生物柴油的可持续发展

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2002年开始，国际油价就不断的攀升，不断地警示着日益凸显的石化等不可再生能源面临的困境。2005年，国际能源署预测世界石油供应将在2030年达到顶峰，日产量高达1.2亿桶。但随着时间推移，这个预测量在2008年已降低到1.05亿桶[1]。2010年，英国能源调查委员会推断全世界常规石油产量在2010年可能已经达到顶峰了，并在2020年之前达到终点[1]。而逐年日益严峻的全球变暖、极地冰川融化等与“温室效应”有关的趋势，CO2减排的压力将越来越大。有前瞻性战略眼光的政府已经开始逐步调整相关的能源政策，以期逐步实现传统石化能源工业被可再生的生物质能源取代。生物质能是各种有机体通过光合作用，将太阳能以化学能的形式贮存在生物质中。2002年美国《生物质技术路线图》，预计到2020年，将实现以生物燃油取代全国燃油消费量的10%，生物基产品取代石化原料制品的25%，这些预期成果将同时实现减排二氧化碳1亿吨[2]。2009年中国科学院《面向2050年科技发展路线图》，凝练出十个旨在引领我国能源科技发展、造就中国特色新型能源工业、满足经济社会发展需求的重要技术方向[3]。再如德国的《生物能源条例》、日本的《阳光计划》、印度的《绿色工程》、巴西的《酒精工程》等。其中，尤以利用微藻生产生物柴油的市场前景被广泛关注和重视。

微藻是指那些能在显微镜下才能辨别形态的微小藻类，它能利用太阳能和CO2通过光合作用合成油脂，具有生长速度快、效率高、能耗低、不占耕地等优势[4]。生物柴油，又称脂肪酸甲酯，指以生物体油脂（如微藻油脂等）为原料，与低碳醇经酯化等一系列加工处理而制成的一种液体燃料。与石化柴油的性能比较，生物柴油具有含硫低、热值高、健康环保和良好的生物降解性等优点，是优质的石化柴油替代品[5]。

迄今为止，生物柴油已经掀起了三次热潮。第一次是20世纪70年代的石油危机，第二次是20世纪80年代的环境保护运动。进入21世纪以来，不断上涨的石油价格和日益枯竭的石化资源，正刺激着生物柴油的第三次热潮。生物柴油作为一种方兴未艾的生物质能源，从长远发展战略来看，仍需加大力度发展并且实现可持续发展：

第一，微藻综合利用。微藻的藻体中富含多种化合物，比如油脂、多糖、蛋白、色素等，除了可以提取油脂用于制备生物柴油外，其他化合物也可以分离提取用于生物饲料和医药食品。此外通过基因工程手段也可以实现微藻产氢气和甲烷，作为生物能源使用[6]。

第二，利用微藻实现CO2减排和碳捕捉。发电厂等烟道气中CO2浓度一般为10-30%，而微藻能耐受如此高浓度的CO2并进行光合作用合成生物质[7]。将微藻培养和发电厂等烟道气结合，能实现CO2的废物利用。2006年11月，美国马萨诸塞州的绿色燃料公司和亚利桑那公众服务公司在亚利桑那州建立了可与1040兆瓦电厂烟道气相联接的商业化系统，成功地利用烟道气的二氧化碳，大规模光合成培养微藻，并将微藻转化为生物“原油”[8]。

第三，副产物甘油的综合利用。探索副产物甘油的综合利用，提高生物柴油的附加值，也是生物柴油可持续发展的一条途径。开发高纯度甘油及其各种应用途径的甘油产品 （如利用甘油生物转化成1，3-丙二醇），不仅可以降低生物柴油的成本，减轻政府对生物柴油生产的补贴，而且还可以缓解我国高纯度甘油、重要的医药和化工产品进口的压力，对我国的经济发展有明显的促进作用，发展势不可挡[9]。

参考文献：

[1]石油储量疑被夸大 专家预测40年后全球石油枯竭. 世界新闻报，2010-11-17.

[2]The Biomass Research and Development Technical Advisory Committee. Roadmap for biomass technologies in the United states. December 2002.

[3]胡润青.中国生物质能技术路线图研究[M]. 中国环境科学出版社， 2011-12-22

[4]陈国，赵，苏鹏飞， 陈宏文. 微藻产生物柴油研究进展. 化工进展2011， 30 （10）： 2186-2219.

[5]陈峰， 姜悦. 微藻生物技术[M]. 北京：中国轻工业出版社， 1999.

[6]宋东辉， 侯李君， 施定基. 生物柴油原料资源高油脂微藻的开发利用. 生物工程学报2008， 24（3）： 341-348.

[7]岳丽宏，陈宝智，王黎等. 利用微藻固定烟道气中CO2的实验研究[J]. 应用生态学报2002，13（2）：156-158.

[8]艾萨克・伯津. 光生物反应器及其操作方法，包括其的系统以及应用[P].PCT专利，授权公告号： CN100374539C， 2008-03-12.

[9]高荫愉，郭磊， 林向阳， 谢何融，雷占兰，阮榕生. 生物柴油副产物甘油与综合利用前景.农产品加工-学刊 2007， 7： 26-29.