生物质燃料综述

1、生物质燃料综述生物质燃料综述一.定义1.1 生物质生物质：生物质是指利用大气、水、土地等 通过光合作用而产生的各种有机体，即一切有生 命的可以生长的有机物质通称为生物质。 它包括植物、动物和微生物。特点：可再生、低污染、分布广泛表1生物质分类表林业 资源林业生物质资源是指森林生长和林业生 产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、 在森林抚育和间伐作业中的零散木材、 残留的树枝、树叶和木屑等；木材采运 和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢 头、板皮和截头等；林业副产品的废弃 物，如果壳和果核等。农业 资源农业生物质能资源是指农业作物（包括能 源作物）；农业生产过程中的废弃物，如 农作物收获时残留在农田

2、内的农作物秸 秆（玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆 秸和棉秆等）；农业加工业的废弃物，如农业生产过程中剩余的稻壳等。业有城市 固体 废物 畜禽 粪便生活污水主要由城镇居民生活、商业和 服务业的各种排水组成，如冷却水、洗和 工浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排 水、粪便污水等。工业有机废水主要是 酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸 及屠宰等行业生产过程中排出的废水 等，其中都富含有机物。城市固体废物主要是由城镇居民生活垃 圾，商业、服务业垃圾和少量建筑业垃 圾等固体废物构成。畜禽粪便是畜禽排泄物的总称，它是其 他形态生物质（主要是粮食、农作物秸 秆和牧草等）的转化形式，包括畜禽排 出的粪便、尿及其

3、与垫草的混合物。1.2 生物质能生物质能：就是太阳能以化学能形式贮存在 生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能 量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作 用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取 之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也 是唯种可再生的碳源生物质能源的特点：（1）可再生性。（2）清 洁、低碳。（3）替代优势。（4）原料丰富。利用途径：生物质能的利用主要有直接燃烧、 热化学转换和生物化学转换等 3种途径。生物质 的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国 生物质能利用的主要方式。生物质的热化学转换 是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭 化、热解和催化液化，以生产气态燃料

4、、液态燃 料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包 括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。二.生物质能国内外利用现状目前，生物质能是仅次于煤炭、石油和天然 气而居于世界能源消费总量第四位的能源。 生物 质能是重要的可再生能源资源，具有资源种类 多、分布广的特点，在当今能源日趋紧张的情况 下，越来越引起人们的关注。生物质中硫含量和 灰分含量较低，利用过程中对环境污染小，不会 增加自然界碳的循环总量，对于未来的能源战略 具有深远意义。根据 BP公司2013年统计年鉴 可知，世界生物燃料的产量由 2002年的11830 千吨油当量增加到2011年60286千吨油当量。根据EL Insights

5、于2010年9月发布的报告，从 2010年到2015年，全球生物制造市场预计将从 5729亿美元增加至6937亿美元，相当于在此期 间的复合年增长率（CAGR）为3.9%。2.1国外生物质能的利用情况美国国会于2008年5月通过一项包括加速 开发生物质能源的法案，要求到 2018年后，把 从石油中提炼出来的燃油消费量减少20%,代之以生物燃油。据2010年美国能源展望，到 2035年美国可用生物燃料满足液体燃料总体需 求量增长，乙醇占石油消费量的17%,使美国对进口原油的依赖在未来 25年内下降至45%。 2009-2035年美国非水电可再生能源资源将占发 电量增长的41%,其中生物质发电占比

6、最大为 49.3%。美国还欲在中西部打造航空生物燃料基 地，这将极大促进美国航空行业的绿色发展据欧洲EurObserv公司于2010年12月发 布的统计报告，2009年欧洲从固体生物质生产 的一次能源又创新高，再次达到 7280万吨油当 量，比2008年增长3.6%。统计表明，欧洲成员 国2008年从固体生物质生产的一次能源比 2007 年增长2.3%,即增长达150万吨油当量。这一增长尤其来自生物质发电，比2007年提高10.8%,增长5.6TWh。来自固体生物质发电的 增长尤为稳定，自 2001年以来年均增长率为 14.7%,从 20.8TWh 增长至U 2009 年 62.2TWh。 2

7、009年这一生产的大多数即 62.5% ,来自于联 产设施。欧盟生物质基电力生产自2001年以来翻了二番，从2001年20.3TWh增长至IJ 2008年 57.4TWh。欧洲委员会于2010年5月表示，已 采取积极步骤来改善欧盟的生物废弃物管理，并 以此取得大的环境和经济效益。 分析指出，欧盟 运输业2020年可再生能源目标约1/3将可望通 过使用来自生物废弃物的生物气体来得以满足。瑞典是世界上道路交通最不依赖于化石燃料的国家之一，据报道，2009年，瑞典政府批 准了一项计划，到2020年将使可再生能源达到 该国能源消费总量的 50% o此外，该国旨在到 2030年使其运输部门完全不依赖于进

8、口化石燃 料。根据瑞典生物能源协会(Swedish Bioenergy Association)统计，瑞典从生物质产生的总的能 源消费在2000-2009年期间已从88TWh增加至 115TWh。而在此期间内，基于石油产品的使用 量已从142TWh减少至112TWh。至2009年， 生物质已超过石油，成为第一位的能源来源，占 瑞典能源消费总量的 32%。据预测，生物质能 的消费在2011年将继续再增长10%。在瑞典， 生物质供热发电1030亿度，占全国能源消费总 量的16.5%,占供热能源消费总量的68.5%。瑞 典首都斯德哥尔摩清洁能源轿车约 10万辆，包 括使用乙醇的车、使用生物燃气车和混

9、合动力 车，占轿车总量的11%。瑞典计划到2020年在 交通领域全部使用生物燃料，率先进入后石油时 代。德国政府提出了生物经济战略，提出通过大 力发展生物经济，以摆脱对化石能源的依赖、增 加就业机会、实现可持续发展、提高德国在经济 和科研领域的全球竞争力，且在 2010年，启动 了 “2030年国家生物经济研究战略通向生物经 济之路”科研项目，计划2011年至2016年间投 入24亿欧元用于生物经济的研发应用。英国生物质生产商和出口商公司非洲可再 生能源公司（AfriRen）于2010年12月宣布，进军 非洲大陆开发生物质能，该公司与非洲领先的农 业集团SIFCA旗下的GRE公司签订长期生物质

10、 供应合同，GRE公司拥有2.1万人，营业收入为6亿欧元。AfriRen公司与合作伙伴将初期投资 1600万美元，为欧洲生物质购买商创建一个平 台。欧洲目前进口的几乎所有生物质都来自于美 洲，AfriRen公司将采用最新的技术在非洲开发 可再生能源项目。AfriRen公司旨在成为非洲最 大的生物质生产商，预计仅从其在加纳的作业， 自2011年起每年就可出口 12万吨木屑，木屑符 合欧洲生物质规格和可持续性标准。这是 AfriRen公司第一个项目，该公司已与SIFCA旗下的加纳橡胶Estates公司签约8年合同，从 他们在Takoradi附近的橡胶树种植区出口木屑 生物质。丹麦正准备在全国前5大

11、城市，逐步减少并 淘汰燃煤发电站，要求发电站进行技术改造，使 用生物燃料替代煤和燃油，作为城市生产和生活 的主要能源来源。巴西所有汽油中都强制加入了 25%的乙醇， 2010年起所有普通柴油中生物柴油的比例也达 到5% ,提前三年进入B5时代。凭借生物能源 这张王牌，巴西政府表示有信心实现到 2020年 减排36%的目标。印度于2004年开始了石油和农业领域的“无声革命”，制订了 2011年全国运输燃料中必 须添加10%乙醇的法令。2.2我国生物质能的利用情况我国拥有丰富的生物质能资源，据测算，我 国理论生物质能资源为50亿吨左右标准煤，是 目前中国总能耗的4倍左右。在可收集的条件 下，中国目

12、前可利用的生物质能资源主要是传统 生物质，包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、生 活垃圾、工业有机废渣与废水等。我国十八大报 告中就明确提出“支持节能低碳产业和新能源、 可再生能源发展，确保国家能源安全”。中华 人民共和国可再生能源法和可再生能源中长 期发展规划的制定，以及国内相关鼓励政策的 推行，加快了我国生物质利用技术的发展。近年 来我国生物质能源行业发展迅速，主要利用方式 有以下5种：(1)生物质成型燃料目前国内生物质成型燃料主要用于发电厂 和工业锅炉的燃料等，仍处于市场发展初期，能 实现规模化生产的企业不多。大部分企业的生产 规模较小，企业生产工艺不稳定、生产设备的技 术不成熟，故障率比较

13、高，对下游生物质成型燃 料应用市场的开拓工作较为滞后。(2)生物质气体燃料沼气沼气技术是我国发展最早、最普遍推广的生 物质能源利用技术。户用沼气在我国已经有几十 年的发展历史，目前已基本成熟。据农业部统计, “十五”期间政府累计投资34亿元用于农村户 用沼气的建设。至2010年，全国农村户用沼气 总数达到4,000万户，占适宜农户的30左右， 年生产沼气155亿立方米。生物质可燃气(BGF)在缺氧条件通过高温气化工艺，将固体生物 质原料转化为清洁的燃气。瑞典、美国、意大利、 德国在该领域处于领先水平。国外生物质气化装 置一般规模较大，自动化程度高，工艺较为复杂, 以发电和供热为主。近年来，我国

14、生物质气化技 术取得了重要突破，发行人与中科院广州能源所 联合开发了 BGF代油/气技术，并拥有这一技术 的知识产权，该技术目前已成功应用于华美钢铁 60万吨/年钢铁加热炉生产线。(3)生物质发电随着可再生能源法和相关可再生能源财政补贴政策的出台，尤其是国家对生物质发电厂 的上网电价优惠措施的实施，我国生物质发电发 展迅速。截至2010年底，全国投产和在建的秸 秆直燃发电项目170多个，总装机容量约 400 万千瓦，其中已投产的装机容量约为150万千瓦(资料来源：国家发展改革委有关负责人就“十二五”农作物秸秆综合利用实施方案有 关问题答记者问)。目前，我国生物质发电行业尚 处于起步阶段。(4)

15、生物质液体燃料 生物乙醇我国生物乙醇生产规模相对较大，主要以粮 食为原料。由于我国人均耕地面积不足 1.4亩， 不足世界平均水平的 40%,使得我国以粮食为 原料的生物乙醇发展潜力有限，大规模利用存在 原料供应的瓶颈。为了避免“与人争粮、与粮争 地”，2007年9月，国家发改委发布关于促 进玉米深加工健康发展的指导意见指出，“十一五”期间我国原则上不再核准新建玉米深加工 项目，要求各地立即停止备案玉米深加工项目， 而且对在建、拟建项目进行全面清理，对已备案 尚未建的项目全面叫停，并大力鼓励发展非粮食作物为原料开发生物乙醇。目前国内数家企业和 科研单位都在积极开展纤维素乙醇的研究及产 业化尝试。

16、生物柴油我国生物柴油产业化发展起步于本世纪初， 随着生物柴油产业日益受到国重视， 近年来，我 国生物柴油发展较快。根据液态生物质燃料发 展的社会经济影响分析统计，2007年全已建 成的万吨级生物柴油生产企业大约 20家，年生 产量约30多万吨，主要原材料为油料作物、油 料林木果实及各种植物油、废弃油。生物质裂解油目前，我国在生物质裂解油方面也取得了一 些进展，但仍未达到大规模产业化的阶段。表2我国生物质能源上市公司及股票分 类介绍相关企业和股票直生物质的直接燃烧和固化成华西能源接型技术的研究开发主要着重(002630)燃于专用燃烧设备的设计和生华光股份不同用途。液由生生物乙醇是指通过微龙力生物

17、体物质生物的发酵将各种生(002604 )生制成物质转化为燃料酒中粮生化物的液精。它可以单独或与(000930 )燃体燃汽油混配制成乙醇汽海南椰岛料料叫油作为汽车燃料。(600238)做生广东甘化物燃(000756 )料。华资实业燃(600191 )料、4 土生物醇的蒸汽压力威远生化要包低，与汽油混合时对(600803 )括生杂质水的宽容度大，:甲醇、一物乙而且腐蚀性较小，与甲醛。醇、王现有的生物燃料相北大荒BTJ比，能够与汽油达到(600598 )醇、3更高的混合比:拥有甲醇物柴项B油、田生物柴油指以油料作国际实业w甲物如大出、油采、棉、(000159 )醇等。棕柳等，野生油料植物和工程微藻

18、等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮垃圾油等为原料油通过酯交换工艺制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。沼沼气沼气的传统利用和综华帝股份气是各合利用技术：通过沼(002035 )种有气发酵综合利用技机物术，沼气用于农户生质在活用能和农副产品生隔绝产加工，沼液用于饲空气料、生物农药、培养(还料液的生产，沼渣用原）于肥料的生产，建立在起以农业为龙头，以适宜沼气为纽带，对沼气、的温沼液、沼渣的多层次度、利用的生态农业模度条式。件下，沼气发电技术：沼气ST 民和经过燃烧发电时随着大型微生沼气池建设和沼气综物的合利用的不断发展而发酵出现的一项沼气利用作用技术，它将厌氧发酵广生处理产生的沼气用于的发动机上，并

19、装有综种可合发电装置，以产生燃烧电能和热能。气体。沼气燃料电池技术：沼气用沼气（主要成分为的王CH4）作为燃料的电要成池,与氧化剂O2反应分甲生成CO2和H2O.反烷类位中得失电子就可产似于生电流从而发电。天然气，是种理想的气体燃(002234 )料，它无色无味，与适量空气混合后即可燃烧。生 物 制 氢生物质3再过气化和微生物催化脱氢方法制氢。但将其他物质转化为氢并不容易。生 物 质 发 电 技 术生物燃烧发电：直接燃烧长青集团质发发电是将生物质在锅(002616)电技炉中直接燃烧，生产凯迪电力术是蒸汽带动蒸汽轮机及(000939 )将生发电机发电。韶能股份物质混合发电：生物质还(000601

20、 )能源可以与煤混合作为燃泰达股份转化料发电，称为生物质(000652 )为电混合燃烧发电技术。东_湖_高.新能的混合燃烧方式主要有种两种。一种是生物质技术，直接与煤混合后投入主要燃烧，该方式对于燃包括料处理和燃烧设备要农林求较高，不是所有燃废物煤发电厂都能采用；发电、一种是生物质气化产垃圾生的燃气与煤混合燃发电烧，这种混合燃烧系和沼统中燃烧，产生的蒸气发汽一同送入汽轮机发电等。电机组。垃圾发电：垃圾发电包括垃圾焚烧发电和垃圾气化发电，垃圾焚烧发电是利用垃圾在焚烧锅炉中燃烧放出的热量将水加热获得过热蒸汽，推动汽轮机带动发电机发口 O(600133 )哈投股份(600864)华电国际(60002

21、7 ):涉足生物 质能运营， 即发电运通过化学反应时电子的转移制成原电池，产物和直接燃烧原 电池I相同但是能量能充分利用三.生物质燃料的利用技术生物质燃料按其存在状态可分为：固体生物质燃料、液体生物质燃料和气体生物质燃料， 下 面将从这三个方面对生物质燃料的利用技术进行介绍。图1生物质能利用途径图3.1固体生物质燃料3.1.1直接燃烧直接燃烧所耗用的生物质能源主要是农作物秸秆和薪柴。在牧区也燃用少量的牲畜粪便。该方法燃料利用效率低，为 5%15%,使得生 物质燃料被认为是“贫穷燃料”，节能炉灶的推 广将效率提高到了 25%30%。垃圾焚烧技术 属于直接燃烧，目前主要的燃烧方式是改进后的 链条炉

22、排和马丁炉排等，循环流化床垃圾锅炉等 新技术的方式正处在发展阶段，德国、法国、美 国等国家在垃圾的能源利用方面处于领先地位。1.1.1.1 燃烧技术即利用燃烧设备（锅炉和炉灶）直接燃烧生物 质燃料。炉灶燃烧的优点是操作简单，投资小， 但燃烧效率低10%25%）、规模小，对生物质 资源利用产生极大浪费。锅炉燃烧可以通过使用 先进的锅炉技术和燃烧技术，实现生物质的大规 模高效燃烧，但投资大和操作复杂。锅炉燃烧主 要包括层燃技术和流化床燃烧。（1）层燃技术。适于燃烧含水率较高和粒径不 匀的生物质燃料，一般额定功率不高于20 MW, 广泛应用于各个行业，采用的锅炉主要有往复推 饲炉排炉和链条炉。在国外

23、，丹麦ELSAM公司 改造出具有耐磨损、耐腐蚀和燃烧效率高等特点 的Ben-son型锅炉；国内，田宜水等研究设计双燃烧室结构的秸秆直燃热水锅炉，翟学民研制 出闭式炉膛结构的甘蔗渣锅炉。(2)流化床技术。具有热容大、燃烧效率高、 传热传质性好、有害气体排放少等优势，主要用 于燃烧水分大和热值低的生物质燃料。在国外， 美国的CE公司成功研制出大型燃废木循环流化 床发电锅炉；瑞典研制的大型流化床锅炉，热效 率可达到80%;芬兰在Kelionlahti市建造的泥 煤与生物质混烧流化床锅炉，燃料为泥煤和碎木 屑。该锅炉容量为 200MW 电功率，热功率为 240WM ,向 Jvvaskv-lan 市供热

24、。3.1.2 固化成型固化成型技术，可将低品位生物质转化为便 于储存、运输和利用的高品位生物质燃料。在固化成型的过程中往往需要加入粘结剂来增加其 表观密度和抗破损能力。生物质制品的主要原料 为农林类废弃物，如秸秆、木屑和玉米芯等。3.1.2.1 成型技术目前普遍使用的固体生物质燃料生产技术 工艺流程如图2所示。首先需对生物原材料进行 收集处理，去除水分多、灰分高、污染高、热值 低和不易燃烧的生物原材料后进行干燥处理，使其既便于燃烧也便于运输和成型处理；然后进行 粉碎和压缩处理，在压缩的过程中一般需加入黏结剂，也可在这一过程中加入助燃图2固体生物质 燃料生产流程固体生物质燃料生产技术按生产条件的

25、不 同，可分为常温湿压成型、热压成型、冷压成型 和炭化成型技术。常温湿压成型技术指将纤维素 原料置于常温下浸泡水解处理， 使纤维软化、皱 裂、湿润、水解后压缩成型。该技术设备简单， 操作简便，但部件磨损较快，烘干成本高昂，燃 烧特性较差，不利于推广使用。热压成型技术根 据加热部位分为非预热成型技术与预热成型技 术。非预热成型技术只对成型部位进行加热，而 预热成型技术不仅对成型部位加热，而且在原料 进入成型机之前也需加热。预热成型技术通过减 低成型压力，使成型部件寿命大幅提高。冷压成 型技术指在常温下将生物质颗粒高压挤压成型。该技术需要很大的成型压力，可在压缩过程中添 加一定量粘结剂降低挤压压力

26、。炭化成型技术根 据炭化阶段的先后可分为先炭化后成型与先成 型后炭化。该技术将生物质原料炭化成粉末状木 炭后，添加一定量粘结剂，用压缩成型机压成一定规格与形状 的成品木炭。该技术可有效减低成型部件磨损及 挤压过程中的能量消耗，但不利于贮存运输。图3生物质固体颗粒燃料3.1.2.2 燃烧技术成型生物质燃料因具有体积小、密度大、储运 方便、燃料致密、无碎屑飞扬、燃烧持续稳定、 燃烧效率高、燃烧后的灰渣和烟气中污染物含量 小等优势，受到越来越多的研究和应用。另外， 由于生物质成型燃料燃烧设备生产技术成熟，推 动了固体生物质燃料燃烧技术在各领域中的普 遍使用。成型生物质燃料燃烧研究在国内虽然取 得了一

27、定的成果，但技术远落后于国外，因此， 开发具有我国自主知识产权和符合我国国情的 成型生物质燃料燃烧技术是我国未来发展的一 个目标。3.1.3 与煤混燃（生物煤）由于成型生物质燃料热值低、水分多、易受 季节及区域影响，较难满足连续稳定燃烧与供应 要求，而煤是一种非再生的、不清洁的能源。将 煤与生物质混合燃烧不仅可以克服各自的缺陷， 而且对原有的燃烧设备改变不大。低品位的煤炭 和农林产业废弃物（3 ： 1左右配 比）制成的复合固体燃料，被称为生物煤。煤 炭、农林产业废弃物（生物质）通过干燥、粉碎, 连同脱硫固化剂（消石灰）同时加入混合搅拌机， 接着送入辐式压力机连续制压成型。脱硫剂的加 入使燃烧灰

28、固定了大部分的硫磺，生物质又提 高了煤炭的燃尽性。国外，生物质与煤混合燃烧 技术已进入商业示范阶段，美国和欧盟等发达国 家已建成一定数量生物质与煤混合燃烧发电示 范工程，电站装机容量通常在 50700 MW, 少数系统在550MW,燃料包括农作物秸秆、 废木材、城市同体废物以及淤泥等。国内，对生 物质与煤混合燃烧的研究较多，但大部分都停留在生物质与煤燃烧的排放 特性上，而对先进设备与技术研究相对滞后。3.2液体生物质燃料液体生物质燃料因具有资源丰富、价格低廉、 可再生、零排放等优势而作为石油替代燃料最为 理想，受到越来越多人的青睐。液体生物质燃料 主要包括燃料乙醇和生物柴油，其中燃料乙醇是 被

29、看好的石油替代燃料。3.2.1 燃料乙醇20世纪初叶，燃料乙醇因石油可大规模、 低成本开发而被淘汰，而如今，因燃料乙醇具有 低廉、安全、环保、清洁和可再生等优点而作为 最佳石油替代燃料，被越来越多的人关注。国外， 燃料乙醇在燃料市场中所占的比例逐年增加，巴西的乙醇出口量由2005年的24.3亿升增加到 2010年的80亿升；2001-2006年，美国燃料乙 醇产业为联邦政府增加税收19亿美元，减少石 油进口 1.7亿桶、减少外汇支出87亿美元；2010 年，美国环保署宣布同意将美国汽油中的乙醇含量上限由目前10%提高到15%，但只推荐2007年以后生产的汽车 使用。我国在这方面也取得了令人瞩目

30、的成就， 自2001年宣布推广车用乙醇汽油以来，2005年底，成为世界第三大燃料乙醇生产国，2007年仅汽油添加燃料乙醇就达到 550万吨。3.2.1.1 生产技术燃料乙醇的乙醇含量一般为99.5 %以上，高于无水乙醇（95%）,生产过程对脱水处理要求 更加严格，其脱水方法主要有萃取精微法、共沸 精僭法、吸附分离法和离子交换树脂法等。目前 燃料乙醇的生产成本较高，主要包括原料成本和 能耗成本，因此，如何降低成本提高其在燃料市 场中的竞争力成为该领域的研究热点。图4利用木薯等淀粉质原料生产乙醇的工艺流程图3.2.1.2 应用领域作为最佳石油替代燃料的燃料乙醇，其应用领 域十分广泛，可应用于工业、

31、农业和交通运输行 业等。随着各国碳排放体系的建立，燃料乙醇迎 来了更加光明的前景，特别是在航空运输行业， 通过使用燃料乙醇可以减少大量的碳税，降低成 本，提高竞争力。3.2.2 生物柴油生物柴油是利用动植物油脂生产出来的一 种分子量与柴油接近的长链脂肪酸单烷基酯，具 有十六烷值高、润滑性好、无毒、 VOC低、高 闪点和可生物降解等优点，可被用来替代柴油和 作为化工产品原料使用。国外，生物柴油已经被 广泛使用，2003年德国耕地面积为1180万公 顷，其中90万公顷种植了能源植物，2005年已 拥有1800多个生物柴油加油站；美国生物柴油 的产量自2000年起快速增长，预计到 2015年 产量将

32、达650万吨。近年来我国生物柴油发展迅速，并取得令人瞩目的成就， 但因其原料短缺、成本较高、政策扶持不到位而 频频受阻。表3为世界部分国家生物柴油发展目 标及主要原材料，由表3可见，各国对未来生物 柴油的发展非常重视，并制定了详细的目标。表3部分国家生物柴油 发展目标及主要原材料国家生物柴油发展.目标主要原料健国2007 年0年 5 76%油菜籽美国2009 年 19亿 L.2015 年 38亿L大豆.动物油中国2010 年 25 亿 L;2020 年 25亿 L麻疯蝌油，3饮废油巴西2M8隼占交通柴油用星的2%大豆函麻籽2013年达到5%印度2008年占交通柴油用量的5%麻疯树油2013年达

33、到20%法国2010 年 7%油菜籽泰国2011年占交通柴油用呈3%粽桐油, 麻疯树油意大利2010 年 5%油菜籽马来西亚2000年占交通柴湎用且的5%棕桐油菲律宾2008隼占文通柴油用量的1 %椰子2013年达到2%3.2.2.1 生产技术生物柴油生产技术主要有直接混合法、微乳 化法、高温热裂解法、酯交换法、酶催化法。其 中直接混合法和微乳化法属于物理方法，高温热 裂解法、酶催化法和酯交换法属于化学法。表4罗列了 4种主要生产技术的优缺点，由 表可知，各技术所需原料不尽相同，优缺点也不 相同。目前，制备生物柴油最多的方法是酯交换 法，酯交换法以甘油三酸酯与甲醇在碱催化下通 过酯交换制得。该

34、方法具有原料广泛、工艺简单、 产品性质稳定等特点而广泛使用。 同时，也存在 一些不足，如生产过程中会产生大量碱性废水、 催化剂不易分离回收、设备腐蚀严重而制约其进 一步发展。表4生物柴油各 生产技术的对比生产方法原料优缺点直接混合法植物油热值高.黏度高.易变质，燃 烧不完全糠孔化法动物油和植物油有助于充分燃烧,可和其他方法结合使用高温热裂翻法植物油需高温、需化学催化剂、反 应物难控制、设备昂贵酯交换法动植物油、食品废油、地沟油原料广泛.工艺简单、生产 费用低、产品性质稳定,催 化剂不易回收、设备易屋蚀3.22.2应用领域生物柴油的制备原料来源十分宽广，不仅可 以变地沟油为宝，而且还可以通过富油

35、、易繁殖 和易饲养的微藻生物制得。通过微藻生物制备生 物柴油，可以提高生物柴油的质量，还 有望降低生物柴油的成本，具有非常光明的前 景。因生物柴油成本低廉、清洁和可再生，而被 应用于各个领域中。3.3气体生物质燃料将生物质制成气体燃料是实现生物质高效清 洁利用的另外一种形式，主要包括生物质发酵 （沼气）利用、生物质气化利用、生物质制氢利 用。其中生物质制氢技术是目前研究的热点，可用于很多领域，特别是燃料电池、汽车燃料方面。 3.3.1生物质发酵技术沼气是指生物质通过厌氧微生物分解代谢后 生成的以甲烷为主的气体，还包括少量的硫化 氢、氢气、二氧化碳。沼气发酵包括 3个阶段， 即水解液化阶段、酸化阶段和产甲烷阶段。随着 生物技术不断发展，促进了高效厌氧微生物的挖 掘使用，促进了沼气利用的发展。我国很重视这 一领域的研究应用，2007年以来，我国密集出 台了一系列规范、鼓励沼气发展的政策法规，其 中可再生能源中长期发展规划的颁布，更是 将沼气列为中国重点发展的生物质能源；根据中国农村能源年鉴统计，2001-2009年中央政府对沼气建设的累计投资达196.1亿元，累计补贴农户1453.4万户，占建池户数的41.4%。中国是世界上最大的沼气生产国，2008 年全国各地新增处理农业废弃物沼气工程1.36