油料作物与生物柴油

　　随着燃料价格飚升，“能源恐慌症”正在加剧，人们开始把目光投向可再生、尾气清洁的生物柴油，以及生物柴油的制药原料——油料作物。

　　生物柴油可再生  更环保

　　生物柴油与石化燃料贮藏的能量都源自太阳，但前者避开地质变化，弱化了能量散失与毒物渗入，与石化柴油相比，具有十六烷值高（>56）、硫含量低（<10mg/g）、不含芳烃、闪点高（>100℃）、润滑性能好、环境友好、生物降解快等优点。分子中含氧较多，比石化柴油（烃类）更容易完全燃烧；硫和芳烃含量极少使尾气更清洁（尾气中烟尘降低10%、低碳烃降低21%、CO降低48%、致癌物质多环芳烃减少80%、可吸入颗粒物降低75％）；闪点较高因而使用、运输和储藏更安全。燃烧生物柴油释放的CO2被植物循环利用，可再生性将缓解能源危机。因生物降解速度是石油柴油的3~4倍，生物柴油适合在内陆水域、自然保护区及林区使用。

　　油料作物资源丰富  不与粮食争地

　　动物油脂中大量的饱和脂肪酸导致生物柴油的低温性能差，木本油料的收集不适合机械化作业，而油料作物是采摘方便、资源丰富的油源，不与粮食争地、不会影响粮食与食用油的供应。我国五大油料（菜籽、大豆、花生、棉籽和葵花籽）2004年的总产量为5,726万吨，其中菜籽和花生的产量居世界第一。从1999年开始我国油菜籽年产量超过1,000万吨，四川、湖北、湖南、江西、安徽及江浙是油菜的集中产区（占全国油菜面积的80%以上），河南省及苏北、皖北的冬油菜面积迅速扩大，如河南省1971年油菜面积2.4万公顷（单产405公斤／公顷），1995年面积达到27.44万公顷。西北和东北各省的春油菜区不断扩展，如青海省1949年油菜面积为2.2万公顷，1995年达到14.48万公顷。

　　油菜是适应性强、经济价值高、能够改善地力的油料作物，在我国有很大的发展潜力。我国菜籽油的年消费量稳定在420万吨以上，年进口量在10万吨以下。华南、华中、华北南部及西南地区的稻田（约4.05亿亩）也适合种植油菜。我国油菜种植面积目前仅9,000万亩，在大量的坡地和不宜种植水稻的旱地上增种油菜9,000万亩是可能的，按目前的生产水平每年可增产菜籽油约400万吨。

　　棉纺织业对棉花的强劲需求推动了棉花的高产，加上食用消费所占比例下降（棉籽油品质不如大豆油、菜籽油），棉花种植业副产的棉籽油有望成为生物柴油的重要原料。我国是世界最大的棉籽生产国，2004年种植棉花847.6万公顷，产量为1,074万吨。棉籽油的主产区是新疆、山东、河南、河北等地。每年棉籽油的消费量不足计算产量的一半，一是当前加工技术造成棉籽出油率低，二是去除毛油中有害物质时生成大量油脚，三是大量棉籽未被加工出油。我国近年大豆的年产量约1,700万吨，豆油年产量约200万吨。目前我国大豆油的年消费量500万吨，缺口部分由进口填补。豆蛋白供应国内畜牧养殖业、豆油作为生物柴油的原料将使进口大豆一举两得。

　　油料作物的育种与耕种技术日趋成熟

　　我国油菜育种技术的研究和利用居于世界领先水平，目前全国杂交油菜占油菜总面积的50%以上。优质油菜品种主要有：湘油13号、湘油15号、中双3号、中双4号、中双5号、中油5号、中油119、青油14号、华双2号、华双3号、黔油双低1号、黔油双低2号、浙优油2号、淮宁2号、皖油10号、赣油12号、华杂3号、华杂4号、中油杂1号、蜀杂1号、蜀杂4号、蜀杂6号等。

　　1970年以前我国油菜育种以早熟、高产、抗病为目标，而目前的育种目标则为油中芥酸含量低、饼粕中硫苷含量低。1987年湖南农业大学育成并经国家审定的湘油11号是我国第一个双低油菜品种，相继育成的双低油菜和双低杂交油菜品种的种植面积分别占全国油菜总面积的70%和30%以上。该校油料作物研究所共育成15个油菜新品种（其中7个品种为国家审定品种和重点推广品种），在长江中下游推广面积1.5亿亩以上。正采取诱变育种、常规育种和杂种优势利用等途径选育适于作生物柴油原料的油菜新品种。育成品系的产量比现有品种增产15%左右，种子含油量接近45%，油酸含量80%以上（最高的达93.5%），饱和脂肪酸15%以下，亚麻酸3%左右。经研究这些品系非常适于作生物柴油原料。

　　随着国家能源战略的制定，全国各地也纷纷制定了生物能源发展战略，例如，湖南省农业厅制定的生物能源发展战略，支持湖南农业大学利用洞庭湖冬闲滩地种植含油量高、低芥酸、低硫苷油菜新品种，推动生物柴油原料基地建设。湖南农大已选育适于机械栽培的油菜品种，提出了免耕直播机械化栽培措施，采用油菜播种机同时完成耕地、播种、覆土、施肥任务（每亩费时20分钟、成本15元），机械播种和机械收获使每亩栽培成本（包括用工）在150元左右（原为350元），产量不低于现有产量水平。栽培技术的优化促进了油菜单产的提高，“育苗移栽、秋发栽培、冬发栽培、配方施肥、化学除草、冻害预防、化调使用”等技术的应用与推广，使部分地区油菜单产提高到2,250公斤／公顷。

　　源自油料作物的生物柴油技术迅猛发展

　　植物油由长直链脂肪酸的甘油三酯组成，脂肪酸的组成影响生物柴油的品质。双低菜籽油大致含棕榈酸5%，硬脂酸2%，油酸60%，亚油酸22%，亚麻酸7%，其它约4%。棉籽油大致含棕榈酸20%，硬脂酸1%，油酸15%，亚油酸63%，其它约1%。豆油大致含棕榈酸10%，硬脂酸4%，油酸22%，亚油酸54%，亚麻酸7%，其它约1%。源自棉籽油的生物柴油的氧化安定性和冷滤点不合格（亚油酸含量高），源自豆油（十八碳二烯酸和三烯酸含量高）的生物柴油的氧化安定性不合格，需用添加剂以求改善。以菜籽油为原料的生物柴油装置的适宜规模为5~20万吨/年。棉籽油的生产相对集中，适合于建造较大规模的生物柴油生产装置（如10~25万吨/年）。　　

　　欧美各国正大力利用油料作物生产生物柴油。德国1,600万亩油菜的三分之一用来生产生物柴油。美国农业部开发了以大豆油皂脚来生产生物柴油的工艺，成本远低于以精制的植物油为原料，燃油质量却与常规生物柴油相似。生物柴油的产量在美国超过30万吨/年（用大豆油作原料），在日本超过40万吨/年（以煎炸油为原料）。美国能源署及环保署1992年倡导燃用生物柴油，1999年宣称生物柴油B20（在石油柴油中加入20%的生物柴油）获准免税。

　　国内也已开始了理由油料作物生产生物柴油的尝试，例如，湖南农大已实现由中等油酸含量的菜油生产优质生物柴油，采用的工艺具有条件温和、醇用量小、产品易于收集、无污染物排放等优点，自制的固定化酶在性能上和经济上都具有竞争力。选育了高含油量、高油酸含量的油菜品种用于生产低黏度、高燃烧性能的生物柴油，正与清华大学合作开发特种生产工艺。清华大学研究人员在湖南益阳已经完成以菜籽油为原料的200公斤/天的中试生产，常温常压下可将菜籽油、豆油、餐饮废油等转化成生物柴油（单程转化率达90%以上）。运用新工艺在50升反应器上连续运转了160个反应批次（3个月），酶反应活性未明显下降。经过蒸馏可回收有机溶剂，下相甘油粗品用于丙二醇发酵，上相经精馏得到生物柴油。产品被“中国石化集团石化研究院”鉴定为符合国际标准，经“含生物柴油的混合柴油发动机台架对比试验”鉴定其动力性能接近石化柴油，排放物则明显减少。

　　生物柴油期待优势产业战略

　　有发达国家专家指出，中国2000~2030年温室气体排放增长量可能达到所有工业国家增长量的总和，因此，生物柴油这类绿色能源的使用势在必行。作为燃烧性能优良、环保效益显著的替代燃油，生物柴油确实有非常广阔的发展前景。我国已经具备较大的油料作物种植规模，发展了特色加工技术，这为发展生物柴油奠定了基础。

　　我国是油料作物生产大国，种植面积与总产量均居世界前列，利用部分油料作物生产生物柴油是完全可能的。专家建议采取“政府+企业+农户+银行+技术”五位一体的模式发展生物柴油产业，在原料供应上应建立大型的油料作物种植基地；在技术、设备等方面应当加大引进、勇于创新；在产业目标上做到经济效益与环保效益并重；在发展动力上采取政府扶持与市场激励兼施。例如湖南省利用政策优势、联合企业、激励农户、筹集资金、开发特色技术，推动了湖南农大（依托油料作物育种优势）与清华大学（凭借特种加工技术）在筹建生物柴油中试示范基地方面的合作。 (责任编辑：泉水)

搜索

热门标签:

油料作物与生物柴油