汽车工业在推动社会经济发展和提高人们生活质量的同时，也带来了石油能源供应紧张、环境污染加剧等问题。因此，自20世纪70年代石油危机以来，有关汽车替代燃料的研究工作得到了飞速发展。替代燃料有天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、二甲醚、生物柴油和煤制柴油等。其中，生物柴油以其优越的性能，对环境的保护及可再生性，已得到了世界各国的重视，成为新能源研制和开发的热点。
一、生物柴油的概念
生物柴油指以油料作物、野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及动物油脂、餐饮废油等为原料油通过酯交换工艺制成的甲酯或乙酯燃料。这种燃料可供内燃机使用。其主要成分是软脂酸、硬脂酸、油酸、亚油酸等长链饱和与不饱和脂及酸同甲醇或乙醇所形成的酯类化合物。生物柴油是一种清洁含氧燃料，具有可再生性，原料来源广泛，可生物降解，燃烧所排放的污染物含量很低，温室气体排放低，是石化柴油的理想替代物。
二、生物柴油的主要特性
生物柴油具有与石化柴油相近的性能。可以在柴油机上直接使用，也可以与石化柴油以不同的掺混比调和使用。生物柴油和石化柴油的理化指标比较见表1。
首先，从中可见生物柴油在冷滤点、闪点、十六烷值、燃烧功效、含硫量、含氧量、燃烧耗氧量、对水的危害、生物降解等方面都优于矿物柴油。生物柴油无需添加剂冷滤点可达-20℃，具有较好的低温发动机启动性能。生物柴油氧含量和十六烷值高，使其燃烧性能好于石化柴油，燃烧残留物呈微酸性，使催化剂和发动机机油的使用寿命增加。生物柴油闪点高，不属于危险品，因此，在运输、储存、使用方面安全性高。生物柴油具有较好的润滑性能，使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低，使用寿命延长。
其次，生物柴油具有优良的环保特性，主要表现在由于生物柴油中硫含量低，使得二氧化硫和硫化物的排放低，可减少约30%（有催化剂时为70%）；生物柴油中不含对环境污染的芳香族烷烃，因而废气对人体损害低于柴油。检测表明，与普通柴油相比，使用生物柴油可降低90%的空气毒性，降低94%的患癌率；由于生物柴油含氧量高，使其燃烧时排烟少，CO的排放与柴油相比减少约10% （有催化剂时为95% ）；生物柴油生物降解率高，对水和土壤的污染比较少。
再次，生物柴油具有可再生性能。作为可再生能源，与石油储量不同，其通过农业和生物科学家的努力，可供应量不会枯竭。
{zh1}，生物柴油在生命周期碳循环过程中，发动机燃烧生物柴油释放CO2的同时，能源植物也在通过光合作用不断吸收CO2，又可以生产生物柴油的原料。这样，与石化柴油燃烧释放CO2需要几百万年才能再转化为石化能相比，生物柴油参与的生物碳循环周期短得多。根据美国能源部可再生能源实验室的研究表明，生物柴油的生命周期净CO2（去除植物吸收后的部分）比石化柴油低78.45%，每年可减少1105tCO2排放，从而减少了“温室效应”。按照京都议定书，欧盟2008～2012年间要减少CO2排放8%。因此，生物柴油是绿色可再生燃料。
三、生物柴油在国外的研究和现状
近20多年来，随着环境保护和石油资源枯竭两大难题越来越被关注，生物柴油已成为新能源研制和开发的热点，引起了世界各国的高度重视。美国、法国、意大利等相继成立了专门的生物柴油研究机构，投入大量人力物力。政府通过政策优惠手段，使生物柴油迅速成为新经济产业的亮点。
（一）生物柴油在美国
生物柴油在美国的商业应用始于20世纪90年代初，1990年开始以小规模用大豆油生产生物柴油，并被国家能源署列为清洁燃料，进行推广应用。但直到最近两年才逐渐形成规模，并成为该国发展最快的替代燃油。美国xx机构ASTM相继在1996和2000年发布标准，完善生物柴油的产业化条件；政府实行积极鼓励的方式，在生物柴油的价格上给于一定的补贴。美国能源部2001年新建了国家生物质能中心强化推广生物柴油，加利福尼亚州成为美国首先使用生物柴油的州。美国能源署则要求，到2010年，美国的生物柴油产量从现有的100万t提高到1200万t。生物柴油的售价约为石化柴油的2倍，尽管生物柴油的成本昂贵，但是发达国家仍在大力推广使用，旨在保护生态环境和本国能源安全。目前，生物柴油在美国的使用日渐增多，尤其是城市公共汽车中。美国现有4家生物柴油生产厂，总能力为30万t/年，2001年生产6.5万t，规划2011年将生产115万t。在普通柴油中的掺入量为10%～20%。生物柴油的税率为零。
（二）生物柴油在欧洲
在欧洲，生物柴油在工业中蓬勃发展有两个因素起了很大的作用。{dy}，1992年针对欧洲农业剩余的共同农业政策改革所提出的预留地政策。它给非实物性作物生产提供了大量的补贴，从而刺激了预留地在非农方面的使用。如果这些预留地种植的是生物柴油原材料，那么预留地补贴将会{zg}。随着生产生物柴油用的工业油籽需求的增长，出于工业目的种植油籽的预留地在1995～1996已经增加了50%，将近90万公顷。如果近期工业油籽生产的增长持续下去，不用几年布莱尔厅协定（Blair House）中以对等的大豆计量100万t的限额一定会被用尽，甚至被打破。第二，欧洲国家的高额燃油税一般要占柴油燃料零售价格的50%，甚至更多。然而，1994年2月，迫于政治压力，欧洲议会决定免除生物柴油90%的税收。对替代燃料使用的立法支持，差别税收的刺激以及对油籽生产的补贴共同促进了一些欧洲国家生物柴油的价格与其他柴油燃料的竞争性。
目前，欧盟推广生物柴油的目标是：到2010年达830万t。德国现有8家生物柴油生产厂，拥有300 多个生物柴油加油站，生产生物柴油25万t/年，并制定了生物柴油标准D IN V51606，对生物柴油不收税。法国有7 家生物柴油生产厂，总能力为40万t/年，在普通柴油中掺加5%生物柴油，对生物柴油的税率为零。意大利有9 家生物柴油厂，年生产能力33万t，燃油税率为零。奥地利有3个生物柴油生产厂，总能力5.5万t/年，税率为石油柴油的4.6%。比利时有2个生物柴油生产厂，总能力24万t/年。
（三）生物柴油在日本和巴西
日本1995年开始研究生物柴油，在1999年建立了259L/d用煎炸油为原料生产生物柴油的工业化试验装置，该装置可降低原料成本。目前，日本生物柴油生产能力已达到40万t/年。巴西是最早掌握生物柴油技术的国家，目前已建成大型生物柴油生产装置，正在推广试验中，主要原料是蓖麻油，2005年其生物柴油在石油柴油中的掺比达到5%，2020年将达到20%。
四、生物柴油在国内的应用现状
最近两年，我国政府和一些企业对生物柴油已越来越重视。2004年科技部高新技术和产业化司启动了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目，包括生物柴油的内容。2005年，国家专项农林生物质工程开始启动，规划生物柴油在2010年的产量为200万t/年，2020年的产量为1200万t/年。2005年，替代燃料发展战略研究开始进行，替代燃料中包括了生物柴油。2005年4月，国家发改委工业司主办了生物能源和生物化工产品科技与产业发展战略研讨会，包括生物柴油。2005年5月，国家“863计划”生物和现代农业技术领域决定提前启动“生物能源技术开发与产业化”项目，已发布了指南，其中设有“生物柴油生产关键技术研究与产业化”课题。我国于2006年1月1日实施的《可再生能源法》，已将生物柴油列为能源发展的优先领域。2006年7月1日在上海举办的《中国生物质燃料工艺、装备及国家标准交流研讨会》上，由中国石油化工科学研究院负责起草的《柴油机燃料调合用生物柴油（BD100）国家标准》，已通过石化专业技术标准委员会评审，年内将由国家标准化管理委员会颁布实施。该标准对推动我国生物质能源产业的健康快速发展具有重大战略意义。
我国生物柴油产业起步不久，先在民营企业实现。如海南正和生物能源公司、四川古杉油脂化工公司、福建{zy1}新能源发展公司等都建成了1～2万t/年的生产装置，还有西安兰天生物工程公司等也正在或计划生产生物柴油。2004年以来，四川大学生命科学院宣布要利用麻疯树果实榨油，建设年产万吨级生物柴油炼油厂，新疆规划建设以棉籽油为原料的10万t/年生物柴油炼油厂，河北石家庄炼油化工股份有限公司规划利用多种原料油建设5万t/年的生物炼油厂。2005年，国内还有一个由奥地利BIOLUP公司独资1万t/年生物炼油厂，并计划2006 年底开始生产生物柴油，产品全部出口欧盟。
五、结语
作为富有潜力的代用燃料，生物柴油以其良好的环境效益和经济价值受到越来越多的关注，我国幅员辽阔，动植物资源丰富，而且又是一个能源消耗大国，大力开发和推广生物柴油对经济可持续发展，推进能源替代，减轻环境压力，控制城市大气污染具有重要的战略意义。
