树上“长”出柴油，这个想法现实吗？
日前，湖北省传来消息称将在5年内投入30亿元种植能“长”出生物柴油的油桐、乌桕、刺槐等树种，种植规模达600万亩。在云南和贵州，人们也种下了大片麻风树来制造生物柴油。
到底有什么办法让树上“长”出柴油？除了油桐、麻风树外还有哪些树种能“长”出柴油？要实现生物柴油工业化生产，又还有哪些发展瓶颈呢？
树木的哪些部分可用来造生物柴油？
“能用来造生物柴油的主要是其果实种子部分。”中国林科院亚热带林业研究所副研究员任华东说，“我国含油植物资源丰富，共有1554种含油植物,其中种子含油量在40%以上的植物就有154种之多。”但也有一些植物的其他组织也含油，如樟树的树叶、枝干、树根等部分都能用来提取樟油，桉树的各种组织都能提取出桉油，还有从非洲引进的绿玉树茎干中所含的白色乳汁中含十二种烃类物质。“虽然所有从植物中提取的油类物质都可用来造生物柴油，但目前国内外用来制造生物柴油的主要为植物种子油脂。”任华东说。
树籽是怎样变为生物柴油的？
目前国内外生物柴油的生产方法，主要有物理法、化学法、生物酶法3种，各有利弊，其中化学法是目前较成熟且利用最多的产业化制备生物柴油的方法。
中国林业科学研究院林产化学工业研究所研究员聂小安介绍说，化学法生产生物柴油的整个过程分为压榨、除胶、甲酯化、提纯4个步骤。“首先用压榨的方式从植物种子中获得植物油，然后将其与甲醇或乙醇等低碳醇在催化剂和一定温度(60℃—250℃)条件下进行转酯化反应，生成相应的脂肪酸甲酯或乙酯，最后经蒸馏提纯即得生物柴油。”
“但化学法合成生物柴油有工艺复杂、能耗高、生产过程有废碱液排放等缺点，而且目前产业化制备工艺还不能保证生产能24小时连续进行，甲醇、乙醇的大量使用也对工程安全产生了一定威胁。“要实现生物柴油的规模化生产，工程的连续性和安全性是首要解决的问题。”聂小安说。
如何筛选适合生产生物柴油的树种？
“理论上，只要含油且油分子碳链长度合适的树种都可以用来制造柴油。”中国林科院亚热带林业研究所的一位研究人员告诉记者。目前我国现已查明的油料植物(种子植物)种类为151科697属1554种。
“但在实际操作中，还需要考虑树种的出籽率、果实(种子)单位面积产量以及含油量等问题，同时还要考虑其分布、适应性、经济性等问题。”目前我国已查明种子含油量在40%%以上的植物150多种，但可建成规模化良种供应基地的生物柴油木本植物仅几种，如麻风树、黄连木、文冠果、油桐树、乌桕树、光皮树等，其种子含油量均在30%%以上。
其中，麻风树是目前最重要的能源树种之一。它原产美洲，现广泛分布于亚热带及干热河谷地区，在我国云南、贵州、四川、广西、海南等地区均有种植。其种子干仁含油量最高达60%，一亩地最高可产100公斤植物油，且提炼出的柴油不含硫、无污染，符合欧Ⅳ标准，成分接近石化柴油。
还有哪些原料可制生物柴油？
“草本柴油植物和地沟油也可以用来制造生物柴油。”聂小安说。柴油分子是由15个左右的碳链组成的，研究发现植物油分子一般由14—18个碳链组成，与柴油分子中碳数相近。因此“油菜、大豆、花生、棉籽、亚麻等都是可能的原料，例如欧洲广泛利用油菜，美国利用大豆来制造生物柴油”。但聂小安表示，为防止与人争粮，草本柴油植物在我国不是制造生物柴油的主要原料。
聂小安所说的地沟油是指煎炸食品后留下的煎炸废油、从剩饭菜中经油水分离得到的油脂、餐具洗涤过程中流入下水道中的油品等，目前我国每年产生此类废油400—800万吨。经过脱水、除杂质、除气、除色4个环节，再经过过滤、脂化和脂交换等工艺后，这些废油就能“变身”为看起来类似豆油的生物柴油，油脂转化率可达65%%—85%%。
“地沟油是解决目前我国生物柴油原料不足问题的补充原料，生物柴油生产原料的未来发展方向还是木本柴油树种。”聂小安说。
树籽制生物柴油的成本几何？
进入7月，我国各地0号柴油价格基本在每吨7000元以上。与此相比，生物柴油是否具有价格优势呢？
“按照目前的生产成本，生物柴油还很难盈利，”聂小安说，“现在一吨树籽的价格一般在3000元左右。按照平均含油量40%%计算，仅原料成本就与石化柴油价格相差无几了。”
树籽的价格为什么如此高？
“最主要的原因是原料短缺。我国从2004年才开始考虑建设木本柴油树种基地，而形成具有一定规模的基地至少需要5—10年。”任华东介绍说，树种的种植规模必须能形成10万吨以上的植物油产量(约需种100万亩)才可能为一个小型生物柴油加工厂(年产10万吨)提供原料。除此之外，能源树种的品种及栽培
管理技术粗放也限制了原料的提供。
目前，我国已在现在四川、贵州、云南、湖北等地区开始建设种植能源林生产示范基地。据透露，这些地区的麻风树种植面积约为40万亩，预计2012年将达400万亩以上，我国西南地区现有麻风树等木质油料10万亩。
■新闻缘起
日前，湖北省林业局和武汉凯迪控股投资有限公司达成了战略协议，该省林业局帮助凯迪5年内投入30亿元在全省范围内建立600万亩能源林基地。在湖北省林业局的整体规划中，湖北省能源林基地将达到1000万亩。5年之后，荆楚大地将崛起一片“森林油田”。
湖北1000万亩“森林油田”，是在林地种植油桐、乌桕、刺槐等林木。这些木本植物不与人争粮，不与粮争地，种植一次就可以收益30年以上，可以有效降低成本。目前，有关企业正在加紧以林地流转等方式建设能源林基地，一旦手中掌控有足够的原料林并进入盛产期后，提炼生物柴油就是水到渠成。(据人民网)
专家连线
记者：生物柴油相对石化柴油有什么优点呢？
聂小安(中国林业科学研究院林产化学工业研究所研究员)：作为一种可再生能源，生物柴油具有突出的环保优势和使用性能。生物柴油含硫量低，燃烧时可以减少二氧化硫等硫化物的排放。同时，生物柴油不含导致环境污染的芳香族烷烃，废气对人体的损害低于柴油；氧含量较高的特点使其易于充分燃烧，减少燃烧时的排烟量和一氧化碳排放。而且柴油机不用更换零件就能用生物柴油替代普通柴油，非常利于生物柴由的推广。采用生物柴油的发动机废气排放指标完全满足目前推行的欧Ⅲ排放标准。而将生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用，不仅可以降低尾气污染，还能降低油耗、提高动力性。生物柴油还可以直接作为汽油添加剂使用，其较高的闪点有利于安全运输和储存。
记者：目前木本柴油树种在我国的分布情况如何？
任华东(中国林科院亚热带林业研究所副研究员)：木本柴油主要树种之一麻风树主要分布在我国云、贵、川、桂、粤、琼的热带和南亚热带气候区，相对于我国其他木本油料树种，如油桐、乌桕，麻风树适生区相对较窄。传统上麻风树主要作为热带绿化树种种植于道路及河道两边，其分布较为分散，少有成片集中栽培，总量不大。
黄连木广泛分布于我国黄河以南大部分地区。由于生长缓慢、不是主要的造林树种，黄连木以分散的天然林为主。
油桐、乌桕等树种过去是我国的主要化工用油原料树种，曾在长江以南十几个省区种植。但由于受化学合成原料冲击，用量减少，其种植面积自上世纪八九十年代起开始萎缩。目前存留面积与麻风树相仿。
记者：我国对树种生物柴油的定位如何？
任华东：目前中石油、中石化等企业已开始在云南、贵州等地建设较大规模的能源林基地。按照国家林业局制定的《关于加快我国林业生物质能源基地建设的指导意见》，计划木本生物柴油在2020年提供我国柴油消耗总量的3%，但《指导意见》没有给出具体的时间表。
记者：我国对木本树种制生物柴油的研究处于什么水平？
任华东：目前，相关研究的重点是如何提高树种的产油量。一方面，通过品种选育，挑选出含油量较高的优良树种、品种和类型。另一方面，通过栽培技术提高树种的果实单产，从而提供更多的生产原料。
技术方面，将植物油转化为生物柴油的技术已基本成熟，只是需要在转化效率、安全性方面进一步提高。
名词解释生物柴油
1895年，德国工程师鲁道夫首次提出了生物柴油的概念。它是指各类动植物油脂与甲醇或乙醇等醇类物质经过酯交换反应改性，使其最终变成可供内燃机使用的燃料。
上世纪70年代石油危机出现以来，一些国家开始尝试利用生物资源生产生物柴油、燃料乙醇等生物液体燃料，以减少对石油的依赖。美国从20世纪90年代初开始支持生物柴油在美国的商业应用，采取了有力的补贴措施，如在标准柴油燃料中每混入1%的生物柴油，燃油消费税就可降低1%%，混合量最高可达总量的20%。目前生物柴油已成为美国发展最快的替代燃油。世界上最大的生物柴油生产国和消费国则是德国。目前它已建立1600多座生物柴油加油站，年产25万吨，对生物柴油实行不收税的政策。
作者：
2008-8-6