第六节 燃料油植物生产生物柴油的策略
一、 科学筛选优化燃料油植物
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燃料油植物发展现状
燃料油植物主要包括油脂植物和具有制成较高还原形式烃的能力、接近石油成分且能代替石油使用的植物(或称“石油树”, 大多为含乳汁的植物)。燃料油植物的开发利用价值早已被有识之士所认识, 但到1973年石油危机以后, 各国才普遍重视燃料油植物的利用。特别是1981年在肯尼亚首都内罗毕召开的国际新能源和可再生能源会议以后, 国际上出现了开发利用植物燃料油的热潮。我国幅员辽阔, 纵跨热带、亚热带、暖温带、温带和寒温带等五大气候带。气候、土壤的多样性, 孕育着十分丰富的燃料油植物资源。据《中国油脂植物》记载, 我国有108科、397属、814种油脂植物, 我国油脂植物种类之多在世界上是屈指可数的。我国有富油大科6科, 富油中、小科14科以上。美国科学院推荐的适于世界不同气候带栽培的60多种优良能源树种中, 几乎有一半原产于我国, 或我国已有引种。从这些丰富的油脂植物中可以筛选出大批有发展前途的燃料油植物。
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几种极具潜力的燃料油植物
燃料油的原料资源是整个生物柴油产业中最重要的一部分, 它的成本高低对生物柴油的价格起着决定作用。目前, 我国的油料主要来自草本油料, 大部分都用来生产食用油, 而我国同时还需要大量进口食用油来满足国民的需求, 所以我国生产生物柴油的原料应该向木本油料转变。木本油料具有以下特点: 适应性广；种植一次, 收获多年; 保持水土, 涵养水源, 改善环境;不与农作物争地; 可提供一些优质木材及某些特种化工原料。木本油料具有巨大的开发潜力和广阔的发展前景, 对于未来燃料油产业的发展具有不可替代的作用。根据我国生态区资源特点, 我们将燃料油植物的种植区进行了简单的划分。科学筛选优化出了5种木本油料植物和1种野生草本油料植物。
（1）麻疯树(Jatropha curcas)
麻疯树是xxxx疯树属落叶灌木或小乔木, 原产于巴西,广泛分布于热带、亚热带地区。在我国主要分布在广东、广西、云南、四川、贵州、台湾、福建和海南等省区。麻疯树喜光、喜暖热气候, 耐干早瘠薄, 在石砾质土、粗骨土、石灰岩裸露地均能生长, 可用于荒山造林。麻疯树种子含油量为35%～40%, 种仁的含油量高达50%～60%。每亩地平均可产麻疯树籽650 kg, 可提取加工出油180 kg。虽然它的种子含油量多, 但是它的种子有毒, 一般忌食。由于其种子含油率高, 且流动性好, 它与柴油、汽油、酒精的掺合性很好,相互掺合后, 在长时间内不分离。它作为热带地区最适宜的、可再生的生物燃料资源, 具有较好的发展前景。
表：燃料油植物的区域分布

（2）光皮树(Cornus wilsoniana)
光皮树是山茱萸科落叶灌木或乔木, 分布广泛, 在湖南、湖北、江西、贵州、四川、广东、广西等省常分布于1 000 m以下的疏林中。光皮树是阳性树种(幼苗较喜阴), 根系深广发达, 对土壤要求不严; 最适宜在土层深厚、质地疏松、肥沃湿润、排水良好、pH值在5.5～7.5之间的土壤中生长。
光皮树是一个很好的木本油料树种。果核、果肉均含油脂, 干全果含油率33%～36%,出油率25%～30%。它适应性强, 生长迅速。即使用实生苗栽植, 6～8年便可结实, 12年左右便可进入盛果期。立地条件好的单株产量可达52 kg以上, 在一般条件下每株产量可达5～10 kg。若以每亩60株计, 亩产鲜果300～600kg, 折油42～84 kg。
（3） 文冠果(Xanthoceras sorbifolia)
文冠果是无患子科文冠果属落叶小乔木或大灌木, 也可栽培为高大乔木。文冠果自然分布于陕西、山西、河北、内蒙古、宁夏、甘肃、河南等地, 其中以陕西、山西、河北、内蒙古比较集中。文冠果根系发达, 萌蘖性强, 生长较快; 喜光, 耐半阴; 对土壤适应性很强, 耐瘠薄、耐盐碱, 耐旱性也很强。
文冠果是我国特有的优良木本油料树种,种子含油量为45%～50%, 种仁含油量为70%。它在播种当年就有花芽形成, 2～3年就可开花结果, 10年生树每株产果50 kg以上, 30～60年树单株产量也在15～35 kg。油黄色而透明, 具药用功效, 油饼可作饲料和肥料。它的木材纹理细致美观, 胸径可达30 cm, 是做家具的好材料。另外它的叶经加工可以代茶饮, 同时还是优良的绿化树种。
（4） 黄连木(Pistacia chinensis)
黄连木是漆树科落叶木本油料及用材树种, 高达25 m。黄连木在中国分布很广, 北起河北、山东, 南至广东、广西, 东至台湾, 西至云南、四川、甘肃, 其中河北, 河南、山西、陕西等省分布最多。黄连木喜光, 不耐严寒; 在酸性、中性和微碱性土壤上均能生长；对二氧化硫和烟的抗性较强, 抗烟力属Ⅱ级, 抗病力也强。
黄连木种子含油率42.5%, 出油率20%～30%。每亩用种量10 kg左右, 当年生苗高60cm左右, 亩产苗20 000～25 000株。寿命长, 能活300年以上。幼树生长较慢, 以后生长加快,4年后即可开花结实, 胸径15 cm时, 每株年产果50～75 kg; 胸径30 cm时, 年产果100～150 kg。
（5）欧李(Cerasus humilis)
欧李是蔷薇科落叶小灌木, 分布区广, 黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山东等省区都有分布。欧李是一种适应性极强的灌木树, 具有“四耐”特性, 即耐寒、耐盐碱、耐瘠薄及耐干旱。欧李仁中含有50%左右的油脂, 但仁中含有约6.2%的苦杏仁苷, 在酸和酶的作用下分解产生剧毒物质xxx, 一般不用作食用油。欧李一般在栽后第2年便可开花结果。生长比较集中的地方, 每亩约有2 000多株, 在正常野生状态下, 每株产量为110 g左右。
（6） 海蓬子(Salicornia bigelivii)
海蓬子是藜科海蓬子属植物, 为1年生草本植物, 高20～40 cm, 在亚热带地区可长至50～60 cm。海蓬子特别适合在我国亚热带海滨地区生长。欧洲海蓬子在我国辽宁、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、山东、江苏等省区都有出产。
海蓬子耐旱不耐涝。可种植在海滩盐碱地、盐沼地或轻质沙土地, 用海水直接灌溉, 也可混灌淡水并可施尿素、磷铵、硝酸铵等氮肥。一般3～4月播种,6月中旬开花, 9～10月成熟,生育期210天左右。海蓬子的种子含有大量的油脂和蛋白质,含油量23%～33%, 超过大豆、向日葵籽以及其他许多蛋白质植物。同时, 海蓬子的经济价值很高, 除了能改良土壤外, 还能大量吸收CO2,每公顷能固碳5.210 kg。海蓬子秸秆是木材的优质替代品, 从而减少森林砍伐量, 保护森林资源。种植海蓬子与高密度水产品养殖结合在一起, 将有效根除养殖给海水造成的有机污染。
能源林木资源产能潜力概况

据国家林业部造林司统计, 目前我国尚有宜林荒山荒地810 hm, 十分可观的土地资源及丰富的燃料油植物资源,为我国发展人工燃料油植物林提供了雄厚的物质基础。可以预测, 绿色植物在给人类作出众多贡献的同时, 必将给人类提供新的能源。
二、 筛选优化依据
燃料油植物是一种可更新的能源资源, 具有再生性, 即一次种植,多年收益。同时植物能源又是一种“环境”资源, 筛选植物时一般除提供能源外, 还具有绿化荒山、防治水土流失、保护环境及维护生态平衡的作用。植物能源没有核能的危险性,也没有风能、潮汐能和地热能的局限性, 它几乎不受地区限制, 不需要长途运输,可利用荒山、荒坡及非耕地种植,不与农业争地, 既能保护生态环境, 又能获得经济效益, 达到能源、经济、生态综合效益并举的目的。
燃料油植物资源虽主要分布在热带、亚热带地区,但与石化能源相比,分布相对均匀,几乎每个国家都有一些具开发潜力的植物能源资源。因此,地理位置适合、含油量高、经济价值大、生态效益明显是燃料油植物筛选和优化的依据。
三、在政策上应大力推广燃料油植物的种植和加工
生物柴油的未来发展主要是受原料植物油产量少、价格高的限制, 面临与石油柴油竞争。因此, 生物柴油的生产必须与农业生产相结合, 才有生命力。一些国家已经计划大规模种植油料植物, 由上千公顷的农场来提供植物油原料以生产甲酯化的生物柴油。我国拥有丰富的植物油资源, 可以因地制宜, 利用农业生产与环境保护相结合来增加油料作物的种植面积, 为生物柴油生产提供原料。在生产生物柴油的同时, 对其提油后的固形物中有重要药理活性物质进行深加工获得医药原料或动物饲料, 同时生产高附加值的可生物降解润滑油、油漆溶剂、工业溶剂以及甘油等, 也是降低成本的途径。
目前，种植高含油量的能源作物如麻疯树和黄连木已经走到了前面。进一步的研究将集中于他们的应用和种植面积的开发。尤其是麻疯树，是世界上公认的巨大潜能的作物，但在中国仍然是相对低种植的作物。为了促进能源作物在边远土地的生产，这需要将此列入政府计划。含油种子通过基因改变可以提高10%的产量，这样可以降低相应的成本。许多中国的林地位于山区；收集和运输能源林业作物仍然很困难，需要政府提高基础设施水平。
生物柴油项目是一个系统工程,它涉及国家的能源政策、战略、环境保护法规、财政政策、税收法、生物燃料网络、汽车技术的开发等一系列问题。从国外的情况看, 美国将生物燃料列为国家战略和国家安全项目,在资金和税收上予以优惠, 在环境保护方面有立法保证, 例如国家清洁空气法有明确要求, 介入生物燃料项目的部门, 除能源部外, 还有农业部和环境保护局、各地方政府和工业部门以及若干研究机构。在欧盟,为鼓励发展生物燃料,生物燃料产业的税收减少90%。到目前为止, 我国虽然在生物燃料方面没有具体的规定,但很多法规均可引用, 例如大气污染防治法等。由于现在生物燃料的原料大多定位于废物利用, 作为再生产品, 可引用相关的优惠政策(2005年颁布、2006年正式实行的《可再生能源法草案》)。因此在我国发展生物燃料已有政策基础,同时我国政府已将生物燃料作为“十一五”发展战略的重要内容,相信今后会推出一系列与其相关的优惠政策。
在中国使用生物柴油对农业的支持作用要超过对环境的改善。据统计1065万吨产能的生物柴油加工业可以创造500亿元/年的产值，可以提供超过20万个就业岗位。相关的能源农林业可以吸纳大约600万的劳动力，所以可以提高农村的就业率和农村的经济。
如果农村就业是一个目标的话，那么就要考虑政策补贴与其他政府支持的就业政策，或者基础设施投资、教育及商业环境改善。
我国粮食生产能力过剩，而将粮食转化成生物能源的效率和效益较低，故出现有些地方种田不赚钱，土地荒芜现象。所以需要政府出台相关政策通过调整农业结构，将这些地方发展成为生物柴油的原料基地，发挥生物柴油的环境效益与社会经济效益。
另外，发展生物柴油必将刺激油料林业的发展。中国地域辽阔，油料林木资源丰富，但现有的资源没有充分开发利用。我国南方几千年来一直种油桐、油茶，产量很高，但由于原有的市场大幅萎缩，现在衰落了，北方的黄连木也是这样。国家目前大力推进退耕还林，建立长江xx屏障，实施xx林保护工程，所以xx可以结合这些工程种植油料林木，既为生物柴油产业发展提供原料，又保护生态环境，有利于可持续发展。
在选择和利用生物柴油原料的时候,必须要考虑原料油的产量、脂肪酸组成、酯交换反应及得率等, 而制成的生物柴油的成本是最重要的因素。为了筛选分布广、适应强、经济产量高和价格低廉的原料,应进行大量的科学研究, 为构建出适合我国生物柴油发展框架提供理论支撑。
我国生物柴油产业已列入国家战略发展计划中,利用我国幅员辽阔、能源和物种丰富的优势, 依据我国植物的生态地理空间分布格局,筛选、培育出多种与之相适应的、环境友好的高效燃料油植物, 并优化全国能源植物配置和生产格局, 建设能源植物专类生产区, 对于能源植物种质资源保存、能源植物繁殖推广和开发利用有深远的意义和现实价值。研究开发燃料油植物生产生物柴油将有利于缓解我国目前经济发展中面临的能源短缺问题, 同时也有助于解决我国“三农问题”及生态环保问题。大力开展规模化燃料油植物种植, 提升化学酯化和生物酶法合成生物柴油技术, 运用转基因技术, 以及政府对种植和制造生物柴油予以补贴和税收优惠是目前生物柴油产业发展的主要策略。
总之，发展油料植物生产生物柴油，可以走出一条农林产品向工业品转化的富农强农之路。