生物柴油的特性及发展现状

本文概述了生物柴油的概念和主要特性，介绍了目前国内外生物柴油的应用现状，并对生物柴油的发展前景作了展望。     

生物柴油环境影响的全生命周期评价

采用生命周期评价方法(LCA),评估了生物柴油项目对环境的影响。统计了以菜籽油、麻疯树油、地沟油为原料的生物柴油全生命周期(包括作物的种植、收获、运输、预处理,以及生物柴油的生产和配送和消费)的各种污染物排放。结果表明:生物柴油全生命周期中,CO2排放量低于石化柴油,HC、CO排放量与石化柴油接近,NOx、可吸入微粒排放量略高于石化柴油,SO2排放量远高于石化柴油。生物柴油排放的SO2主要发生在种植和生产环节,其他气体污染物排放主要在车辆使用阶段。这几种作物的生物柴油全生命周期排放的液体和固体废弃物远高于石化柴油。因此,需要开发新品种油料植物。     

生物柴油：节省石油消耗替代能源

生物柴油是洁净的生物燃料。目前，国际上对生物柴油开发形势日趋看好。生物柴油技术和产品运用亦引起世界各国关注。研究表明，生物柴油燃烧后不会产生二氧化硫，可减少因污染造成的温室效应。     

大浪来前谁站潮头 ：世界各国生物燃料开发你追我赶

2007年3月初，美国总统布什访问巴西，两国政府达成了合作发展生物燃料的备忘录。这两个生物燃料大国的合作，必将进一步推动全球生物燃料的开发热潮，加剧现有的竞争态势。 生物燃料是指从植物特别是农作物中提取适用于汽油或柴油发动机的燃料，包括生物酒精、生物柴油、乙基叔丁基醚等，目前主要以酒精燃料和生物柴油为主。在汽油里加入10％的酒精，汽车尾气排放一氧化碳减少30％以上，碳氢化合物减少15％左右：而生物柴油也具有对环境友好、含硫量低、清洁可再生等优点。因此，近年来生物燃料日益受到各国的重视，许多国家都提出了生物燃料的战略发展目标。     

生物柴油对能源和环境影响的研究

基于美国能源部的生物柴油统计数据，利用生命循环分析法，对生物柴油从生产到消耗的生命循环中的能量消耗和产出、循环中的排放以及生物柴油汽车尾气排放等方面进行了分析。分析结果表明：生物柴油循环的石化能效比提高，大约是柴油的4倍；生物柴油循环中CO2排放降低，大约降低了78.4%；发动机排气管有害物质的排放中，除NOx排入增加8.89%外，CO、HC、PM等有害物质的排放大幅度降低。     

我国首套生物柴油生产线试投产

两碗柴油火苗，一碗油色发黄，冒着烟雾；一碗油色发亮，静静地燃烧。前者是普通柴油，后者是用小草、山林果实、高油微藻和地沟油生产的生物柴油。这是2008年11月27日内蒙古科技厅组织有关单位在包头稀土高新区现场观摩金骄集团年产10万吨生物柴油生产线试投产的一幕。这一我国首套生物柴油生产线试投产，标志着我国的生物柴油从高技术示范阶段进入了工业化生产阶段。     

中国生物柴油原料供应前景研究

从全球能源形势与发展趋势来看,生物柴油是大力开发的一种重要绿色能源.阐述了生物柴油的本质及其较石化柴油在使用上的优良特性,综述了生物柴油主要在欧美国家中的发展现状及原料供应情况,特别是以大豆和油菜等油料作物为主的生物柴油原料生产状况.在分析了我国油料生产与食用消费现状、油料作物与粮食生产对耕地资源的激烈竞争矛盾的基础上,介绍了极具潜力的2种能源作物麻疯树(Jatropha curcas)、黄连木(Pistacia chinensisBge,)可以利用能源作物边际土地,即可用于种植能源作物的冬闲田和宜能荒地等,来开垦种植能源作物.在阐述了我国生物柴油原料供应情况后,粗略地匡算了生物柴油原料的供应量,分析了各种生物柴油原料供应的利弊,提出中国大规模发展生物柴油任重而道远.     

发展我国生物柴油产业的探讨

生物柴油来源于动植物油脂等可再生资源。作为矿物柴油的替代燃料，生物柴油具有空气污染物排放少、润滑性好、生物降解完全等优点，但生物柴油的成本高是制约其发展的瓶颈。结合我国具体国情，从原料（油料作物、油料林木果实、油藻和食用废油等）的综合利用，生物柴油的加工技术（酸碱催化、酶催化、无催化和副产高品质甘油的酯交换工艺），以及高附加值的后续产品（润滑添加剂、特种溶剂、表面活性剂等）的开发利用等方面，阐述了生物柴油作为环境友好的替代燃料和大宗有机化工原料的可行性。指出必须开发符合我国国情的生物柴油专有技术，才能使生物柴油产业成为真正具有竞争力的新兴产业。     

微藻生物柴油在国内外的研究

藻类生物柴油作为一种可再生能源具有不占地、用水少、油脂含量高等特点,与农作物相比,单位面积的产率可高出数十倍;介绍了国内外微藻生物柴油的研发概况,分析了目前微藻生物柴油研究及工业化应用中存在的主要困难和问题,指出了降低生产成本是当前微藻生物柴油研究中面临的主要挑战。     

汽车的别样“食谱”

尽管汽油和柴油现在仍然是驱动汽车的主要能源，但是，人们开发新的能源形式的努力一直在继续。汽车的“食谱”也从汽油和柴油的二元世界过渡到包括氢燃料电池，电力、生物柴油、甲醇、乙醇、丙烷、天然气等各种新燃料的五彩世界。在采用这些替代能源的汽车中，氢燃料电池汽车带给我们的想象最为美妙。不过，电动汽车、生物柴油汽车、甲醇汽车和天然气汽车更是“笨鸟先飞”。全世界的天然气汽车现在已经有了200万辆。     

Adelfa： a futuristic biodiesel fuel for DI diesel engines： a comparative experimental investigation

Biodiesel fuel is found to be a promising alter- native for the petroleum diesel based on the results published by the researchers for a decade. Biodiesel fuel is renewable and non degradable fuel. Many countries use biodiesel fuel for automotives to meet the crisis due to the depletion of the petroleum fuel and to meet the stringent emission norms. Various researches have been carried out with different bio- diesel fuels with vegetable oil as the source and appreciable results were reported. Few biodiesel fuels which have been already tested are Jatropha, Pongamia, Mahua, neem, cotton seed, etc. In this experimental work, Adelfa biodiesel blend is used as the test fuel. The emission and performance charac- teristics were compared with three other different biodiesel fuel blends. Appreciable results imply that Adelfa biodiesel （Nerium oil methyl ester） can be a futuristic biodiesel fuel, which has a good compatibility with the direct injection （DI） diesel engine without any major modification. Moreover, Adelfa can be cultivated in a non agricultural land with fewer sources of water. It is widely spread over all major countries of Asia. Experimental investigations have been carried out on a single cylinder DI diesel engine with standard engine speci- fications. In this experimental work, various Adelfa biodiesel blends is compared with reference fuel （diesel） to choose the best blend which gives a closer performance to diesel. The comparative analysis with other biodiesel fuels has also been done and results have been discussed.     

柴油机燃用生物柴油燃烧与排放

研究了柴油机燃用0号柴油和生物柴油的燃烧放热规律．通过对燃烧特征参数的计算分析,发现生物柴油的燃烧始点有所提前,滞燃期缩短;燃烧初期放热尖峰出现时刻对应的曲轴转角有所提前,瞬时放热率峰值下降;燃烧持续期延长．同时还比较了柴油机燃用生物柴油和0号柴油的经济性和排放特性,发现燃油消耗率增加12％,而各种排放污染物除NOx略有上升外,CO、HC和颗粒物PM均显著下降．     

Application and Development of Biomass Fuels for Transportation in China

Biomass fuels have become a big concern due to the large increase in green house gases and the rapid rise of petroleum prices around the world. This paper reviews recent developments in biomass fuels, such as ethanol and biodiesel, in China. Ethanol-gasoline mixture (E10) for vehicles is currently distributed in nine provinces while biodiesel is under development. One way to extend the application of ethanol is to burn it in diesel engines to lower soot emissions. The effects of the different methods blending ethanol with fossil diesel, and blending biodiesel with fossil diesel and ethanol-diesel on the combustion and emissions are investigated. The test results show that ethanol and biodiesel can be mixed with fossil diesel to greatly reduce particulate matter and soot emissions from diesel engines. But the application of ethanol blending with fossil diesel is more difficult than that of ethanol blending with gasoline, and biodiesel blending with fossil diesel. The dual-fuel injection of ethanol and diesel systems has the highest smoke reduction effect for a high ethanol fraction.     

生物柴油/柴油乙醇水微乳体系相行为分析

采用化学滴定方法研究了生物柴油/柴油乙醇水微乳体系的相行为;分析比较了生物柴油/柴油混合比改变对其相行为的影响。结果表明:在不添加任何乳化剂的条件下,稳态相图中存在一个各向同性的单相区,单相区内混合液为稳定、透明的生物柴油/柴油乙醇水微乳化油,表明生物柴油可作为有效的表面活性剂;单相区的面积大小与体系中各组分的含量有关。当乙醇含量及生物柴油与柴油的混合比增加时,单相区变宽;在乙醇含量一定时,形成稳定单相微乳化油的最大掺水量随体系中生物柴油的含量增加而增加。最后得到了不同乙醇含量及不同生物柴油与柴油混合比条件下形成生物柴油/柴油乙醇水微乳化油的最大掺水量。     

地沟油生物柴油碳烟微粒排放及肺沉积表面积研究

在柴油机上分别燃烧纯地沟油生物柴油和纯石化柴油在每一负荷工况下运用颗粒物测试系统NanoMet3研究碳烟微粒的排放及肺沉积表面积。结果表明:各工况下,地沟油生物柴油碳烟微粒数量浓度及质量浓度均小于石化柴油。小负荷时两种燃料的差距不大;大负荷时,地沟油生物柴油碳烟微粒数量浓度及质量浓度远小于石化柴油;但增幅高于石化柴油。地沟油生物柴油碳烟微粒的平均粒径比石化柴油小,其肺沉积表面积小于石化柴油,对人体的危害值低于石化柴油。碳烟微粒肺沉积表面积受到平均粒径和数量浓度的共同作用,其增幅与数量浓度的增幅呈现出相同的变化趋势。     

林业生物柴油可持续发展研究进展

林业生物柴油作为可替代柴油的生物质能源之一,已在中国、印度、马来西亚、印度尼西亚与泰国等国家得到快速发展,其发展是否可持续值得重点关注。在概述主要国家林业生物柴油发展现状的基础上,基于2010年以来的国内外相关研究,分别从经济、环境、社会3个方面分析了当前林业生物柴油发展的可持续性,探讨了影响其可持续发展的关键因素。结果表明：当前林业生物柴油发展的可持续性较弱,绝大多数生产项目经济效益为负值;温室气体（GHG）减排效益明显,与石化柴油相比可减少49% ~ 85%,但SO₂、NO_x等污染物的排放明显高于石化柴油,环境综合影响仍然较大;社会效益尚不明显;原料供应系统决定了当前林业生物柴油发展的经济和环境可持续性。因此,攻克良种选育、高效栽培关键技术体系、高值化副产品开发等关键技术问题,建立多联产产业发展模式是实现林业生物柴油可持续发展的重要途径。此外,提高全生命周期评价（LCA）清单数据质量和建立综合评价指标体系可保证可持续性评价结果的准确性。     

柴油机燃用多种燃料的性能与排放特性

对生物柴油、乳化油、微乳化油作为一种环保节能型燃油的理化特性进行了分析,通过在YZ4102ZLQ型发动机上采用标准0#柴油、Karte生物柴油、微乳化柴油和微乳化生物柴油以及葵花籽油等燃料进行对比试验,研究了不同燃料对发动机性能和排放特性的影响.试验结果表明,在保持柴油机转速和功率不变的前提下,不同燃料的比油耗及热效率根据工况的变化而发生变化.植物油和生物柴油能有效地降低CO的排放,微乳化柴油能显著降低碳烟的排放,微乳化生物柴油能显著降低NOx和烟度排放,但HC和CO排放量升高.     

高酸值潲水油制取生物柴油的研究

将回收的高酸值潲水油经酸催化处理,可使其酸价降低到2mgKOH/g,再用碱催化酯交换制取生物柴油,所得到的生物柴油与石化柴油的技术指标相当。     

基于MATLAB的地沟油生物柴油掺烧比优化分析

通过10种不同掺烧比的地沟油生物柴油在双缸直喷式柴油发动机上的发动机台架试验,研究了地沟油生物柴油的动力性、经济性以及排放性随掺烧比变化规律。并根据实验结果,在柴油机应用较多的中等负荷情况下利用遗传算法通过MATLAB仿真了最优掺烧比。优化结果显示:中等负荷情况下,地沟油生物柴油与柴油的最佳掺烧比为21∶78。此时,发动机功率降低不多,油耗率增加4.43%,NOX排放减少5.01%,碳烟排放减少20.76%,其综合性能达到最优。