植物里长出燃油

  南京大学开发生物柴油新作物，为“油荒时代”的新能源提供想像。
  在南京大学的温室里，从美国迁居至中国的海滨锦葵静静地开放，美丽的单瓣花结下的种子蕴涵着丰富的油量。
  ■名词解释
  生物柴油
  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。因此生物柴油就是一种用油菜籽等可再生植物油加工制取的新型燃料。

  按化学成分分析，生物柴油燃料是一种高脂酸甲烷，它是通过以不饱和油酸C18为主要成分的甘油脂分解而获得的。
  生物柴油作物有草本植物、木本油料树种和水生油料植物三大类。常见的草本油料作物主要有油菜、大豆、花生、棉籽、亚麻等，其中油菜在世界范围内应用最广。常见的木本油料植物有棕榈、光皮树、麻风树、油茶、椰子树等。水生油料植物主要指油藻。
  9月初，南京大学生命科学学院的钦佩教授领导的一个科研组宣布：他们从一种引进植物海滨锦葵中成功提炼出了生物柴油。这一成果在油价频频高攀的当下给外界留下了很多的想像和揣测。
  差不多同时，在比利时召开的第一届再生资源和生物炼制国际大会上，30多个国家的450多位生物柴油领域的专家一致认为中国科学界将对生物柴油的研发起着积极的作用。“中国已建立了世界上第一套200吨/年酶法生物柴油装置。而明年年底，全球第一套万吨的工业化装置也将在上海投产。”
  “新能源”本是“老能源” 在中国刚刚起步的“新能源”生物柴油其实并不新。
  1896年，德国工程师鲁道夫·迪塞尔研制成功的第一台压力点火内燃机———柴油机用的燃料就是一种生物油，花生油。1912年，迪塞尔在一次大会上预言：植物油燃料将成为能源发展的一个重要方向，并一定会成为像石油一样重要的燃料。
  然而在之后的数十年里，廉价的液体能源石油战胜了易炭化结焦且成本高昂的植物油，成了这个星球上最重要的能源。
  直到上世纪七八十年代，石油可能枯竭这一危险使得西方国家重新开始了对生物柴油的研发。根据统计，目前美、德、意、法等国已建成生物柴油生产装置数十座，2000年德国生物柴油产量已达45万吨。
  目前国外用于规模生产生物柴油的原料有大豆（美国）、油菜籽（西欧）、棕榈油（东南亚）等。
  海滨锦葵瞄准滩涂荒地
  然而在中国，人均耕地的不足限制了生物柴油的规模发展。南京大学钦佩教授科研组的新成果的意义就在于，他们找到了一种新的作物，适合于滩涂这样的荒地种植。
  钦佩称，正是“生物柴油原料的种植、研发不要与人、农作物争良田”这一思路让他想到将两个课题“并题”解决：一个是生物柴油新领地的开拓，另一个就是解决滩涂等土地由于盐渍化而日趋荒芜的问题。“除开良田，可利用的资源就是荒山、沙地、海滨等。”根据来自国土资源部的调查报告，伴随着土地沙化、恶化进程的加剧，我国有相当可观的盐渍化土地，其中海滨盐土近0.2亿公顷，滩涂盐土面积为300万公顷左右。这给科研组提供了遐想。
  然而，尽管油料植物多达1554种，但能在盐土上生长的却不足5％。“标准一是要适合海滨等盐渍化严重地带，二是含油量要高。”在对各种油料植物做了分析后，钦佩的科研组将赌注押在了海滨锦葵上。
  海滨锦葵是一种多年生宿根植物，天然分布于美国东部特拉华州至得克萨斯州的盐沼海岸带，其种子的含油率和粗蛋白含量与重要经济作物大豆相仿，钙和钾的含量很高。
  1993年，钦佩开始从美国引种海滨锦葵，今年春天，南大的专家们等到了收获期：成功压榨出了海滨锦葵的油，并于日前所做的可燃性鉴定中，被证明可以燃烧，能作为动力燃料使用。清华大学化学工程系应用化学研究所所长刘德华教授评价这一发现是生物柴油原料扩展方面的一大突破。
  生物柴油不是“画饼”   “大自然通过光合作用每年产生约亿吨生物质，但是目前世界上生物质的利用率还不到7%.”国内惟一获邀参加了这届再生资源和生物炼制国际大会的北京化工大学教授谭天伟向记者介绍，生物柴油的研发是第二代生物质能的主攻方面。
  第一代生物质能主要是通过生物质废弃物的燃烧或生物发酵产生的沼气来发电或供热。而第二代生物质能是在第一代的基础上，有意识地种植能源作物，从中加工转化成液体的动力燃料，目前应用最普遍的是生物柴油和乙醇汽油。
  谭天伟说，在对生物柴油所做的燃烧性能对比实验中，可以肯定生物柴油的性质与石化柴油相近，是一种含氧、基本上不含硫和芳烃的再生燃料，因此也是一种环保的绿色燃料。
  “生物柴油在各种性能的比较上都比柴油要好，也能对发动机起到润滑、保护的作用。要说惟一的缺点，就是它的热值比较低，但这一缺点对发动机的性能基本是没有影响的。” 
  有一种产业叫“能源农业”
  “生物柴油大量运用是必然的，但具体什么时候我现在还不好说。”谭天伟认为，现在我们已经进入生物经济时代的前页，生物柴油肯定是这一时代的标志性事物，因而在生物柴油的研发上应注重全面挖掘。
  “从将来规模化产出生物柴油方面来看，我比较提倡能源农业。”谭天伟认为，要使生物柴油真正地进入人们的生活，就必须增大其产量，光靠培植新的原料作物是远远不能解决我国用油的需求量，因此能源农业会是生物柴油产出中的一大分支。
  据介绍，能源农业的一个重点是转基因油菜籽、大豆，另一重点就是与其他产业的综合，比如说开发棉籽油、米糠油。“能源农业的核心就是要多重利用现有的能源。棉花和米糠都是现成的，产量也大，长期以来棉籽、米糠都遭废弃，其实通过加工还可以再次利用，压榨出棉籽油和米糠油。” 
  ■障碍
  三大瓶颈制约生物柴油推广
  南大开发海滨锦葵的成功被不少学界人士看做我国燃油研发的新突破，然而专家认为，生物柴油要在我国推广，还面临着三大瓶颈。
  生产成本需考虑
  清华大学刘德华教授表示，生产成本高是生物柴油无法迅速推广的一大瓶颈。
  就目前情况来看，生物柴油的价格比一般石化柴油要贵，因为企业还未能形成规模化生产。
  此外，除了用现成的动物油提炼生物柴油外，植物油的栽种往往需要较长的周期。
  刘教授介绍，国外生物柴油的成本也不低，但一些国家会对生物柴油生产者采取减免税收的措施。
  技术设备需攻关
  生物柴油在原料的研制上日益取得突破，但要大规模生产，还必须在技术等环节上加以配套。
  谭天伟向记者解释，目前生物柴油主要有三种制作方法，化学碱法、超临界方法、酶法。前两者已较为普遍，各国现在都在加大对酶法的研发，因为用酶法提炼生物柴油是一种新的清洁生产工艺。
  加油站设备需配套
  谭天伟教授介绍，生物柴油与石化柴油的指标是有区别的，全面推广就必须要对加油站等设施的装置加以改善。“谭天伟描述，这种装置还是很简单，即在现有的设备上再加一个盛放生物柴油的容器，使两者可以分层，但目前国内还没有走到这一步，”不过这一步是势在必行的。“