從地溝油到生物柴油，還需做到六個統(tǒng)籌：統(tǒng)籌生物柴油規(guī)劃布局、統(tǒng)籌使用廢棄油脂、統(tǒng)籌技術規(guī)范標準、統(tǒng)籌市場機制、統(tǒng)籌財稅政策、統(tǒng)籌監(jiān)管。

近年來，生物柴油成為國際新能源研究的熱點。不過，生物柴油也曾讓清華大學化工系教授劉德華一度非常失望，他在12月1日于北京舉辦的2018年中國清潔能源行業(yè)年會生物柴油論壇上坦言，“任何一個新能源領域的發(fā)展，離開政府強有力的政策支持，都做不起來。”

讓劉德華重拾信心的是近年來相關政策的不斷出臺，尤其是2017年出臺的國家標準《B5柴油》(GB 25199-2017)是我國第一代生物柴油的國家標準，也是我國第一個生物柴油標準，為我國生物柴油的大規(guī)模發(fā)展和利用開啟了政策之門。

而劉德華帶領的酶法生物柴油研究及產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新團隊也為生物柴油的制備貢獻了新的方法和技術。經(jīng)過十多年的研究，其團隊研發(fā)了酶促轉化制備生物柴油關鍵技術和裝備。該項技術主要是將潲水油、地溝油等非食用油脂原料轉化成生物柴油能源和生物基礎材料，與傳統(tǒng)工藝相比具有綠色環(huán)保、節(jié)約能源、轉化率高等特點。目前相關技術和裝備已顯示出良好的產(chǎn)業(yè)化前景。

酶法工藝凸顯

“生物柴油是指由動植物油脂(大豆油、菜籽油、廢食用油等)與一些短鏈的醇(常用甲醇)在催化劑的作用下發(fā)生轉酶反應后，生成的長鏈脂肪酸酯類物質。”劉德華給出了生物柴油的化學定義，“從制備方法來看，生物柴油的生產(chǎn)方法可分為化學法、超臨界法和生物酶法。”

均向化學催化法制備生物柴油是最廣泛采用的工業(yè)化生產(chǎn)工藝，即利用動植物油脂與甲醇在均相酸或堿催化劑作用下發(fā)生酯化或轉酯化反應，生成脂肪酸甲酯(生物柴油)。

“雖然技術成熟，但局限性同樣很明顯。”劉德華表示，首先生產(chǎn)過程污染嚴重，反應過程會有廢酸、廢堿排放，生產(chǎn)過程需要大量水來清洗;另外，使用堿性催化劑時對原料油要求苛刻，油脂里的游離脂肪酸及水含量必須非常低，原料油預處理工藝復雜。

超臨界法制備生物柴油則較為綠色，過程中無需溶劑和催化劑，后續(xù)分離和純化工藝簡單，對油脂原料的品質要求也并不嚴格，并且反應速率快、轉化率高、無污染。“但是超臨界狀態(tài)的實現(xiàn)條件較為苛刻，對設備制作及運行要求很高，投資及運行成本高。”劉德華指出。

他介紹，生物酶法制備生物柴油具有反應條件溫和、對原料油品質要求較低、無需復雜的預處理工藝、產(chǎn)品分離回收簡單、無污染排放等優(yōu)點。

技術之外，原料是生物柴油發(fā)展的另一瓶頸。“整合地溝油行業(yè)，打通上下游產(chǎn)業(yè)鏈，使地溝油得到循環(huán)利用，用地溝油生產(chǎn)生物柴油，不僅給地溝油找到了一個容易監(jiān)管的安全出路，在保障食品安全的同時，助力京津冀大氣污染治理，還解決了生物柴油廠無米下鍋的問題，一舉三得。”北京清潔燃料行業(yè)協(xié)會副會長、本次論壇組織者宋建國表示。

攻克技術瓶頸

雖然生物酶法合成生物柴油具有反應條件溫和、醇用量小、無污染物排放等優(yōu)點，但傳統(tǒng)酶法工藝中反應物甲醇容易導致酶失活、副產(chǎn)物甘油影響酶反應活性及穩(wěn)定性，從而使得酶的使用壽命太短，導致酶的使用成本過高，經(jīng)濟上難以與化學方法相競爭，這也是實現(xiàn)酶法產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)生物柴油的關鍵瓶頸。

清華大學發(fā)明的新工藝可以完全解除甲醇和甘油對脂肪酶的抑制，成百倍地延長酶的使用壽命。

針對傳統(tǒng)酶法工藝瓶頸問題，清華課題組提出利用新型有機介質體系進行酶促油脂原料和甲醇進行生物柴油制備的新工藝，解除了傳統(tǒng)工藝中反應物甲醇及副產(chǎn)物甘油對酶反應活性及穩(wěn)定性的負面影響，大大延長了酶的使用壽命。另外，在該新工藝中，脂肪酶不需任何處理就可直接連續(xù)循環(huán)使用，并且表現(xiàn)出相當好的操作穩(wěn)定性。

劉德華同時指出，生物柴油產(chǎn)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，還將帶來一個嚴峻的問題，那就是副產(chǎn)物甘油的出路。清華大學已經(jīng)成功解決了副產(chǎn)物甘油的深度加工問題，率先提出利用生物轉化的方法直接將生物柴油副產(chǎn)物甘油(不需經(jīng)過任何處理)發(fā)酵生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品1，3—丙二醇(PDO)，進而實現(xiàn)了兩個生物轉化過程的高效耦合，顯著提升了整個過程的綜合經(jīng)濟效益。

劉德華坦言，下一步，他將尋求有實力有遠見的企業(yè)合作，“生物柴油潛力很大，如果有企業(yè)與我合作，整個生產(chǎn)線上所有的設備都是可以國產(chǎn)的”。

推動地溝油循環(huán)利用

一項產(chǎn)業(yè)中的技術總是百花齊放，酶法新工藝固然有進步性，但傳統(tǒng)工藝歷經(jīng)多年的研究和改進，更趨完善和成熟。

唐山金利海生物柴油股份有限公司采用的就是化學法。“技術經(jīng)過更新?lián)Q代，生物柴油轉化率不斷提高，目前正常運行的生產(chǎn)線，不僅產(chǎn)量達到設計能力，綜合能耗遠低于行業(yè)標準，而且所用原料除水雜外全部轉化為產(chǎn)品。”該公司董事長李艾軍表示。另外，檢測技術和清潔生產(chǎn)技術的創(chuàng)新，也為唐山金利海被確定為全國循環(huán)經(jīng)濟標準化試點示范單位加分。

河北金谷再生資源開發(fā)有限公司采用的高溫中酯化工藝則屬于超臨界法。“采用這種工藝，河北金谷實現(xiàn)了連續(xù)自動化生產(chǎn)，原料適應廣、運行穩(wěn)定、收率提高、產(chǎn)品質量穩(wěn)定，且不造成二次污染。”該公司總經(jīng)理趙匯行表示。

對地溝油收運過程做過詳細調(diào)研的劉德華認為，“地溝油做生物柴油不是技術的問題，而是政策問題。”

“盡管推廣使用生物柴油意義重大，但仍然存在諸多問題，尤其是缺乏國家層面的協(xié)調(diào)機制。”原國家能源局副局長吳吟建議，應盡快制訂生物柴油的計劃，建立生物柴油原料供應保障機制，暢通銷售渠道，加快推廣應用試點示范建設，完善生物柴油的產(chǎn)業(yè)扶持政策。

北京市政府參事王維平表示，京津冀廢棄油脂、生物柴油行業(yè)借助現(xiàn)有資源，統(tǒng)籌布局，充分發(fā)揮社會組織作用，設立產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和產(chǎn)業(yè)基金，建設上下游企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，整合行業(yè)資源，推動相關政策落地，地溝油循環(huán)利用治霧霾的愿景就有可能實現(xiàn)。

宋建國強調(diào)，從地溝油到生物柴油，還需做到六個統(tǒng)籌：統(tǒng)籌生物柴油規(guī)劃布局、統(tǒng)籌使用廢棄油脂、統(tǒng)籌技術規(guī)范標準、統(tǒng)籌市場機制、統(tǒng)籌財稅政策、統(tǒng)籌監(jiān)管。