编者按:
有害气体排放超标、全球气候变暖、石油价格居高不下、可再生资源日渐匮乏……面对一系列生态难题，人类该如何应付？生物柴油正日益成为能源发展的新选择。然而，对于大规模采用生物柴油这一战略选择，究竟利大于弊，还是弊大于利，众说纷纭。权衡标准也呈现多样性：一是商业标准，发展生物柴油是否经济；二是生态标准，生物柴油是否是对环境健康的能源；三是社会标准，即发展生物柴油是否有利于社会问题的缓解。巴西是世界大规模开发生物柴油最早的国家，巴西发展生物柴油，实现“能源—环境—社会”三位一体的发展生物柴油战略值得关注。
持之以恒：领先世界的秘诀
巴西石油资源相对匮乏。自上世纪20年代，巴西国家技术研究院就开始进行可再生能源的探索性研究。上世纪60年代，巴西工厂利用咖啡豆提炼出生物油脂，当时是用甘蔗酒精与咖啡油脂产生反应，释放出甘油和乙基酯，就是今天我们所说的生物柴油。20世纪70年代，由国家技术研究院等机构共同进行生物燃料的开发。塞阿拉联邦大学研究出类似现在的柴油的生物油脂，并于70年代进行专利注册。这一专利不久前刚刚期满。70年代，巴西提出“油脂计划”，即植物油脂用于能源使用规划。1980年代提出“柴油计划”。1983年，面对石油价格高涨，巴西政府提出“植物油脂计划”，推进生物燃料的应用。据估计，到2007年底，巴西年产生物柴油可能达到15亿公升。
多年来，巴西各大学、各州的研究机构均在开发生物柴油方面取得了重要的进展，巴西已拥有各种生物燃料技术。还有一些企业在生产用于各种用途的生物柴油。可以说，巴西已经拥有足够的生物柴油方面的技术知识来推动生物柴油的商业化生产。自1973年至今，巴西生物能源的产量增加了744.4%，从360万吨石油当量增加到3040万吨石油当量，年均增长21.3%。巴西已经规定，到2008年1月份，生物柴油在柴油中的掺混率必须达到2%，这相当于8亿公升汽油的用量。
巴西很早就开始利用甘蔗生产燃料乙醇，这也是一种生物燃料。经过30年的努力，巴西已建成完整的燃料乙醇产业链：从种植甘蔗到生产燃料乙醇，从制造燃料乙醇汽车到建立燃料乙醇供应站，形成了一个遍布全国各地的产销网络。目前巴西每年消费燃料乙醇110亿升左右，而甘蔗种植面积为590万公顷，乙醇产量为180亿升，未来10年内甘蔗种植面积预计可翻番。巴西通过遗传技术培育出早熟甘蔗新品种，延长了甘蔗收割期，从而提高了蒸馏厂设备利用率，开工期由过去的每年六七个月增至10个月。
2005年初，巴西颁布法律规定，在巴西销售柴油中必须添加生物柴油。2006年，巴西启动生物柴油计划，巴西石油公司同4家替代燃料公司签署了购买生物柴油合同，正式启动了在全国销售柴油中添加生物柴油的计划。目前，全球生物能源在能源消费结构中的平均比重为13.6％，发达国家平均只有6％，而巴西已经超过40％（含生物能源如乙醇、生物柴油等和其他可再生能源，如水电等），处于世界绝对领先地位。
此外，巴西还有另一大优势，即它是世界上少数几个具备发展能源农业条件的国家之一，具有为生物能源提供原料保障的潜在优势，包括生物多样性，土地资源丰富，劳动力充足等。为了帮助支持新厂投建，政府已经举行了四次拍卖会。巴西国家石油公司在巴西拥有大约3800家加油站，出售掺混生物柴油的柴油。巴西计划在第五次拍卖会上售出5000万公升生物柴油。巴西法律规定，到2013年，将掺混生物柴油的比例从2％提高到5％，相当于每年使用24亿公升的生物柴油。不过最近巴西政府官员称，5％的掺混目标的实施时间可能提前到2010年。
因地制宜：灵活多样的策略
为发展生物燃料产业，巴西政府制定了一系列有力的公共政策和鼓励措施，推进油料作物种植、生物柴油生产和进入市场，其中包括对油料种植的扶植政策、对企业的鼓励政策以及对市场的培育政策，特别是对农村家庭农业生产的扶植，包括提供技术支持、提供贷款、税收优惠等政策。
2004年12月，巴西政府提出“国家生物柴油生产和使用计划”，并成立部际执行委员会，由总统府民事办公室牵头协调，其工作方针是：在国家整体能源框架中以可持续的方式引入生物柴油，促进能源来源多样化，促进生物能源比例的增长和能源安全；提高就业率，特别是在农村地区和生产生物柴油油料作物的家庭农业占主导的地区；缩小地区差别，促进落后地区发展，主要是北部、东北部和半干旱地区；减少污染排放和整治污染排放的费用，特别是在大都市地区；减少柴油进口，节省外汇收入；制定财政鼓励措施和有力的公共政策，促进落后地区油料作物生产者的发展，包括提供融资、技术方面的支持及经济、社会、环境方面的可持续性保障；实行弹性调节，促进各种原料油料作物的种植和各种提炼技术的采用。
2005年1月13日，巴西公布了第11097号法律，即在巴西能源框架中引入生物柴油作出了强制性规定，规定巴西燃料油须强制性添加一定比例的生物柴油，从法律颁布3年后开始实行2%的过渡性添加比例；8年后燃料油中生物柴油添加比例应达到5%。
2005年5月18日，巴西颁布了第11116号法律，规定了对以各种油料作物为原料的生物柴油的免税和减税比例，以促进生物柴油的生产。鉴于家庭小农业生产的弱势地位，规定家庭农业生产者种植生物柴油原料作物，可享受特殊的免税待遇。
巴西联邦政府通过国家生物柴油生产和使用计划，规范以持续方式生产和使用生物柴油，着眼点在于通过增加就业来促进社会融合和地区发展。科技部的行动涉及技术、规划。巴西政府对选择何种油料作物生产生物柴油、使用何种技术进行生物柴油提炼均没有作出硬性规定，强调应依据各州、各地不同情况和企业意愿进行选择。政府只一般性地支持以各种油料作物生产生物柴油。巴西政府认为，在一个有着生物多样性的国家，仅以单一作物来生产生物柴油是一个很大的错误，政府应当努力避免出现这种情况，如目前巴西乙醇的生产主要使用甘蔗，而在生物柴油的生产中鼓励和促进原料油料作物来源的多样化。
在巴西有多种植物可以生产生物柴油，如甘蔗、蓖麻子、油棕树（棕榈树）、向日葵、马氏油椰、花生、松子、大豆、芝麻、棉花籽等。而种植油料作物势必与粮食作物争夺土地，这在许多国家是难以避免的，也是一个难以解决的矛盾。
但在巴西目前这个问题尚不突出。巴西学术界和政府认为，巴西有条件以可持续的方式将生物柴油油料作物纳入种植过程，并可以通过一些方式，缓解和避免生物燃料作物与主要农作物争夺土地的问题。
据巴西学术界估计，目前巴西的自然和农业条件，完全能够满足在国内采用B2和B5混合燃料的需要。首先，巴西土地资源丰富，拥有9000万公顷可以用来种植生物燃料作物的土地，未来，仅巴西高原台地地区就有超过2000万公顷土地可以种植各种油料作物。为达到将2%比例的生物柴油混合剂掺入到石油柴油中去，需要种植的油料作物所占耕地估计有150万公顷，只占巴西1.5亿公顷耕地及农业用地的1%%。其次，巴西还可以通过一些技术，如采用套种、间作、轮作技术等，提高土地使用效率，避免油料作物与粮食作物争地，如在非甘蔗和玉米种植期种植花生、向日葵等。此外，家庭农业具有较大灵活性，可以将蓖麻与菜豆，蓖麻与高粱套种。还有，巴西气候、海拔、土壤条件各异，生物多样性特点突出，有着数量众多的油料作物可以考虑用来生物燃料生产，而许多用于生产生物燃料的油料作物均可以在目前经济价值不高的土地上种植，如巴西东北部广阔的半干旱地区。此外，用于生产生物燃料的油料作物与食品作物有一定的兼容性和互补性，在一定的条件下能够相互促进和补充，如油料作物在提取油脂后，可以产生渣饼或麸糠，可以用作牲口饲料或有机肥料。据估计，每生产一吨生物燃料就可以出产一吨渣饼或麸糠，可以提高粮食作物的生产率。
三位一体：均衡和谐的基础
巴西政府发展生物能源有减少对化石能源的依赖、保护环境和保护不可再生资源以及促进社会发展等多方面的考虑。
生物柴油的开发和使用给巴西带来巨大的经济和社会效益。例如，2003年，巴西全国柴油消耗为3800万立方米，其中近10%是进口的，进口额达到8亿美元。在使用B2后，巴西将每年可以取代7.6亿立方米的石油柴油，使用B10将可以代替所有进口柴油。这只是经济优势的一个方面，还应考虑到与生物柴油有关的农业生产方面，包括原料和农业资料的生产、技术支持、融资、仓储、加工、运输、集散等。这些活动在效益、就业、税收方面产生巨大作用，并可以带动地区发展，在中期内，还可以出口这种新型燃料。农业生产创造的每一个雷亚尔（巴西货币）可产生3个雷亚尔的带动效益，随着生产和高附加值出口的扩大，这种影响还会更大。
巴西政府认为，减少环境污染是当今世界的重要课题。温室效应问题主要来自使用化石燃料。欧盟、美国、阿根廷及其他国家都在推进以可再生能源取代石油，主要是生物柴油，它可以减少产生温室效应的气体，如煤气和硫磺；改善环境条件，特别是大城市的环境，也就意味着节省政府和公民对付污染的开支。此外，生物柴油的生产还有利于争取条件优惠的国际融资，为国家开辟了新的发展资金来源，使政府可以把资金用于其他优先发展项目上去，如教育、卫生、基础设施建设等。还应提到的是，国家对外良好形象的影响，关注环境是提高一个国家在国际舞台上的形象的最有效的方式之一，当前环境议题越来越重要。巴西的项目受到清洁发展机构越来越多的资助。
另一方面，巴西的生物能源发展战略在兼顾环境与能源方面的考虑的同时，还建立在侧重促进社会发展和融合的出发点上。巴西是一个发展中国家，虽然国土辽阔、资源丰富，并且拥有比较完备的经济体系和产业部门，但长期以来仍然凸现出发展中国家政治、经济、社会的结构性特点，特别是社会矛盾尖锐，贫富两极分化突出，农村存在着大量无地农民，家庭式的小农经济处境艰难，国内就业问题严重，甚至还有相当一部分人口饥饿问题仍未解决。近年来，历届巴西政府均将解决社会矛盾这一尖锐问题摆在政府议事日程的突出位置，力图从缓解社会问题入手，稳定政治和社会形势，促进国家发展。
巴西政府认为，种植原料作物和推进生物柴油的工业化生产，也就是说生物柴油的生产链条有着巨大的产生就业的潜力，从而推进社会和谐，特别是考虑到广泛的家庭农业生产方式。在巴西的半干旱地区和北部地区，社会和谐问题十分紧迫，而那里的自然条件十分适宜种植蓖麻，通过种植蓖麻子和油棕榈等进行生物柴油的生产，可以实现社会和谐。例如，在矿物性柴油中添加2%的生物柴油，即实现2008年的强制性添加目标，就可以为超过20万个家庭提供就业。到2006年年底，巴西已有10万个种植生产生物柴油的油料作物的农业家庭受益，到2007年年底，这个数字将达到25万个。巴西政府企图抓住生物燃料发展的机遇，推进经济、社会的平衡发展。
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何谓生物柴油？
生物柴油是指源于生物、可再生的生物燃料，可以从各种油料作物的油脂或动物脂肪中提取，其中植物包括蓖麻子、花生、大豆、油棕榈、向日葵、松子等，也可以从农业废弃物中提取，如秸秆、碎木屑等，还可以从生活垃圾中提取。
生产生物柴油的方法也多种多样，如化学裂化、酯化、再酯化等。再酯化是通常使用的方法，即植物油脂或动物脂肪与普通乙醇或甲醇通过催化剂产生的化学反应。这一过程中还可提炼出制造肥皂和各种化妆品用的甘油。目前，乙基超酯化是最常用的方法。生物柴油可以在汽车或静止机械的柴油发动机中部分或全部地取代石油柴油。生物柴油可以单独或以各种比例混合使用。石油柴油加上2%生物柴油混合称作B2（B源于英文Blend，即混合），以此类推，到纯生物柴油称作B100。
生物柴油的颜色和气味根据提取它的原料的不同而有所不同。总的来说，生物柴油产品的颜色是黄色的，也可以是非常清澈的或者是橙色的，气味与它所从中提取的植物油的气味相似。
生物柴油的发展历程
其实人类很早就开发过生物柴油。欧洲上世纪就开始研究和认识生物柴油。最早的柴油发动机就是使用生物柴油，德国鲁道夫·迭塞尔工程师于1895年研制了第一台柴油发动机，因此他被称为柴油引擎发明之父。他于1900年携带其发明样品参加了巴黎世界博览会，当时就是以花生油作燃料。1911年确认柴油发动机能够燃烧植物油，极大地推进了使用国农业的发展。尽管最初的柴油发动机使用植物油，但石油的低廉价格延缓了植物油的使用。上世纪70年代石油危机之后，世界各国对替代矿物柴油的燃料的兴趣和研究渐长。近年来，随着温室效应日涨和全球气候变暖，有效地减少环境污染也成为生物柴油开发的另一个重要的推动力。
在欧洲，5年前就开始使用B5，特别是在德国和法国，已经有一部分汽车使用纯生物柴油（B100）。2002年欧盟生产了106万吨生物柴油，主要生产国家是德国、奥地利、意大利、英国和丹麦。2005年，欧盟国家消耗可再生燃料不足2%，到2010年这一比例将达到5%，并将持续上升。德国占欧盟燃料生产的一半以上，已经有数百家出售纯生物柴油的商店。美国目前的公共汽车、邮政车辆、政府部门均使用生物柴油，年消耗量为12.6万吨。美国现在已有400万辆汽车使用汽油与玉米酒精的混合燃料，目前生物燃料生产的年增长率达到30%%。这一趋势将持续下去，为生物柴油生产国开辟了一个极为重要的市场。
生物柴油的利与弊
一般认为，生物柴油的优势在于：一是它取自可再生来源，目前主要是各种油料作物，包括蓖麻子、花生、大豆、油棕榈、向日葵、松子、棉籽、油菜籽等，有利于减少对化石性能源的依赖；二是一般认为生物柴油不含硫和芳烃、十六烷值高、润滑性能好，是一种优质清洁柴油，它的生态循环是良性循环，即植物吸收二氧化碳，产生油料作物，生产生物柴油，机械使用后排出二氧化碳，这有利于减少有害气体排放及环境和生态保护；三是目前石油价格高涨，它较石油更经济。
但目前在国际上，对生物柴油是否具备可大规模开发使用的条件，仍存在不同意见和担忧，一是对生物柴油的排放是否环保，特别是当大规模使用时仍存有疑虑，对大规模开发生物柴油持保守态度；二是担心对生物燃料的原料的种植会影响粮食作物的种植，从而损害人类粮食供应，特别是对仍未解决群众温饱的广大发展中国家。
出于对生物柴油开发效益的考虑，欧盟等地区和国家提出，应当实现生物柴油开发的最大环境效益。为了实现最大的环境效益，《欧盟生物燃料战略》要求增加相应的研究投入，量化车辆使用生物燃料对于温室气体的抑制效果；同时向有关生产部门传递清晰的信息，引导其正确的发展方向。
2006年，欧盟在《燃料质量条例》中，对乙醇、乙醚与生物柴油的总量限制做出重新评估，以避免能源作物的大量种植加重环境负担。《欧盟生物燃料战略》要求，必须比较生物燃料的外在成本收益，避免造成环境破坏和变相导致土地贫瘠。2007年，荷兰政府下属的克拉玛委员会历时一年时间，草拟了一项关于对生物燃料的复杂性和风险的评估报告，其中提到了生产生物燃料应当遵循的标准。报告认为，对生物燃料的开发应当不污染环境，不产生温室气体效应。报告提出明确的生物燃料开发标准，即：不应该助长森林的破坏，不应耗尽地球煤炭资源，不应与粮食作物竞争，不应使土地质量下降，不应损害水的供应，不应损害生物多样性，不应迫使当地居民迁移。
有的学者提出应当尽量利用纤维性生物材料，如碎木屑、秸秆等，以及利用生活垃圾、厨余材料（地沟油）等生产生物柴油。
本报记者 张新生
来源：科技部日报
