生物柴油是什么(生物柴油的优缺点)

生物柴油是由生物质而不是石油制成的柴油燃料。它主要用于交通运输，但也可以用于家庭供暖、发电和其他用途。生物柴油的常见来源是脂肪含量高的有机材料，如食用油、动物脂肪和藻类。

生物柴油经常被宣传为一种更可持续的方式，以满足世界对运输燃料不断增长的需求，同时限制化石燃料对环境的影响。例如，在2018年，作为履行《巴黎气候协定》承诺的一部分，欧盟将可再生生物柴油确定为柴油发动机的合适燃料，同时减少排放。但是生物柴油作为可持续燃料的地位还存在争议。

1 石油柴油的问题

自1997年《京都议定书》提出减少温室气体(GHG)排放以来，石油柴油一直被视为比汽油更环保的交通燃料。

以石油为基础的柴油比汽油具有更高的能量密度，而且它在柴油发动机中燃烧的方式(通过压缩而不是火花塞)使其更节能，这意味着它每英里产生的温室气体排放比汽油更少。压缩点火还可以为柴油车辆提供更大的扭矩，这就是为什么许多重型和长途运输车辆(船舶、火车、卡车)和发电机在其他工业用途中使用它的原因。虽然柴油的价格更高，但它的使用成本要低30%左右，并能减少发动机的磨损。

然而，燃烧柴油会带来严重的健康和环境后果。“不如汽油差”并不是一个很好的卖点，因为运输业的温室气体排放量占美国温室气体总排放量的27%，占世界温室气体总排放量的14%。

温室气体排放并不是柴油的唯一问题。虽然“更清洁”的柴油发动机确实存在，但柴油仍会产生颗粒物质和氮氧化物，这些物质会增加呼吸系统疾病的死亡率，对低收入社区和有色人种社区的影响尤其严重。

交通也占了美国的90%的黑碳(煤烟)排放，而柴油废气是造成这一现象的主要原因。

2 生物柴油是如何制造的?

生物柴油是通过将甘油(肥皂、牙膏和其他产品中存在的甘油)从其生物质来源中分离出来，留下甲酯而制成的。纯生物柴油只有在柴油发动机改装后才能以纯形式使用，因此生物柴油通常与石油柴油混合用于运输。

生物柴油和石油柴油的常见混合物中，生物柴油的含量从2%到20%不等，以生物柴油的百分比为标志，如B2或B20。在美国，大多数柴油发动机可以使用B20，通常与B20混合。生物柴油也可以与取暖用油混合用于家庭取暖。

生物柴油的生产通常分为三代，取决于它的来源:

——第一代使用工业粮食作物;

——第二代生产生物柴油的生物质残留物(如残渣)、非食用作物和废物，如餐馆油脂;

——第三代主要指藻类生物柴油。

3 生物柴油可再生，但不一定是可持续的

生物柴油可以从可再生资源中生产，但目前生产的大多数生物柴油都是不可持续的，甚至往往是不可再生的。第一代生物柴油通常由单一作物来源制成，如菜籽油、玉米油、大豆、甘蔗和棕榈油。虽然根据定义，这些原料作物是可再生的，但它们的生产以很高的环境成本为代价，如砍伐森林、土壤退化和营养污染。

鉴于生物柴油目前只占运输燃料需求的不到1%，大幅增加第一代生物柴油的产量以取代石油柴油将对环境造成破坏。它还以取代养活不断增长的世界人口所需的宝贵农田为代价。

虽然还没有商业规模，但微藻越来越被视为一种可再生和可持续的生物柴油来源。微小藻类的环境足迹较低，不生长在耕地上，不会导致土壤退化，也不会与食用油脂的生产竞争。微藻需要更少的空间来产生和农作物一样多的能量。

微藻是负碳生物，从大气中吸收的二氧化碳几乎是它们产生的生物量的两倍。

生产以藻类为基础的柴油还有其他好处，包括产生有价值的副产品，如生物肥料，并吸收废水中的营养污染，从而导致藻类大量繁殖。

4 生物柴油的好处

多项研究表明，生物柴油比石油柴油具有环境优势。一般来说，混合柴油中生物柴油的比例越高，燃料就越清洁。

据美国能源部称，B20混合燃料可以将柴油发动机的温室气体排放量减少15%。生物柴油排放的生命周期分析（考虑了燃料生产和消费的所有方面）发现，与石油柴油相比，生物柴油可以减少40%到69%的温室气体排放，这取决于生物柴油的生物质来源。从再生资源（如用过的食用油）中提取生物柴油达到了平均水平。更高的降幅高达86%。

5 生物柴油的缺点

与其他形式的柴油相比，生物柴油的能源效率通常较低，导致发动机性能较低——这是柴油相对于汽油的关键吸引力之一。在藻类生物柴油中，随着混合柴油中生物柴油比例的增加，燃料变得不容易点燃，产生“点火延迟”并降低发动机的扭矩。

当考虑生产生物柴油所需的能源时，能源投资回报率(EROI)较低;当使用一些生物质资源时，它甚至可以是最小的能源效益。用油菜籽/油菜籽生产生物柴油的EROI几乎不超过1，这意味着生产该过程所需的能量几乎相等。在一些需要更多肥料来种植作物或农业实践效率较低的地区，油菜籽/油菜的EROI甚至可能是负的。

确实存在一些提高生产和消费生物柴油的能源效率的技术，但它们仍然低于石油柴油的效率，并使产品更加昂贵。

6 生物柴油发展前景

就寿命周期排放而言，电动汽车是柴油（和汽油）发动机的更好替代品。然而，向零排放汽车的转变不会一蹴而就，因为轿车和轻型卡车的平均行驶时间为12.1年。在石油柴油中添加生物柴油可能为仍在使用的车辆提供一个短期、低排放的选择，但“低排放”并不意味着“零排放”，扩大短期“过渡燃料”使用的时间窗口正在迅速关闭。

目前，生物柴油的生产成本高于石油柴油，需要私人和公共部门的融资，才能使其成为可行的替代运输燃料。由于减排的迫切需要，欧盟和美国的许多州已经禁止在2035年前销售新的汽油和柴油汽车，而绿色和平组织等环保组织呼吁更早实施禁令。面对运输用生物柴油日益有限的市场，开发该技术的投资可能会枯竭。