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背景简述
生物柴油是以油脂为原料,与醇类经转酯作用获得的单烷基脂肪酸酯,其热值、燃烧功效等物化性质与石化柴油相近,可以直接替代石化柴油作为现有发动机系统的燃料。根据制备方法与最终产品,目前生物柴油已经发展了三代。
第一代生物柴油,狭义上的生物柴油,也称为酯基生物柴油。第一代生物柴油技术成熟,是目前国内外生物柴油主要品种。第二代生物柴油,也称可再生柴油或烃基生物柴油。在一代基础上进行了加氢脱氧处理和异构化处理,被称为氢化衍生可再生柴油或氢化植物油。
生物柴油产业技术演进与前景
相比一代生物柴油,二代生物柴油可按照任何比例与普通柴油进行掺混,经过加工后甚至可替代传统航空煤油。目前,二代生物柴油在美国、欧洲发展较快,而在我国正在逐渐发展。
第一代生物柴油和第二代生物柴油的生产原料完全相同,仅是采用不同的工艺进行生产。由于第二代生物柴油具有与柴油相似的黏度和发热值、密度较低、十六烷值较高、含硫量较低、稳定性好、符合清洁燃料的发展方向,未来将会重点发展二代生物柴油的技术,在减碳同时也能够大力促进能源发展与转型。
第三代生物柴油是指可持续航空燃料(SAF),是一种生物制造的绿色航油与传统燃油按一定比例混合的新兴航空燃料,其二氧化碳排放量相较于传统航空燃料可以减少80%。未来我国可持续航空燃料业务将继续发展,促进我国航空领域低碳发展。
国家出台政策鼓励生物柴油行业发展
生物柴油是国际公认的可再生零碳清洁能源,国家鼓励发展新能源产业、生物产业和废旧资源综合利用产业,降低各行业对化石能源的依赖,通过改善环境,实现可持续发展战略目标。相关法律法规和政策的实施有利于增加生物柴油行业废油脂供应,拓展生物柴油等产品的市场空间。
2006年1月开始实施的《中华人民共和国可再生能源法》,明确提出国家鼓励清洁、高效地开发利用生物质燃料,鼓励发展能源作物,并依法保护可再生能源开发利用者的合法权益,同时规定将符合国标的生物质液体燃料纳入燃料销售体系,并给予税收优惠,并指出“生物液体燃料,是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油”。2009年12月,全国人大常委会对《中华人民共和国可再生能源法》进行了修订,明确规定石油销售企业应当按照国务院能源主管部门或者省级人民政府的规定,将符合国家标准的生物液体燃料纳入其燃料销售体系。
2022年3月,国家发改委、国家能源局印发《“十四五”现代能源体系规划》,重点指出“增强能源供应链稳定性和安全性,强化战略安全保障,一是要增强油气供应能力,二是要加强安全战略技术储备,要“按照不与粮争地、不与人争粮的原则,提升燃料乙醇综合效益,大力发展纤维素燃料乙醇、生物柴油、生物航空煤油等非粮生物燃料。”随着生物柴油产业链在资源利用效率再提升方面的价值不断在国际市场被认可,生物柴油在国内市场亦将拥有相应地位。
2023年12月,国家发改委公布《产业结构调整指导目录(2024年本)》,鼓励发展生物燃油(柴油、汽油、航空煤油)等非粮生物质燃料生产技术开发与应用,可持续航空燃料原料高效收储运技术与设备研发与应用,可持续航空燃料生产与应用。
以废油脂为原料的挑战与机遇
按照不与粮争地、不与人争粮的原则,我国生产生物柴油主要采用废油脂为原料,既可为上游解决废油脂环保回收利用的问题,又可为下游提供节能低碳安全的可再生资源,具有多重的环保效应和社会效应,是国家需要大力发展的行业。
根据农业农村部市场预警专家委员会《中国农产品供需形势分析》预测,2023年我国食用植物油消费量为3713万吨,以废油脂产生量约占食用油总消费量的30%估算,2023年全国食用油产生的废油脂将达到1110万吨,能够满足我国生物柴油作为原料的消费。
废油脂主要从餐饮或食品加工等企业的下水道或隔油池收集,工作环境恶劣、劳动强度大、人力成本高等,且需在餐饮企业等下班后即通常在下半夜才能开始,工作时间特殊。加之我国现阶段对废油脂的收运管理体系尚未规范和健全,因此形成了目前以个体经营者为主的行业惯例。而且区域内餐馆分布零散,造成了经营者众多、市场集中度较低的局面,该情形在城镇规模愈大时愈加明显。废油脂收集行业的上述特性和现实情况使得废油脂供应商中个体经营者占比较高。
虽然废油脂年产量能够满足我国生物柴油年消费量,但是由于废油脂行业具有产出数量大、种类多、来源分散、收集困难等特点,如何以低廉合理的价格获取更多的废弃油脂原材料是制约废油脂生产生物柴油的主要因素。
废油脂构成复杂、杂质含量高、色泽深,生产工艺复杂,因此对废油脂转化为生物柴油,需要处置单位具备一定技术实力和运营规模。如要满足高端市场要求的生物柴油,例如欧盟市场、国内高端的绿色生物基化学原料市场,处置的技术难度更大,目前国内仅有个别企业具备上述技术能力。
化信观点
我国生物柴油产业已进入加速发展时期,各方参与主体纷纷开展扩产计划,根据公开资料统计,规划新增产能合计达到419万吨/年。随着国外政策持续推动,我国生物柴油的出口量会持续增长,这也使得国内企业对生物柴油未来发展有着较好期待,预计未来5年,我国生物柴油方面的发展政策将进一步促进生物柴油的消费。因此,建议借鉴镇海炼化的经验,通过炼油装置平台进行研发积累,待国内政策全面铺开后,可以迅速开始转产。
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