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生物柴油的原料选择
发布时间: 2018-8-22
  原料占生物柴油成本的75%,因此大量廉价原料的供应是制约生物柴油发展的关键因素。目前的生物柴油原料中,植物原料最具发展潜力。我国能源植物资源种类丰富多样,为大力发展生物柴油提供了广阔的前景,如何从这些种类多样的能源植物资源中选择出一些适合或比较适合的植物种类来作为制取生物柴油的低成本原料,是需要解决的问题。我国人多地少的国情决定了发展生物柴油产业不宜以食用油为原料,生物柴油原料的发展应遵循“不与人争粮、不与粮争地”原则。
  (一)生物柴油原料选择的原则
  1.选择指标
  (1)含油率
  含油率是选择生物柴油原料的首要指标。含油率的高低决定了能源植物利用价值的大小。不含油成分就不是油料植物,含油率不高,达不到利用程度,也就谈不上油料植物的开发利用。
  (2)生物产量
  能源植物的生物产量决定了其作为生物柴油原料的开发利用价值和潜力。生物产量越大,开发利用的价值也就越高,开发利用的可行性也越大。决定某种能源植物生物产量的因素主要有3个。
  1)单位面积产量的高低或结实性状的好坏。对于已人工栽培的植物而言,其单位面积产量越高,生物产量也就越大;对于尚未栽培的野生种来说,若有好的结实性状,在经人工种植后,生物质颗粒燃料产量可能会较高。
  2)适生区域的大小。’2适生区域越大,分布面积相对也大,供开发利用的区域范围越广,可收获的生物量也越大。
  2012年7月国家能源局制定了《生物质能发展“十二五”规划》,提出在盐碱地、荒草地、山坡地等未开发宜能荒地较多的地区,根据当地自然条件和作物植物特点,种植油棕、小桐子等木本油料能源作物植物,建设非粮食生物液体燃料的原料供应基地。2013年5月国家林业局制定的《全国林业生物质能源发展规划(2011—2020年)》提出,到2015年,建设木本油料能源林212万hm2,全部利用折合约70万t标准煤;到2020年,木本油料能源林规模将达到422万hm2,全部利用折合约580万t标准煤。今后木本原料将成为我国生物柴油产业的主要原料。
  3)繁殖的难易程度。某种能源植物虽含油率很高,但是种子的发芽率很低,无性繁殖或移栽不易成活,很难繁殖,不能规模化地建立生物柴油原料基地,其生物产量也不可能达到很高。
  (3)采集、提取和加工的难易程度
  作为生物柴油的原№其含油器官要易于采集,油样要容易提取和加工,这样就能控制生物柴油的制取成本。
  (4)必须适合中国的国情
  我国山地多,耕地少,要充分利用发挥山地资源优势,大规模地栽培木本油料植物。
  2.调查方法(油料植物种类结实量调查)
  确定结实量的办法:①结实果枝占树冠总枝条的百分数。②果实在结果枝上分布的均匀程度,分三级:一级为分布均匀(果实在果枝上的分布密度均匀);二级为较均匀(有1/3以上的部位少果或无果);三级为不均匀(2/3以上的部位少果或无果)。③果实在果枝上着生的密度,分三级:一级为密(整个果枝上挂满果实为密——根据树种确定);二级为较密(处于一、二级之间);三级为稀(果实在果枝上稀疏地分布)。
  (二)生物柴油原料的选择方法
  选择含油量、含油种类、含油成分、含油器官、植物的繁殖方式、繁殖难易程度、群众的栽培习惯、植物的单位面积产量或结实性状、适生区域的面积大小、适生区域的自然条件、植株大小、植物的生活型、植物的生态型、植物的种群结构、树冠与全株生物量比或草本植物地上部分与全株生物量比等指标,采用特菲尔调查法和专家咨询进行模糊评判,并根据评分结果将植物的含油量(彳)、单位面积产量或结实性状(B)、适生区域的面积大小(C)、繁殖难易程度(D)和油的成分(E)5个指标作为生物柴油原料初选的指标体系。在满足以上指标后,同时综合考虑原料的经济成本(Ⅸ)、生态功能(置)及社会功能(X3)。
  1.经济成本评价(X)
  以各种类能源植物每制取1L油的税前成本作为比较基准。成本越低,蜀的得分越高,反之则低。
  2.生态功能(X2)
  将各种能源植物的生态功能分解为水土保持功能、涵养水源功能、环境保护功能、景观功能等几类,在此基础上进行专家咨询打分,然后统计打分结果计算出平均值(1),最后再乘以权重系数C(C=0.1)来计算墨的得分值。
  3.社会功能(X3)
  社会功能评价打分类同于生态功能。
  4.综合功能得分(1)
  (三)几种生物柴油原料的选择
  对绿玉树、油菜、桉树、麻风树、续随子、花生、夹竹桃、大豆、小桐子、黄连生区域的面积大小(c)、繁殖难易程度(D)和油的成分(E)分。然后综合考虑原料的经济成本、生态功能及社会功能物麻风树、绿玉树、光皮树、小桐子、黄连木来作为饼艽利升厦生例术倒刚芥如下。
  1)我国的人均占有耕地面积少,山地丘陵多,山地资源丰富,选择木本植物作为生物柴油的原料,可结合退耕还林等重点林业生态工程规模种植,促进生物柴油产业化的进程。
  2)木本植物和草本作物的主要油脂成分相似,只是脂肪酸的含量不同,经酯交换反应制取生物柴油的得率有些差异,现分别以麻风树和油菜籽代表木本植物、草本作物,来说明选择木本植物作为生物质燃料原料的可行性。
  3)与草本作物相比,对某些木本植物可进行全株利用,如种子、果实、枝、叶等器官也可用于榨油,同时利用山地资源规模种植木本植物在经济上是可行的。