石油是不可再生的资源,用掉一点就少一点,总有一天要耗尽的。我国的石油资源以十几亿人口折算,人均是比较少的。更何况,我国经济的迅速发展对能源的需求与日俱增,目前每年进口的石油及石油产品已达到了上亿吨。当然,在经济全球化的今天,合理利用国外的石油资源也不失为解决问题的途径之一。但是,人无远虑,必有近忧,必须及早千方百计地寻找石油的替代品。
同用甲醇或乙醇来替代部分汽油一样,人们现已开始以植物油为原料来制取柴油的替代品。在我国,柴油的消费量约为汽油的两倍,如能以动植物油脂为原料生产出所谓生物柴油,那不仅在近期能够缓解柴油的供应紧张,而且由于其资源取之不尽、用之不竭,还十分有利于保证我国的能源安全。
历史是很有趣的,1897年德国人狄色尔在试验他所发明的柴油机时,就是用植物油做燃料的。后来由于石油的大量开发,柴油机普遍使用从石油中提炼的柴油为燃料。但是随着石油危机的出现,人们逐渐重视石油替代品的开发。1983年,美国科学家首先将植物油脂肪酸甲酯用于柴油发动机,现在美国生物柴油年产量已达几十万吨,欧盟国家生物柴油的产量更是突破了100万吨,加拿大、巴西、日本等国家也在积极发展生物柴油。
生物柴油的原料来源极为丰富,可取自棉籽、油菜籽、大豆、米糠、油粽以及各种动物油脂。此外,榨油废渣和城市里令人心烦的餐饮废油(即所谓垃圾油、泔水油)也可利用,这样不仅可以得到柴油机燃料,同时又保护了环境,岂不一举两得!
从化学结构上看,植物油都是不饱和脂肪酸的甘油三酯,每个分子中包含三个脂肪酸结构,每个脂肪酸结构又是由十几个碳原子组成的,所以它们的分子量会高达800左右。不经加工的植物油虽然也可以直接用作柴油机燃料,但是由于它们的密度大、黏度高、挥发性差,燃烧性能不太理想。因而,需要对植物油进行化学处理,把它们转化为不饱和脂肪酸的甲酯或者乙酯。这类甲酯或者乙酯的分子量只是植物油的三分之一左右,它们的密度、黏度及燃烧性能与普通柴油相当接近。生物柴油可以单独使用,也可掺入普通柴油中一起使用,柴油机无需改装就能正常运转,十分方便。
生物柴油生物柴油中不含硫与芳香烃,与普通柴油相比,其燃烧尾气中不含硫的氧化物,颗粒物和一氧化碳等污染物的排放量也仅为常规柴油的20%左右,多环芳香烃类致癌物则更是大大减少,所以它还是一种保护环境的绿色能源。
总而言之,无论是从缓解燃料紧张,还是从保证能源安全或保护环境的角度考虑,生物柴油都是需要大力发展的新型能源。