植物，特別是農作物中提取適用于汽油或柴油發動機的燃料，包括燃料乙醇、生物柴油、生物氣體、生物甲醇、生物二甲醚等，目前以燃料乙醇和生物柴油最為常見。國際市場原油價格持續處于高位，由于生物燃料能有效替代汽油和柴油，并且更具環保優勢，所以近年來，生物燃料成為世界范圍內可再生能源研究的熱點。

在生物燃料的規模化生產方面，巴西、美國、德國和中國處于世界領先位置。2005年全世界燃料乙醇的總產量約為3000萬噸，其中巴西和美國的產量都為1200萬噸。我國每年生產燃料乙醇102萬噸，可以混配超過1020萬噸生物乙醇汽油，乙醇汽油的消費量已占全國汽油消費量的20％，成為世界上第三大生物燃料乙醇生產國。

在生物柴油方面，2005年世界生物柴油總產量約220萬噸，其中德國約為150萬噸。據《南德意志報》報道，2006年，德國生物柴油銷售量已經超過300萬噸，占德國汽車柴油總消費量的10％。

短命的第一代生物燃料

美國的乙醇燃料已占運輸用燃料的3％。2006年美國國會通過的《能源政策法》規定，到2010年，汽油中必須摻入的生物燃料應是目前的3倍。歐盟在2006年春天公布的《歐盟生物燃料實施計劃》稱，到2030年歐洲將有27%至48%的汽車使用生物燃油，這將大大減輕歐盟各成員國對于石油能源的依賴。日本的一項環保計劃透露，日本要在4年內讓國內40%的汽車改用生物燃料。

中國也在積極推廣生物燃料，特別是燃料乙醇。除2004年2月已批準的黑龍江、吉林、遼寧、河南、安徽5省以外，湖北、山東、河北、江蘇等也將進行乙醇汽油使用試點。東北三省已經實現了全境全面封閉推廣使用車用乙醇汽油。國家發改委報告稱，2005年我國生物乙醇汽油的消費量已占全國汽油消費量的20％。同時，國家有關部門正在研究制定推進生物柴油產業發展的規劃以及相應的激勵政策，提出了“到2020生物柴油生產能力達到200萬噸”的產業發展目標。

國內生產燃料乙醇，主要原料是陳化糧。中國發展生物燃料的初衷，除了能源替代之外，還有消化陳化糧、提升糧食價格、提高農民收入方面的考慮。目前全球各地生產生物燃料，也是大多以糧食作物為原料，如玉米、大豆、油菜子、甘蔗等。

使用糧食作物作為生產原料的生物燃料被稱為第一代生物燃料。盡管第一代生物燃料到現在為止也只不過經歷了區區幾年的發展，并且只是在很少的幾個國家實現了規模化生產，但是它的局限性很快就顯示出來。目前世界各國都在著力研發第二代生物燃料。

第一代生物燃料的最大缺點是占用耕地太多以及威脅糧食供應。紐約理工大學教授詹姆斯?喬丹和詹姆斯?鮑威爾前不久在《華盛頓郵報》上撰文指出：生物燃料不是滿足我們對交通燃料需求的一個長期而實用的解決方案、即便目前美國三億公頃耕地都用來生產乙醇，也只能供應2025年需求量的一半。可是這對土地和農業的影響將是毀滅性的。

美國明尼蘇達大學一個研究小組2006年7月10日在美國《國家科學院學報》上指出，未來的生物燃料應該在產出效率上有明顯提高，其生產用地也不能和主要農作物用地沖突。文章指出，能在低產農田和較惡劣環境種植的作物如柳枝稷、莎草和木本植物等，可能更有前途。

2006年10月份在北京舉行的“2006中國油氣投資論壇”上，國家能源辦副主任徐錠明指出，發展生物能源不可一哄而上，要以戰略眼光，結合各地的資源情況，從實際出發。此前，國家發改委、農業部的官員，也分別對地方政府在發展生物能源方面的沖動提出忠告，要求一定不能與人爭地、爭糧、爭水。

第二代生物燃料漸成氣候

鑒于此，生物燃料業加快了新技術的開發，并將目光投向非糧作物。國際能源機構大力支持推進第二代技術的研發，二代生物燃料不僅有更加豐富的原料來源，而且使用成本很低，草、麥秸、木屑及生長期短的木材都能成為原料。加拿大已建成使用麥秸生產乙醇的工廠，德國開發了使用木材和麥秸等生產生物柴油的技術，哥倫比亞已成功地從棕櫚油中提煉出乙醇。烏拉圭畜牧業非常發達，開始以牛羊脂肪為原料提煉生物柴油。日本已經在大阪建成一座年產1400噸實驗性生物燃料的工廠，可以利用住宅建筑工程中廢棄的木材等原料生產能添加到汽油中的生物燃料。

中國在第二代生物燃料技術方面的研發也不落后于其他國家。中國科學院一個實驗室研制出一項最新科技成果，可以將木屑、稻殼、玉米稈和棉花稈等多種原料進行熱解液化和再加工，將它們轉化為生物燃料。據統計，中國目前能夠規模化利用的生物燃料油木本植物有10種，這10種植物都蘊藏著盛大潛力。豐富的植物資源，使中國生物燃油的前景非常光明。

中國除了進行以木本植物為原料的實驗外，還擴大了糧食原料的實驗范圍，探索以低產農田和較惡劣環境種植的作物為原料，并在一些技術上取得了突破。2006年8月，河南天冠燃料乙醇有限公司投產的年產3000噸纖維乙醇項目，成為國內首個利用秸稈類纖維質原料生產乙醇的項目。2006年10月19日，中糧集團在廣西開工建設的40萬噸燃料乙醇項目，所用原料為木薯，也屬于非糧作物。加工1噸燃料乙醇，用木薯的成本比用玉米和甘蔗分別低500元和300元左右。而且由于木薯適于在土層淺、雨水不宜保持的喀斯特地區種植，更有助于幫助農民增加收入。

種種跡象表明，生物燃料的發展方向正在悄然轉變，生產生物燃料的原料將由“以糧為主”向“非糧替代”轉變。

篇6

關鍵詞：能源；汽車 動力系統；發展取向

中圖分類號：TE0文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）01-0274-01

1 中國石油能源現狀

（1）人均能源擁有量低、儲備量低 我國能源相對稀缺，人均能源資源量遠低于世界平均水平。

（2）我國石油消費總體呈上升趨勢。

2005年，我國石油表觀消費量為3.2億噸。2006年全球石油消費只增長了0.7%，但中國石油消費量增長近6.7%，接近過去10年的平均增長率。07年上半年，中國經濟的高速增長推動了石油產量和消費量的雙雙攀升，預計全年石油表觀消費量將達到3.7億噸。根據分析，到2020年我國石油消費量將達到5．2－5．5億噸。

下圖為1978年－2007年我國石油年度消費量。

（3）中國石油對外依存度不斷攀升。

近10年來，中國石油消費量年均增長率達到7％左右，而國內石油供應年增長率僅為1．7％。這種供求矛盾使中國自1993年成為石油凈進口國之后，2004年對外依存度迅速達到42％。2005－2020年期間，國內石油天然氣產量遠遠不能滿足需求，且供需缺口越來越大。主要表現在：受國內石油資源的限制，2010年中國石油進口量將達到2－2．4億噸，2020年將增加到3．2－3．6億噸，而成為世界第一大油品進口國。2010年后，中國石油對外依存度將超過60％，到2020年石油對外依存度將達到70％左右。

2 汽車對石油的消耗與依賴分析

（1）汽車保有量的快速上升，導致我國對石油的需求大增。

截止2007年6月，中國機動車保有量為152,807,598輛。其中，汽車53,558,098輛，摩托車83,548,340輛，掛車800,345輛，上道路行駛的拖拉機14,880,466輛，其他機動車20,349輛。汽車耗油約占整個石油消費量的1/3，預計2020年中國汽車保有量將達1.5億輛，石油消費比例將上升到57%。這些汽車將需要每天增加200萬至300萬桶石油供應。

（2）石油的替代能源狀況不容樂觀。

對于汽車工業來說，替代能源的前途的確不可樂觀。一段時間，人們寄希望于核能、太陽能和風能等替代能源。然而，實際上，核能利用同樣需要石油，雖然產生同樣數量的功率，核能利用使用的石油量小；核能利用伴隨著巨大危險，而且處理核廢棄物也是尚未解決的難題；核能利用需要建設核反應堆（站），要保證燃料的供給和運輸，比煤能利用需要使用更多的能源，并且處理放射性物質也需要大量能源。如果想讓核能利用更加安全，就需要使用比使用煤能多幾倍的能源，而且其能源大部分要依靠石油。與石油能源相比，太陽能和風能利用的瓶頸是能源密度低、效率差，無法保證穩定供能。所以人們都認為它不可能成為主要能源。而且太陽能和風力能利用所需要的設備非常龐大，在制造這些設備時同樣需要耗費大量能源。

3 能源動力系統發展的戰略選擇

在能源壓力下，我國必須把低能耗與新能源汽車和氫能及燃料電池技術列入優先主題和前沿技術。

（1）節能汽車。

優化現有以石油和內燃機為基礎的車用能源動力系統，發展節能汽車，重點發展直噴式內燃機及其混合動力系統。

（2）混合動力汽車。

混合動力汽車是介于內燃機汽車和電動汽車之間的一種形式，能夠兼顧降低燃油消耗和減少排放污染。混合動力技術為汽車動力系統的轉型奠定了基礎平臺，是聯結現有汽車節能環保技術與新能源汽車技術之間的橋梁。

（3）電動車。

除了短期內可見利潤的先進柴油車和混合動力汽車之外，電動車的發展前途也為多數業內人士所看好。電動車包括燃料電池汽車和純電動車兩種。

（4）汽車清潔代用燃料技術。

因此如何在后石油時代，針對我國自然條件和能源資源特色，逐步改變汽車能源結構，發展汽車清潔代用燃料，在發動機上實現高效、低污染的燃燒，控制汽車發動機有害排放對我國城市大氣質量帶來的日趨嚴重的影響，已成為我國能源與環境研究中的一個十分重大和緊迫的研究課題。本文介紹了國內外各種汽車清潔代用燃料及其技術發展趨勢。

①液化石油氣和天然氣。

天然氣（NG）和液化石油氣（LPG）由于具有低的污染物排放被認為是內燃機的較理想代用燃料，已經被成功地應用于汽油機。

作為車用燃料LPG的主要成份是丙烷、丁烷和少量烯烴和戊烷。LPG辛烷值較高，燃料費比酒精、汽油、柴油等便宜，CO、NOx等有害排放量低于汽油機排放，基本上消除黑煙和顆粒物(PM)，發動機工作噪音低。天然氣的主要成份是甲烷(一般為83%～99%)及少量其他烴類和CO2等。天然氣具有較高的辛烷值，抗爆性能好，與汽油相比，燃燒更完全。天然氣汽車因為其良好的排放特性及豐富的儲量而成為各種代用燃料汽車的首選。

②氫氣。

氫氣(H2)作為汽車燃料，氫氣辛烷值高，發動機熱效率高，發動機可在空氣過量系數(λ)較大的范圍內穩定燃燒，點火能量低，不到汽油最低點火能量的1/10，且氫燃料的火焰傳播速度快，低溫下易起動，其燃燒生成物主要是水和NOx，不產生HC、CO和碳煙排放。 但在發動機上使用還有回火、早燃、燃燒控制等問題尚待解決。

氫的主要缺點是儲運性能很差，氫的沸點為-253℃，以液態方式儲存時成本高，不適宜長期儲存。氫的制取原料有天然氣、煤、水。從水制取氫有電解法、熱化學法、光解法及微生物法。至今這些制氫方法的成本及能耗都較高、難以進行大規模制氫用于車用燃料，因此氫氣必須在解決降低生產成本、儲存運輸等難題后，才能走向實用。

③醇類燃料。

醇類燃料甲醇和乙醇，具有辛烷值高、汽化潛熱大、熱值較低等特點。作為汽車燃料，醇類燃料自身含氧，在發動機燃燒中可提高氧燃比，CO和HC的排放較汽油和柴油的低，幾乎無碳煙排放；另外，由于汽化潛熱高，可降低進氣溫度，提高充氣效率，使最高燃燒溫度低，發動機的NOx排放較低。

④二甲醚。

二甲醚(Dimethyl ether)，簡稱DME，是一種含氧燃料，它無毒性，常溫常壓下為氣態，常溫時可在五個大氣壓下液化，具有與液化石油氣相似的物性。二甲醚無C-C鏈，其十六烷值大于55，具有優良的壓燃性，非常適合于壓燃式發動機，用作為柴油機的代用燃料。

⑤生物燃料。

篇7

生物質能的分類及其發展

生物質包括植物光合作用直接或間接轉化產生的所有產物，從這個概念出發，生物質能就是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉化為化學能而貯存在生物質內部的能量。生物質主要有4類：農作物秸稈及其他殘余物、林產品和木材加工殘余物、動物糞便、能源植物。但是，從作為可以產生能源的資源角度看，城市和工業有機廢棄物和有機廢水也是生物質能資源。

生物質能具有可再生性、低污染性、廣泛分布性等特點。根據技術手段可分為直接燃燒技術、熱化學轉換技術、生物轉換技術、液化技術和有機垃圾處理技術等。依據這些技術手段，生物質能可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。

直接燃燒和發電

直接燃燒發電的過程是：生物質與過量空氣在鍋爐中燃燒后，得到的熱煙氣和鍋爐的熱交換部件換熱，產生出的高溫高壓蒸氣在蒸汽輪機中膨脹做功發電。

直接燃燒是使用最廣泛的生物質能源轉化方式，技術成熟。在發達國家，生物質直接燃燒發電站可再生能源發電量的70％。與燃煤發電相比，生物質直接燃燒發電的規模較小，鍋爐負荷大多在20兆瓦～50兆瓦，系統發電效率大多為20％～30％。目前，美國生物質發電裝機容量已達10500兆瓦，70％為生物質一煤混合燃燒工藝，單機容量10兆瓦～30兆瓦，發電成本3～6美分／千瓦時，預計到2015年，裝機容量將達16300兆瓦。

國外生物質直接燃燒發電技術已基本成熟，進入推廣應用階段。該技術規模效率較高，單位投資也較合理，但它要求生物質資源集中，數量巨大，如果考慮生物質大規模收集或運輸的支出，則成本較高，比較適合現代化大農場或大型加工廠的廢物處理等，不適合生物質較分散的發展中國家。我國目前農業現代化程度較低，生物質分布分散，采用大規模直接燃燒發電技術有一定困難。

生物質氣化及發電

生物質氣化的基本原理是在不完全燃燒條件下，將生物質原料加熱，使較高分子量的有機化合物裂解為低分子量的CO、CH4等可燃氣體。轉化過程的氣化劑有空氣、氧氣、水蒸氣等，但以空氣為主。氣化原料是農作物秸稈或林產加工廢棄物。生物質氣化產出氣的熱值根據氣化劑的不同存在很大差異，當以空氣為氣化劑時，產出氣的熱值在4200千焦／立方米～5300千焦／立方米之間，該氣體可以作為農村居民的生活能源，也可以通過內燃機發電機組發電。

生物質氣化發電技術在國際上已受到廣泛重視。國外小型固定床生物質氣化發電已商業化，容量為60千瓦～240千瓦，氣化效率70％，發電效率為20％，以印度農村地區的應用比較成功。發達國家如奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等，比較關注的是生物質氣化聯合循環發電技術(BIGCC)。該技術的系統效率可達40％，有可能成為生物質能轉化的主導技術之一。這一技術存在的問題是單位投資額非常高，并且技術穩定性不夠。

我國有著良好的生物質氣化發電基礎，在上世紀60年代就開發了60千瓦的谷殼氣化發電系統。目前已開發出多種固定床和流化床小型氣化爐，以秸稈、木屑、稻殼、樹枝等為原料，生產燃料氣，主要用于村鎮級集中供氣。

生物質致密(壓縮)成型燃料技術

將生物質粉碎至一定的粒度，不添加粘接劑，在高壓條件下，可以得到具有一定形狀的固體燃料。成型燃料可再進一步炭化制成木炭。根據擠壓過程是否加熱，生物質致密(壓縮)成型燃料有加熱成型和常溫成型兩種；根據最后成型的燃料形狀可以分為棒狀燃料、顆粒燃料和塊狀燃料三種。生物質致密(壓縮)成型技術解決了生物質能形狀各異、堆積密度小且較松散、運輸和貯存使用不方便的缺點，提高了使用效率。

成型燃料在國外很受重視，開始研究時的著眼點以代替化石能源為目標。上世紀90年代，歐洲、美洲、亞洲的一些國家在生活領域大量應用生物質致密成型燃料。后來，以丹麥為首開展了規模化利用的研究工作。丹麥著名的能源投資公司BWE率先研制成功了第一座生物質致密成型燃料發電廠。隨后，瑞典、德國、奧地利先后開展了利用生物質致密成型燃料發電和作為鍋爐燃料等的研究。美國也已經在25個州興建了樹皮成型燃料加工廠，每天生產的燃料超過300噸。但生物質成型燃料仍以歐洲的一些國家如丹麥、瑞典、奧地利發展最快。

我國生物質成型燃料技術基礎好，設備水平與世界先進水平差別不很大，不足的是我國成型燃料的應用水平還不高。

沼氣技術

有機物在厭氧及其他適宜條件下，經過微生物分解代謝，產生以甲烷為主要氣體的混合氣體，即沼氣。一般沼氣中甲烷含量為50％～70％，每立方米沼氣的熱值為17900千焦～25100千焦。生產沼氣的原料可以是高濃度的有機廢水，也可以是畜禽糞便、有機垃圾和農作物秸稈等。

在發達國家，主要發展厭氧技術處理畜禽糞便和高濃度有機廢水。目前，日本、丹麥、荷蘭、德國、法國等發達國家均普遍采取厭氧法處理畜禽糞便。美國、英國、意大利等發達國家的沼氣技術主要用于處理垃圾。美國紐約斯塔藤垃圾處理站投資2000萬美元，采用濕法處理垃圾，日產26萬立方米沼氣，用于發電、回收肥料，效益可觀，預計10年可收回全部投資。英國以垃圾為原料實現沼氣發電18兆瓦，今后10年內還將投資1.5億英鎊，建造更多的垃圾沼氣發電廠。

在發展中國家，沼氣池技術主要使用農作物秸稈和畜禽糞便生產沼氣作為生活炊事燃料，如印度和中國的家用沼氣池。同時，印度、菲律賓、泰國等發展中國家也建設了大中型沼氣工程和處理禽畜糞便的應用示范工程。我國是利用生物質生產沼氣最多的國家。

燃料乙醇

生物質可以通過生物轉化的方法生產乙醇。目前在生物能源產品產業規模方面，發展最快的就是燃料乙醇。生產燃料的乙醇主要有甘蔗乙醇、玉米乙醇和木薯乙醇三種，燃料乙醇的消耗量已超過世界乙醇產量的60％以上。

巴西是世界上最早利用甘蔗生產燃料乙醇的國家。以甘蔗為原料，工藝相對簡單，既節能又節省投資，生產成本較低。目前，巴西有520多家燃料乙醇生產廠，年產燃料乙醇1200萬噸，有1550萬輛汽車以乙醇汽油作為燃料。

美國從上世紀70年代末開始用玉米生產燃料乙醇，到2005

年產量已經超過1200萬噸。盡管目前乙醇的生產成本較高，但在美國，玉米燃料乙醇已成為一種成熟的石油替代品。

我國從2002年開始用陳化糧生產燃料乙醇，生產規模達102萬噸，主要以玉米和小麥為原料。其背景是在1996年～1999年連續4年糧食總產量穩定5億噸左右，糧食供過于求，糧食階段性過剩并出現大量積壓的情況下提出的。實踐證明，糧食燃料乙醇生產技術成熟、工藝完善，是目前比較現實的石油替代燃料。

但面對我國人多地少的實際，大規模推廣應用糧食燃料乙醇顯然存在著原料供應的瓶頸問題，長遠來說必須開發非糧食為原料的乙醇燃料。“十五”期間，國家開展了非糧食能源作物――甜高粱培育等關鍵技術的研究與開發，包括利用甜高粱莖稈汁液和纖維素廢棄物等生物質制取乙醇的技術工藝。對第一種技術工藝，我國初步具備了規模化開發的基礎，但纖維素廢棄物制取乙醇燃料技術還存在技術不成熟、諸多關鍵技術尚未解決等問題。

生物柴油

生物柴油是利用動植物油脂生產的一種脂肪酸甲(乙)酯。制造柴油的原料很多，既可以是各種廢棄的動植物，也可以是含油量比較高的油料植物。實踐證明，生物柴油不僅具有良好的燃燒性能，還有良好的理化特性和動力特性。

國外通常采用大豆和油菜籽生產生物柴油，但成本稍高。為降低成本，一些國家開始用廢棄食用油和專門的木本油料植物生產生物柴油。目前，生物柴油在歐盟已經大量使用，進入商業化發展階段。2004年歐盟生物柴油產量為224萬噸，并計劃到2010年達到800萬噸～1000萬噸。

我國人多地少，發展生物柴油只能靠非食用油料資源。因此，我國目前生產生物柴油的原料主要是餐飲廢油、工業廢油、某些植物油和菜籽油、棉籽油的下腳料等。利用這些原料既回收利用了資源，又解決了環境污染問題。我國生物柴油的生產起步晚，但發展較快。目前已有30多家生物柴油生產廠。

除了上述生物質能利用技術外，還有生物制氫技術、熱裂解技術等，基本處于研究階段。

我國發展生物質能的必要性

開發生物質能具有能源與環境雙重效益，有可能成為未來可持續發展能源系統的主要能源之一。因此，許多國家都高度重視生物質能源開發，并制定了相應的開發研究計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程、美國的能源農場和巴西的乙醇能源發展計劃等。聯合國開發計劃署(UNDP)、歐盟和美國(DOE)的可再生能源開發計劃中也都把生物質能列為重點發展方向。

目前，生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣的世界第四大能源。據估算，地球陸地每年生產1000億噸～1250億噸干生物質；海洋年生產500億噸干生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量，相當于目前世界總能耗的10倍。

我國的生物質資源也相當豐富。目前我國生物質能年獲得量達到3.14億噸標準煤，到2050年資源潛力可達到9.04億噸標煤且潛力巨大。

根據發達國家的經驗可知，現今正是我國實現工業化的關鍵時期。大部分發達國家在此期間(此時人均GDP在3000美元左右)都經歷了人均能源、資源消費量快速增長和能源、資源結構快速變化的過程。這對能源安全等問題提出了更高的要求。據預測，2020年中國一次能源的需求為25億噸～33億噸標準煤，最少將是2000年的2倍；2050年的一次能源需求估計將在50億噸標準煤左右。根據我國現在的能源需求增長趨勢推算，到2020年，我國僅石油的缺口就將達1.3億噸～1.5億噸。能源供應不足問題已成為我國經濟社會發展的主要矛盾之一。因此，要從根本上解決我國能源供應不足的問題，必須實施多元化能源發展戰略，積極開發生物質能源是出路之一。

從保護環境角度看，我國SO2，排放量已居世界第一位，CO2排放量僅次于美國居第二位。2006年，SO2排放量達2550萬噸，其中約85％是燃煤排放的。酸雨面積已超過國土面積的1／3。SO2和酸雨造成的經濟損失約占GDP的2％。生物質能屬于清潔能源，生物質中有害物質(硫和灰分等)的含量僅為中質煙煤的1／10左右。同時，生物質二氧化碳的排放和吸收構成自然界碳循環，其能源利用可實現二氧化碳零排放，擴大生物質能利用是減排CO2,最重要的途徑。

另外，生物質一直是我國農村的主要能源之一。因地制宜開展生物質能利用技術及產品的研究、推廣和使用，可以把農民從煙熏火燎中徹底解放出來，既節約資源，又可以改善農民的居住環境，減少水土流失，提高其生活水平。

我國發展生物質能存在的問題

篇8

陳宣章陳瓏玥編著

十五、花卉和能源

地球形成后，每天從太陽得到能量，同時又向周圍散發能量。因失去的能量大于得到的能量，所以逐步冷卻，在表面形成地殼。大約20多億年前，地球上出現綠色植物并由它們產生氧氣。現在，每年光合作用產生1000多億噸氧氣，但是大氣中氧氣總量才200多萬億噸，因為燃燒、植動物呼吸等都消耗氧氣。

現今世界上所有工業動力，99%來自太陽，而其中99%是過去植物光合作用積累的能量。煤炭、石油、天然氣都來自古生物體。現代動力僅極小部分直接來自太陽：太陽能電池、聚光加熱（太陽灶）等；也有極小部分不來自太陽：原子能、潮汐（發電）等。還有許多能量間接來自太陽：水力發電、風力發電等。

農林業生產完全靠太陽能，植物光合作用生產糧食、蔬菜、油料、棉花、水果、樹木等。畜牧副漁業也離不了太陽能。從根本上說，人吃飯得到能量也來自太陽能。

因化石能源（煤炭、石油、天然氣）不可再生，必然面臨枯竭，人類就尋找替代，積極研究可用作能源的植物——能源植物，包括：

1。富含類似石油成分的植物：石油主要成分是烴類，如：烷烴、環烷烴等。有些植物光合作用時，將碳氫化合物儲存體內，形成類似的烷烴類。它們是最佳植物能源，生產成本低，利用率高。目前已發現并受賞識的有續隨子、綠玉樹、橡膠樹和西蒙德木等。

2。富含碳水化合物的植物：用來生產生物乙醇，如：木薯、甜菜、甘蔗等。光合作用轉化能量效率很低，<；；1%。植物生長時，自身光呼吸要消耗由光合作用生成的1/3有機物。因此人們研究高光合作用、低光呼吸的植物，并發現高產玉米、甘蔗、高粱等就是，稱之為“沒有光呼吸的植物”。它們的秸稈可生產生物酒精，直接用做汽車動力燃料。美國銷售的“汽油”，70％以上是酒精汽油（1：9混合）。

3。富含油脂的植物：有萬種以上，我國有近千種，有的含油脂率很高，如：木姜子種子含66。4%，黃脈釣樟種子含67。2%，還有蒼耳子等。這類植物既是人類重要食物，也是用途廣泛的工業原料，分四類：①大戟科有12種：含油大戟是灌木，高1。5-2米，樹膠液可制類石油燃料，每公頃每年可獲25桶生物石油；②豆科：巴西苦配巴樹，高30米，粗1米，樹干上鉆孔就流油。每洞3小時流油10-20升，每公頃每年產油50桶；只要稍加工直接用于柴油機。③其它樹木：油棕被稱為“世界油王”，果實含兩種油：中果皮榨棕油，含油32%；種仁榨棕仁油，含油10%。畝產油公斤數：油棕150-250，而椰子45-60，花生30-35，大豆15-25，棉子5-7。5。巴西試種它，3年后每公頃果實年產油1萬公斤。蘇木亞科油楠高10-30米，直徑1米以上，分布在南海周圍熱帶森林。樹干長到12-15米高時，鉆個5厘米大小的孔，2-3小時可流出5-10升油液，一棵樹一年產油50千克，可直接用于柴油機。還有油桐、澳洲闊葉木棉、美國杏槐、我國陜西的白乳木等。④藤本植物：葫蘆科油瓜，又稱“豬油果”，種仁鴨蛋大，含油70-80%，畝產油50公斤左右。

4。燃料植物：農作物及其有機殘留物，森林工業殘留物等。歐美大量種植禾本科象草作燃料發電。它又名紫狼尾草，因大象愛吃而得名，原產非洲，是熱帶和亞熱帶廣泛栽培的多年生高產牧草，植株高2-3米，甚至5米以上。草原網草、大網茅和高沙草等生長速度快，還有大戟科大戟屬、紅雀珊瑚屬和海漆屬，也是理想的燃料植物。

能直接間接生產工業用燃料油的植物統稱“石油植物”：①能直接生產者主要是大戟科，如：綠玉樹、三角戟、續隨子等。大戟科巴豆屬制的液體燃料可供柴油機使用。巴西香膠樹，割開樹皮流出樹汁，直接可當柴油使用，簡單加工可煉制汽油。每棵樹年產膠汁40-60公斤。②經加工生產燃料油者，其低分子氫化物加工后合成汽油柴油代用品。澳大利亞桉樹含油率4。2％，每噸可獲優質燃料5桶多。菲律賓和馬來西亞銀合歡樹被譽為“石油樹”，分泌乳液含“石油”量很高。樹海桐（又叫石油果）是潛在的石油代用品。10年后，工業提煉設備一晝夜中可從一千噸黃鼠樹粉中提煉18萬升石油和13萬升乙醇，剩渣可作2。5萬億千瓦熱電站的燃料。學者還發現30多種富含油的野草，如：蒲公英、馬利筋屬牛奶草等。美國黃鼠草每公頃可提取“石油”1千公斤；若經人工雜交種植，每公頃可提煉“石油”6千公斤。澳大利亞多年生野草桉葉藤和半角瓜富含石油樣液，生長特別迅速，每周可長高30厘米，一年收割數次，而且含油量高，每年每公頃可產65桶“石油”。科學家還發現300多種灌木、400多種花卉含有一定比例“石油”。

目前，大多數能源植物為野生或半野生，固定能量利用率不到l%。人類正研究用遺傳改良、人工栽培或先進的生物質能轉換技術等提高利用率，生產各種清潔燃料。據估計，綠色植物（森林為主）每年固定能量相當于6-8百億噸石油（全世界每年石油總產量的20-27倍），相當于世界主要燃料消耗的10倍。森林業能源則重視培植生長快、光合作用效率高、繁殖力強的樹。英、美等國用木材生產石油。英國某公司用液化技術，100公斤木材生產24公斤石油、16公斤瀝青和15公斤蒸汽。美國俄勒岡州某工廠，100公斤木片制30公斤石油。亞太地區有生產價值的能源植物有10多種草本、23種喬木和18種灌木。

能源植物不一定都在泥土里生長。藻類（如：西海岸巨型藻、澳大利亞叢粒藻等）和水生植物也可生產生物燃料。奧蘭多市凈化池里的風信子長勢良好，污水是它的營養物。風信子不僅凈化水源，還可得可燃氣體。加拿大科學家在地下鹽水層發現兩種生產石油的細菌，一種紅色，一種無色透明。它們繁殖很快，兩天收獲一次。一平方海里水域每年可生產14億升“生物石油”。

石油植物作為未來新能源，有許多優點：1。綠色潔凈能源，有利于保護環境。2。分布面廣，因地制宜種植，就地取之成油，不需勘探、鉆井、采礦，也減少長途運輸，成本低廉，易于普及推廣。3。生長迅速，通過規模化種植保證產量，而且是可再生的種植能源，而非一次性能源。4。使用很安全，不會發生爆炸、泄漏等事故。5。加強各國能源獨立性，減少對石油市場的依賴，可保障能源供應、穩定經濟發展。

許多國家開始研究能源植物或石油植物，建立新的能源基地，如：石油植物園、能源農場等，以滿足對能源結構調整和生物質能源的需要。植物能源將是未來可持續能源的重要部分，到2015年將占全球總能耗40%。能源植物和石油植物將在21世紀大展宏圖。

我國有4。3萬種植物，約4千種有能源開發價值，包括糖類能源植物（甜高粱、菊芋等）、淀粉能源植物（木薯、甘薯等）、纖維能源植物（芒草、秸稈等）、油脂能源植物（麻瘋樹等）、烴類能源植物、薪柴類能源植物和能源藻類。我國也不乏石油植物，如：桉樹、油楠。已查明：我國油料植物為151科697屬1554種。其中，①種子含油40％以上者154種；②分布廣、適應性強，可建立規模化生物燃料基地的喬灌木近30種；③分布集中可作原料基地，并能利用荒山、沙地等進行造林，建立規模化良種供應基地的生物燃料木本植物有10種。中國林業科學研究院已列出60余種能源植物，可作固體燃料直接燃燒或借助科學方法（干餾、發酵等）轉換為炭、可燃氣、生物乙醇或生物原油等。

中國荒山、沙地造林任務大，如結合林業六大工程進行資源基地建設，將為生物燃料油提供充足原料。如：中國黃連木有極強適應性，在溫帶、亞熱帶、熱帶均能正常生長，是重要的荒山、荒灘造林樹種，也是優良的油料及用材樹種；其種子含油40％以上，可作工業原料或食用油。中國黃連木約200萬畝，畝均產500公斤種子，共10億公斤，能生產生物燃料油40萬噸（每2500公斤生產1噸）。其他木本能源植物亦蘊藏著巨大的潛力。

篇9

巴西：用甘蔗開發乙醇汽油，占全國能源消耗四成多

南非：將煤炭液化成燃油，世界各國爭相引進該技術

德國：生物煉油大行其道

面對國際原油價格居高不下的局面，德國政府積極鼓勵石油化工企業，開發石油替代品，解決國內燃油問題。

1988年，德國著名的聶爾化工公司首先從油菜籽中提煉出生物柴油。這種柴油不僅價格低廉，而且以植物作原料，燃燒徹底，汽車尾氣排放的二氧化碳含量比使用普通柴油低50%，更有利于環保。生物柴油的出現，有效地減輕了德國石油緊缺的負擔，得到德國政府的大力扶持。為了鼓勵生物柴油的生產，國家除了每年向種油菜的菜農提供適當的經濟補貼外，還對生物柴油的生產、銷售企業減免稅收，為開發新品提供資金。目前，德國15%的加油站供應生物柴油，它已成為長途貨車和公交汽車的主要油源。殼牌公司今年計劃在德國北部投資4億歐元，再建一個生物柴油提煉廠，預計2008年年產量將會達到2億升。作為正式合作伙伴的大眾汽車公司和奔馳公司也主動簽約，承諾未來生產的私人轎車將不再需要改裝，可以直接使用生物柴油。

與此同時，德國人的買車觀念也發生了變化。很多人放棄了速度快、耗能高的豪華車，改開小型節能車。以天然氣和太陽能為燃料的新型車尤其受到德國人的歡迎。有了政府的鼓勵和支持，不但各大石油化工生產廠家推陳出新，不斷開發新型燃油，就連老百姓也想盡辦法尋找石油替代品。

在德國，飯館和小吃店的大量廢棄食用油不能隨意傾倒，必須向環保部門支付收集費，統一處理。兩年前，柏林成立了一個名為“生物出租車”的公司。他們的汽車完全采用食用油為燃料。“生物出租車”公司的員工，每天從各個飯館免費收集廢油，經過仔細地過濾加工后，注入油箱和普通柴油混合使用。由于食用油也是從植物中提煉，原則上和生物柴油沒有區別。

該公司負責人介紹，這樣一箱“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。只是在冬天的時候，普通柴油的添加比例要高于食用廢油，否則汽車不容易打著火。如今，這個本來是為了省錢而想出的辦法卻成了一個賺錢的門路。柏林很多私人出租車和長途貨車司機都向他們訂購“合成”柴油。原來的幾個普通漏斗，早已被新型的過濾設備所代替，食用廢油和普通柴油的混合比例也經過化工專家的調試得到了認可。民間簡易“合成”柴油，雖稱不上是真正的石油替代品，但也算是老百姓在尋找新能源過程中的一次嘗試。

另外，從2004年1月起，德國政府作出在汽油、柴油中強制加入不超過5%的生物燃油的決定。這類從谷物、甘蔗、甜菜、木料，甚至是家庭生物垃圾中提煉的燃油，具有和生物柴油一樣的優點：與普通汽油混合燃燒后，減輕了環境污染，進一步節約了能源。

巴西：乙醇汽油使其不受世界油價影響

近期世界油價猛漲，對各國的經濟產生了較大沖擊。然而，巴西的油價卻保持平穩，經濟穩中有升，被世界銀行評為“最好、最健康的運行時期”。巴西從一個能源主要靠進口、經濟常隨世界油價波動的貧油國，發展到今天能源基本自給自足，其推廣使用乙醇燃料、實行能源多樣化的戰略功不可沒。

巴西石油蘊藏量很少，直到近幾年才發現了海上石油，但仍處于勘探階段。上世紀70和80年代的兩次石油危機，沉重打擊了能源依賴進口的巴西經濟。巴西政府在大力發展本國石油工業未果后，轉而研發替代能源。

巴西根據本國的國情，以甘蔗為原料，開發乙醇燃料，全部或部分替代汽油，在全國廣泛推廣使用。經過近10年的努力，巴西今年已實現了能源自給，并成為能源輸出國，乙醇汽油源源不斷地輸往世界各地。

為了推行能源替代計劃，巴西政府通過國家法律，強制推廣使用乙醇汽油。1975年巴西實施乙醇燃料計劃并獲得成功，開發了汽車用乙醇燃料。一開始，法令規定在全國所有地區銷售的汽油中必須添加2%－5%的乙醇。此后，又陸續頒布法令提高乙醇的添加比例，到2002年，這一上限已提高到25％。巴西是世界上惟一不使用純汽油做汽車燃料的國家，乙醇燃料添加比例是世界上最高的，乙醇汽油約占巴西全部能源消耗量的43%。

要推廣使用替代能源，得有相應的技術和設備。巴西從上世紀70年代開始投入巨額資金研制“乙醇汽車”。政府部門下令汽車生產廠商對發動機等設備進行相應的改造，規定無論是巴西本土生產的還是進口的汽車，都需符合使用乙醇汽油的標準才能在巴西銷售。乙醇汽油則由批發公司統一負責調配添加比例，以成品乙醇汽油供給加油站，各加油站不得自行其是。1999年，巴西研制的乙醇汽車技術獲重大突破，采用電子打火，增強了動力，乙醇汽車更加經濟、耐用。2003年，福特汽車公司巴西分公司推出首輛汽油-乙醇雙燃料車,在油箱內設計了“靈活燃料探測程序”，對注入油箱的燃料進行辨別并將信息傳送到汽車發動系統。該類車既可單獨使用乙醇汽油，也可使用任意比例的汽油和乙醇混合燃料。大眾、通用和菲亞特的巴西分公司隨后也陸續推出了可以使用乙醇與汽油任何比例混合燃料的汽車。

目前，乙醇汽車的購車價格、車輛使用壽命和維修保養等費用都與汽油汽車持平。雙燃料汽車的問世更解決了使用方便的問題，人們可以在任何加油站，根據需求加任何一種汽油。乙醇汽油的價格僅是純汽油的60%左右。根據汽車的性能指數，使用乙醇汽油的惟一缺陷是使汽車的功率稍顯不足，但是這一缺陷主要表現在高速行駛時，在限速的城市中行駛幾乎沒有影響。

經濟、實用、方便、省錢和環保使乙醇汽油受到巴西消費者的青睞。據巴西政府公布的數據，全國使用乙醇汽油的汽車超過1550萬輛；完全用乙醇作燃料的乙醇汽車220萬輛，占全國汽車保有量的16%左右。在全國所有的加油站，乙醇汽油與乙醇燃料同時供應，任人選用。記者發現，如今使用這些新燃料的人越來越多。

由于與本國支柱產業蔗糖生產相結合，巴西逐步形成甘蔗生產乙醇燃料乙醇汽車這一全新的生產鏈條，國際石油價格對巴西社會經濟影響因而大大減弱，農民的甘蔗種植與蔗糖生產也相對穩定。

在發展乙醇燃料的基礎上，巴西近幾年還加大了研發生物柴油的力度。2004年巴西政府公布了使用生物柴油的臨時法令，宣布將于2007年開始在礦物柴油中摻加2%的植物油，到2012年增加到5%。巴西最大的棕櫚油生產企業棕櫚農業集團已在巴西北部的貝倫市建廠，并同里約熱內盧大學簽訂了技術合作協議，計劃年生產生物柴油800萬升。阿拉比集團也在東北部的皮奧伊州建廠，以蓖麻籽為原料生產生物柴油，并計劃在中西部和南部建廠，使用當地出產的大豆和向日葵生產生物柴油。

南非：煤變油技術走紅世界

南非幾乎擁有世界上所有種類的礦產資源，卻非常缺乏重要的戰略資源――石油。為此，南非政府決定另辟蹊徑，利用其居世界第五位的煤炭儲藏擺脫缺油的困局。1927年，南非政府發表白皮書，正式將開發煤炭液化技術列為解決能源問題的戰略重點。1947年，南非通過《液化燃料和石油法案》，將此戰略重點正式以立法形式確定下來。

上世紀50年代起，國際社會對南非的石油禁運和制裁，迫使南非加快了新能源技術開發的步伐。1955年，南非薩索爾（SASOL）公司成功生產出第一桶煤變油。50年來，該公司已經提煉生產出15億桶燃料，是世界上惟一一個大規模煤炭液化的公司，也是南非最大的化工和燃料公司，其煤變油產品占南非燃油市場的28%，每年為南非節省的外匯高達51億美元。20世紀70年代的石油危機后，該公司又陸續建立了塞孔達等3個工廠基地。除了煤變油技術外，薩索爾公司還研制開發出一系列的石油化工產品，其石油產品占到南非市場的40%。

國際市場石油價格的一路飆升和能源短缺日趨嚴重，使曾因廉價石油而一度遭到發達國家遺棄的煤變油技術，又重新被提到戰略高度上來。許多有戰略眼光的政府和企業紛紛將目光聚焦在南非，薩索爾公司因此成為國際上爭相洽談合作的香餑餑。美國、巴基斯坦、印度、印度尼西亞等國家都表示有意引進薩索爾煤變油技術。中國的煤炭、石化企業也一直在尋求與薩索爾公司合作，前來南非洽談業務的中國代表團逐年增多。2004年，我國國家體改委與該公司簽訂了合作協議書，確定在陜西和寧夏投資60億美元建立兩個煤炭液化基地。

南非雖然有了煤變油技術，也在南部沿海的莫索灣發現了天然氣，但是目前對石油的進口依賴依然很強，市場上的燃油價格也隨著國際油價而不斷上升。和進口油相比，薩索爾公司的燃油質量與其不相上下；價格上，兩者汽油售價完全相同，薩索爾公司的柴油比進口柴油還略便宜一些。因此，在成本變動不大的情況下，油料漲價給該公司帶來了巨額利潤。

篇10

目前，全球奔馳在路上的車輛每日消耗著約1000萬噸石油，占了全球石油日產量的一多半。如何用可再生能源驅動這些石油“吞噬獸”，已經成為新千年的重大任務之一。無論是混合動力、氫動力，天然氣還是生物燃料，都成為了人們期望的目標。

制約著生物燃料發展的一個重要因素是土地資源 5使有限的土地既要為人類提供足夠的糧食，又要生產出足夠的燃料，這顯得很困難。德國2005年共生產了170萬噸可用于柴油機的油菜籽油，生產這些油菜籽油使用了德國全部可耕種土地的1/10。即使在最好的年景下，這些土地才可以生產出200萬噸生物柴油，這對每年消耗1.3億噸石油的德國而言，確實是杯水車薪。

巴西的燃料構成中酒精燃料已經達到40％，但這種看上去是一種幸事的景象對于當地的環境而言卻是一種災難：數百萬公頃的熱帶雨林已經被開墾出來，用于種植生產酒精燃料的原料――甘蔗。

而且，汽車使用酒精做燃料，需要配置更大的油箱，因為酒精所包含的能量僅為汽油的2/3。這意味著如果要取代同樣能量值的傳統燃料，則需要更多的土地來生產制作酒精的原料。

據德國農業部負責生物燃料的可再生資源機構計算，1公頃德國耕地收獲的谷物可以生產出2500L乙醇，而1L乙醇燃料所包含的能量約合0.66L傳統汽油燃料，則1公頃土地生產的乙醇燃料只能替代1650L傳統燃料。

如何研發出一種新技術能夠同時實現糧食與燃料兩大目標成為目前生物燃料領域的研究重點。德國西部的卡塞爾大學農作物科學研究院教授康拉德舍費爾表示，生長于地球表面的植被所包含的能量超過目前人類能源需求的8％～10％。將這些不斷再生的能量高效地轉化為人類需要的燃料，無疑是解決人類能源問題的一個突破口。

第二代替代燃料

未來，替代燃料將在降低CO2排放上將發揮重要作用，這一觀點得到了世界各大汽車廠商的支持。不過是發展第一代替代燃料，還是主攻第二代替代燃料，各大廠商卻各執一詞。對于此，奧迪堅定地站在第二代替代燃料一邊。

可以看到，第一代替代燃料――例如生物乙醇和生物柴油――在很多國家應用廣泛，這些生物燃料來自小麥、玉米和油菜等農作物。它們的確提高了CO2的平衡，因為在燃燒過程中釋放出來的CO2與這些植物在生長過程中所吸收的CO2是相同的。然而，它們與糧食作物種植形成了直接的競爭關系，這一點在如今世界糧食危機的大趨勢下顯然有些不太人道。而且在其生產過程中，產量也較低，因此，它們在降低CO2排放上的優勢大打折扣。

第二代替代燃料則可以很好地解決這一問題。它們將不再需要使用農作物，而是使用它們的廢棄材料，并能減少約90％的CO2排放量。它們的特點還包括：可以進行準確配比，以滿足發動機的具體需求，因而使燃燒過程非常高效，產生非常低的排放。一個特別引人注目的例子是取自生物質能的“陽光柴油(SunDiesel)”，它可以很好地替代取自礦物油的柴油。目前，以“陽光柴油”為燃料的奧迪A3 1.9 TDI每公里就至少降低20g的CO2排放。

何謂“陽光柴油(SunDiesel)”

奧迪主要推薦使用的“陽光柴油(SunDiesel)”，其實就是植物經過高溫處理形成的一種生物合成燃料。這種燃料藉由所謂的費托合成(FischerTropsch)制成。德國早在上世紀20年代中期，便開發出了該合成技術，該過程通過一氧化碳和氫氣的混合產生液體碳氫化合物。合成燃料的巨大優勢在于其不含硫和芳烴，這意味著內燃機能大幅減排，尤其減少微粒和硫化物的排放，從某些角度看，減排的潛力可達80％。

“陽光柴油(SunDiesel)”要比用石油生產的各種發動機燃料清潔得多，它完全無毒，并且沒有氣味。此外，據專家們估計，每年從每公頃植物中可以生產4000公升陽光柴油，這相當于菜籽油產量的3倍，乙醇產量的1.5倍。甚至還可以從更多的生物材料中獲取更多的陽光柴油。例如，木材碎屑這種源料就是一流的能源供應者。尤其是如果陽光柴油不作為汽車的燃料，而是被用于發電和供熱，就會比普通的柴油更具有競爭力。

從CO2平衡的角度來看，由生物制成的所謂“陽光柴油(SunDiesel)”也格外具有吸引力，該燃料由植物做原料研制而成，在燃燒時釋放的CO2少于之前植物通過光合作用從大氣中吸收的CO2。當前，一臺使用傳統石油制成柴油的奧迪A4 TDI每公里排放149g的CO2，而由“陽光柴油(SunDiesel)”驅動發動機時，每公里僅排放22g的CO2，當該生產技術擴展到一定產業規模時，這一數字可能還會進一步下降。

與傳統的石油制成柴油燃料相比，“陽光柴油(SunDiesel)”還具有以下的優點：

1、具有高十六烷值，所以燃燒熱值遠優于常規柴油：

2、沒有芳香類化合物，不含硫，因此明顯降低有害物排放；

3、可以利用于現有基本設施和發動系統；

4、幾乎百分之百的CO2中性(所謂的“CO2中性”，就是做到不給地球增加CO2負擔)。

當然，一些專家學者認為，植物材料更適合用來生產電力和熱力，比用來驅動汽車更有效率。瑞士聯邦理工學院的資源專家托馬斯努斯鮑爾直言，以樹木為原材料的生物燃料不適合應用于道路運輸中。努斯鮑爾表示，木材在供應熱量方面可以像礦物燃料一樣有效率，但是當其用于發動機燃料時僅能釋放其能量的3/4。

對此，行業內的巨擘――科林公司的生物燃料管理負責人邁克爾道埃特邁爾表示，他不懷疑努斯鮑爾計算的準確性。但道埃特邁爾認為努斯鮑爾忽略了問題的關鍵。道埃特邁爾反駁說，在熱力和電力生產方面，目前已經有許多礦物能源的替代物，如地熱、太陽能。風力和水力，但是“對于運輸領域，目前尚沒有可行的礦物能源替代者”。“陽光柴油(SunDiesel)”盡管不能實現完全能量效率，但能夠保證運輸系統繼續運轉。

“陽光柴油(SunDiesel)”的誕生

“陽光柴油(SunDiesel)”誕生在德國東部薩克森州弗賴貝格市，其發明人博

多?沃爾夫曾經是一名煤礦工人，激發沃爾夫這名頗具想像力的德國工程師進行“陽光柴油(SunDiesel)”研發的是一個簡單的事實：石油、天然氣和煤炭――它們都是太陽能的“結晶”。

事實上，所有工業時代使用的礦物燃料都是遠古時期植物和動物埋入地下的產物。在巨大的壓力和高溫的作用下，這些有機物轉化為今天使用的固體、液體和氣體能源。

沃爾夫所發明的轉換工藝，可以使這個轉化過程在很短的時間內完成。沃爾夫為這種名為“碳-5方法(CARBO-V)”生產工藝申請了專利。“碳-5方法(CARBO-V)”在幾個小時內實現自然界需數千年才能制造出的結果：木材、稻草和任何形式的除去水分的有機物，在一個由燃燒裝置和催化劑組成的系統中，轉化為合成氣體。這些氣體經應用于煤炭和天然氣液化領域的費托合成(FischerTropsch)反應裝置處理可以轉化為柴油燃料。

沃爾夫在弗賴貝格注冊了一家名為“科林”(CHOREN)的公司，進行“陽光柴油(SunDiesel)”的生產試驗。“科林”的前三個字母分別代表著構建有機生命和傳統燃料的元素――碳(C)，氫(H)和氧(O)，名字中的后三個字母是“可再生”一詞的縮寫。

到目前為止，科林公司僅建了一座試驗生產廠。公司的遠景目標是在德國東部盧布明市建設一座年產20萬噸柴油的生產廠。

科林的(CHOREN)的發展

雖然“陽光柴油(SunDiesel)”目前尚未進行商業化生產，但其發展遠景已激起了歐洲汽車工業的巨大期望。戴姆勒汽車公司，克萊斯勒汽車公司以及奧迪的母公司――大眾汽車公司于2003年成為科林公司的“陽光柴油(SunDiesel)”項目的合作伙伴，殼牌也在2005年開始對該公司投資。而在目前，大眾甲殼蟲、高爾夫和奧迪的A3，A4和A5都開發了應用“陽光柴油(SunDiesel)”的相應車型。

日前，科林公司向大眾展示了他們新開發出的從生物質中提取柴油等燃料的整套實際生產設備。他們期望通過這一展示，讓更多的廠家了解“陽光柴油(SunDiesel)”這一非常具有前景的燃料產品。

走進該公司，首先映入眼簾的是一個約20余米高的半開放式廠房，其中整齊排列著大大小小的鋼鐵容器，彎彎曲曲的管道串連其中。廠房外是一個露天堆場，放著許多諸如木屑等的“廢料”。而在廠區之外，則停放著幾輛各種型號的大眾、奧迪與奔馳系列轎車，其車身上均醒目的噴印著“陽光柴油(SunDiesel)”的字樣，這些車輛的汽缸中點燃的，正是運用該公司新型工藝從生物質中生產出的“陽光柴油(SunDiesel)”。

該公司的設備主管舒爾茨先生介紹說，這是一套年產15萬噸柴油的生產設備。它利用諸如木屑、秸稈以及生活垃圾等生物質為原料，再經過一套分解、提取、合成等復雜工藝后，可從每10t的生物質中提取2～3t不等數量的柴油。生產出來的柴油質量完全可達到使用傳統工藝生產的柴油標準，可用于各種交通工具驅動需要以及工業生產使用。

舒爾茨說，利用他們的設備生產出的柴油成本約為每公升75歐分(約合7元多人民幣)，與目前在加以重稅之后在德國市場上銷售的柴油價格相當，因此若要擠占市場還有許多困難。但在人類建立可持續發展的能源系統，促進社會經濟的發展和生態環境改善的要求下，他們的這一項目依然被普遍看好。

該公司的負責人沃爾夫博士詳細介紹說，太陽照射地球，一部分能量以簡單的直接利用方式被人類獲取，而另外一部分則貯存在生物質中。這些能量除去被消費的部分外，剩余產物大致為碳、二氧化碳和氫氣等。而正是利用這3種基本產物作為原料+利用他們研發出的“碳-5方法(CARBO-V)”生產工藝，就可以提取出柴油等燃料來。

奧迪的母公司――大眾汽車公司總裁皮舍茨里德評價說，盡管目前以氫氣、燃料電池等為驅動能源的汽車研發方興未艾，但普遍存在著成本過高的缺點，以生物質能為新型汽車能源潛力巨大。

大眾以及奧迪的積極態度

在德國西部城市沃爾夫斯堡有一座“奇特”的建筑，這就是大眾汽車公司的“汽車城”。徜徉在這座宏大的建筑內，人們可以感受到汽車的歷史與輝煌。但建筑內最為特別的或許是一個由透明塑料做成的“植物溫室”――這間溫室展現了汽油時代結束時汽車社會的前景。人們操作溫室內的機械手臂種下豆瓣菜，8個星期后，大眾以及奧迪的科學家可以用這些裝點色拉萊的豆瓣菜生產出一滴柴油。據公司的研究人員表示，這滴柴油可以使拖拉機前進2m。這或許對拖拉機這樣的農業機械不算什么，但對處于高速發展中的現代社會而言，這代表著解決燃料問題的“一線希望”。