生物柴油产业发展现状简析

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生物柴油产业发展现状简析

时间：2023-12-29 来源：现代煤化工

生物柴油是指以可再生资源如植物油、动物油脂等为原料合成的长链脂肪酸甲酯，通过与甘油酯分解而制得的与石油柴油成分类似的液体燃料。具有高十六烷值、低硫等特点，一般与传统石化柴油以一定比例混合后使用，对于改善传统柴油车尾气中烃类、一氧化碳和黑烟排放效果明显。

欧盟是全球最大市场，印尼是全球最大生产国

2022年全球生物柴油消费量约为4175万吨，同比增长3.7%。其中欧盟消费占比高达34.7%，为全球第一大生物柴油市场。近些年，欧盟做出决议，将可再生能源在交通运输部门中的能源占比目标大幅提高至2030年的29%，而2020年该比例仅为10.2%。在这一目标的实现过程中，欧盟将积极推动提高生物柴油的消费量，推动其原料结构向废弃食用油(UCO)等非粮原料的转型。

印度尼西亚为全球生物柴油第一大生产国，产量占比约为17%。印尼自2006年开始在国家层面发布生物燃料政策，其中涉及有关生物燃料采购和使用的条例。近年来，为促进相关产业的发展，印尼政府不断出台相关政策提升生物柴油的添加比例。至2019年，印尼已经将交通运输领域的生物柴油添加比例提升至30%，并给予大量补贴，成为目前全球添加生物柴油比例最高国家之一。2022年，印尼维持了生物柴油混合比例达到30%的目标，2023年2月1日开始强制执行B35生物柴油计划。B35是以棕榈油为基础的植物燃料，即脂肪酸甲酯与柴油的混合物，混合物中的棕榈油含量高达35%，而另外65%是柴油。

2020年各国生物柴油产量占比

随着世界各国进一步提高生物柴油强制消纳量，尤其是在各种支持更加低碳、更加可持续的先进生物燃料相关政策影响下，近年来生物柴油产销量均快速增加。欧美一些传统石油加工企业也开始有意扩大先进生物燃料的生产，目前欧美已有多家石油公司开始生产生物燃料。另外，壳牌、道达尔、埃尼、马拉松等石油公司均有计划开始生产生物柴油（采用油脂加氢工艺生产生物柴油）和航空生物燃料等先进生物燃料。

国内生物柴油产业起步于本世纪初

国外在上世纪 80～90年代就已经开始生物柴油的商业化应用。我国生物柴油产业起步于本世纪初。2002 年，我国首个20万吨/年生物柴油产业化项目被列为国家技术创新计划，采用我国自主开发的加酸、减酸与平衡酸生物柴油合成工艺，海南正和生物柴油公司在河北武安的生产基地成功生产出一代生物柴油—脂肪酸甲酯，产品质量达到了美国和德国生物柴油标准以及我国轻柴油标准。同年10月，该技术通过了原国家经济贸易委员会组织的技术鉴定。此后该技术在国内得到广泛推广。福建龙岩卓越新能源有限公司、四川古杉油脂化学有限公司等一批民营企业加入到生物柴油的产业大军，我国生物柴油产业发展由此正式拉开了序幕。

此后的20多年间，中石油、中石化、中海油、中粮集团以及中国航天科工集团等国家队相继进军生物柴油领域。以脂肪酸甲酯为主要成分的生物柴油（GB 25199《B5柴油》）技术不断完善，以烃类为主要成分的烃基生物柴油（NB/T 10897《烃基生物柴油》）产业化技术开发成功。目前我国自主开发的生物柴油技术均已达到了国际同类先进水平，单套装置的生产规模也在不断扩大，从最初的几万吨级扩大到十几万吨，再到几十万吨。其中，唐山金利海生物柴油股份有限公司和龙岩卓越新能源股份有限公司目前年产量均在20万吨以上，北京海新能源科技股份有限公司（原三聚环保新材料股份有限公司）在山东建设的生物柴油项目产能达40万吨/年，浙江嘉澳环保科技股份有限公司在江苏灌云建设的地沟油加氢项目第一期产能达 50 万吨/年。目前，国内生物柴油主要生产企业包括：海新能科、卓越新能、河北金谷、嘉澳环保、碧美新能源、山东丰汇、唐山金利海、隆海生物、东江能源、大地生物、上海中器。

国内市场发展仍处于初级阶段，产品出口约占80%

目前我国生物柴油总产能超过400万吨，2022年产量超过214万吨。一些企业还获得了欧盟的国际可持续发展与碳认证（ISCC），产品顺利进入了欧洲市场。目前我国已经成为欧洲生物柴油第二大进口来源国，2022年我国出口到欧洲的生物柴油达170.8万吨，占我国生物柴油总产量的79.8%。

从出口目的地来看，2023年1-8月，生物柴油出口目的地主要集中在欧洲，其中向荷兰出口114.08万吨，是我国生物柴油出口数量最多的目的地，其次，排名第二的是西班牙，出口数量达到13.32万吨；向比利时出口12.25万吨。

酯交换法是主流生产工艺，加氢工艺是发展趋势

生物柴油的生产方法主要有直接混合法、微乳化法、热解法、酯交换法等。这些方法均有一些不足之处，相比较而言，酯交换法是目前普遍应用的方法。近年来，超临界法、生物催化法等一些新工艺也开始得到应用。

酯交换法是利用甲醇、乙醇等在催化剂作用下将甘油三酯中的甘油基取代，形成长链的脂肪酸甲酯的过程。酯交换法技术的关键是催化剂，工业生产工艺中常用固体催化剂，H2SO4因价廉易得而应用较多。酯交换法的优点是可以从根本上改变改变分子结构，工艺简单，设备投资小，适合大规模生产。但是，反应催化剂废液对环境会产生很大影响。

超临界法是指在超临界流体条件下进行酯交换反应。超临界法的显著优点是：一、处于超临界状态下的物质粘度减小，扩散速率增大，从而反应速率加快，产率也得到提高；二、超临界状态下的反应不受杂质影响，甘油三酯的酯交换反应和游离脂肪酸的酯化反应同时进行，节省成本，简化工艺。最典型的超临界法是无催化剂的超临界甲醇法。

生物酶催化法使用脂肪酶作为催化剂。生物酶具有高效性、专一性等特点。该技术的优点是反应条件温和、醇用量少、收率高、产品分离及后处理方便，无废水产生等。但是反应时间长、酶活性低、寿命短、成本高等缺点限制了其发展。

第二代生物柴油是通过加氢工艺脱除油脂中的氧和部分碳生成的烃类，其组成和结构与石化柴油完全相同，各项指标均优于石化柴油，但工艺和设备要求高。

生物柴油主要生产技术特点

国外原料因地制宜，国内原料供应不足

美国、巴西和阿根廷主要以大豆油为主要原料。德国等欧盟国家主要以菜籽油为主要原料。东南亚国家则采用热带作物来生产生物柴油。印度、马来西亚和泰国以棕榈油和椰子油为主。而我国是以麻疯树、黄连木以及微藻为主。此外，动物油脂、废弃油脂也是生产生物柴油的原料。

目前，可以生产生物柴油原料的作物有大豆，油菜，油棕，麻疯树，椰子等。大豆为豆科大豆属一年生草本植物，大豆中含有大量的不饱和脂肪酸，是美国、巴西和阿根廷生产生物柴油的主要原料。油菜是十字花科植物，菜籽中油脂的含量为37.5%～46.3%，菜籽油化学组成和柴油很相近，是德国生产生物柴油的主要原料。麻疯树是大戟科麻风树属植物，其果仁中含油量为55%～58%，其中油酸、亚油酸含量为38%～40%，而且几乎不含有C20以上的脂肪酸，是较为理想的生物柴油原料。油棕为棕榈科Pamlae油棕属植物，其果皮和种仁中含有丰富的油脂，印度和马来西亚已经建成以棕榈油为原料的生物柴油厂，生产的生物柴油已经出口。椰子树是棕榈科 Pamlae 椰子属单子叶植物，椰肉中含有大量脂肪，菲律宾以椰油为原料生产生物柴油。虽然这些作物可以作为生物柴油很好的原料，但是大量使用大豆、油菜等生产生物柴油可能会导致粮食短缺。此外，昂贵的价格也是原料油无法大面积推广使用的另一个关键原因。

餐饮、烹饪废弃油脂和屠宰场、肉类加工厂的动物油脂也可以作为生物柴油的原料。以废弃油脂作为原料，最主要的特点是无需对它们进行处理就可以直接用来生产，达到废物利用。但是，对于餐饮、烹饪油脂来讲，因其来源分散、质量无法控制而使得基础回收设施和后续工作难以得到保障。

与世界上其他大规模推广生物柴油的地区和国家不同，中国国内油脂供应不足，食用油脂及原料需大量进口，木本非食用油料（小桐子、文冠果、黄连木、油桐等）尚未形成一定的生产规模，因此中国生物柴油生产主要以餐饮废弃油脂为主的“地沟油”和油脂工业的油脚为原料。按照2020年中国精制食用油产量5476万吨测算，综合考虑消费方式、资源集中度、可收集范围等因素，实际可供收集的约为600万～800万吨。据不完全统计，目前中国餐饮废弃油脂收集利用量约为300万吨，其中约150万吨用于生产生物柴油，约90万吨出口，另有一部分用于皮革加工和日化洗涤行业生产等。近年来中国餐饮废弃油脂出口量和出口价格下表。

近年来中国餐饮废弃油出口量和出口价格

生物柴油政策红利释放，推动节能降碳

近些年来，我国不断推动生物柴油发展，相关利好政策的出台，进一步加速行业发展，为实现碳达峰碳中和目标提供动力。2023年7月，工业和信息化部、国家发展改革委、商务部发布《轻工业稳增长工作方案（2023—2024年）》，其中提到提高热电联产比例和效率，扩大生物质能源应用，组织实施一批节能降碳技术改造项目，开展节能降碳技术示范应用，提高行业节能降碳水平。随着该政策的有效实施，将有利于扩大生物柴油的应用范围，进一步推动生物柴油发展，从而减少对石油资源的依赖，同时，作为一种绿色环保的能源，生物柴油使用范围的扩大能够有效地降低碳排放和其他有害废弃物排放量，减少空气污染。

生物柴油相关政策

在全球气候变暖的大环境背景下，国家积极发展可再生能源以取代化石燃料，降低碳排放量已经迫在眉睫，生物柴油成为绿色的可再生能源，未来前景可期。

本文部分参考：史跃龙《生物柴油产业链分析》、李顶杰等《中国生物柴油产业发展现状及建议》、冀星访谈

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来源：网络

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