我國生物柴油發展態勢及政策建議

摘 要：生物柴油是一種清潔的可再生資源，有“綠色柴油”之稱，經過兩代技術的發展，其質量得到保障，性能優越，已經在歐美國家得到廣泛推廣和應用。目前我國生物柴油行業的產能利用率較低，2021年產量僅為150萬噸，其中有120萬噸出口歐盟國家。相對于歐盟和美國，我國生物柴油行業仍有較大發展空間。在“雙碳”戰略和石化石油新一輪周期價格上漲背景下，大力發展生物柴油具有緊迫性和現實性，對此本文從加強部門協調、完善財稅政策、深入宣傳推廣等方面提出合理化建議。

關鍵詞：生物柴油；技術發展；市場態勢；存在問題；政策建議

為應對氣候變化和促進經濟高質量發展，我國提出“雙碳”戰略，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。生物柴油憑借其環保、再生能力強、含氧量較高、燃燒充分等優良性能，越來越受到國內外政府和廠商的重視。在我國“雙碳”戰略積極推進和國際原油供求格局劇變等大背景下，深入研究生物柴油發展態勢及趨勢，采取措施大力發展生物柴油，具有較強的緊迫性和重大現實意義。

一、生物柴油技術及成熟程度

生物柴油是以大豆、油菜、棉花、棕櫚等油料作物，野生油料植物和工程微藻等水生植物油脂以及動物油脂、餐飲垃圾油等為原料油，通過酯交換或熱化學工藝制成的可代替石化柴油的再生性柴油燃料。生物柴油技術不是新興技術，已有上百年歷史，技術成熟穩定，產品質量有保證，性能優越，在歐美等發達國家已得到廣泛應用和推廣。

生物柴油最先由德國工程師Dr.Rudolf Diesel提出。他于1892年研制開發出一種新型壓縮點火式內燃機，用煤油、花生油等作燃料。經過進一步研究，于1893 年提出生物柴油這一概念。1895年，他開始以動物或植物的油脂作為原料，通過醇類化合物進行酯化反應生產供內燃機使用的燃料。經過一系列理論研究與實踐，1900年以花生油為燃料的發動機正式出現。

如今，生物柴油的生產技術已歷經兩代發展。第一代生物柴油是用天然油脂，包括植物油、動物油和微生物油脂等通過酯交換法生產的一類脂肪酸酯類化合物，一般為脂肪酸甲酯。根據反應特點，可分為酸或堿催化法、生物酶法和超臨界法等，目前普遍采用的是酸或堿催化法。第一代生物柴油存在一定缺陷，如長期儲存穩定性差；與發動機兼容性差，沸程窄，與石化柴油的體積混合比不能超過20%—30%；凝固點高，在溫度低的地域無法使用等，這限制了它的使用前景。

為改進第一代生物柴油，人們將研究重點轉移到改變油脂的羧基官能團分子結構上，使其脫除含氧基團，轉變成相對應的烷烴，并通過異構化降低凝點，改善其流動性，逐漸形成了以催化加氫為主要技術的第二代生物柴油制備技術，包括加氫催化劑和異構化催化劑兩種。

目前的加氫脫氧催化劑大多是以加氫脫硫催化劑為基礎發展起來的。常見的催化劑活性組分為Mo、Ni、Co、W、Pt、Pb、Rh、Ir、Ru以及組合活性金屬等，常見的催化劑載體為γ-Al2O3、分子篩、活性炭、SiO2、ZrO2、TiO2等。不同催化劑的加氫活性不同，反應選擇性不同，原料適應性也不同。例如以菜籽油為原料，通過Al2O3負載的Ni、Mo、0.3NiMo（n（Ni）：n（Mo）= 3：7），在固定床反應器上，用反應溫度為 260℃-280℃，氫氣壓力為3.5 MPa，質量空速（WHSV）為0.25-4.00h-1的條件下，實驗結果表明，加氫脫氧的反應活性順序為0.3NiMo/ Al2O3 > Mo/Al2O3 > Ni/Al2O3。目前通過加氫脫氧催化的國內外代表性企業技術工藝如下表1所示。異構化催化劑主要是貴金屬催化劑，比如Neste OiL公司采用SAPO-11-Al2O3、ZSM-22-Al2O3、ZSM-23-Al2O3 等分子篩負載Pt制得的催化劑；UOP公司與意大利Eni公司采用SAPO-11、SAPO-31、ZSM-12等分子篩負載Pt制得的催化劑；Topsoe公司采用酸性載體負載Ni-W制得的催化劑（如表1所示）。

第二代生物柴油生產技術現已發展成熟，大部分采用固定床加氫工藝，少數采用懸浮床加氫工藝。國外代表性商業化生產工藝有芬蘭Neste Oil公司的NExBTL（Next generation biomass to liquid）工藝、UOP公司與埃尼公司的Ecofining工藝、巴西石油公司的H-BIO工藝和Topsoe 公司的 Haldor Topsoe工藝等；國內代表性商業化生產工藝有三聚環保公司的MCT-B工藝、揚州建元公司的FHDO工藝、易高生物科技公司的雙重脫氧工藝以及青島能源所和常佑生物能源公司的ZKBH工藝等。

第二代生物柴油結構和性能更接近石化柴油，以廢棄油脂為原料，利用懸浮床加氫技術，通過加氫脫氧、裂化和異構化等處理得到的先進生物燃料，可以實現更高的碳減排目標、獲得更優異的油品品質。其十六烷值較高、含硫量低、密度較低、穩定性好、低溫流動性較好，能以更大的比例添加到石化石油中，同時還可用于生產高端溶劑油、生物塑料、生物增塑劑、生物蠟油、生物質助劑、生物表面活性劑等。

二、生物柴油優勢分析及相應政策保障

（一）生物柴油的優勢分析

生物柴油是一種清潔的可再生資源，有“綠色柴油”之稱，其性能與石化柴油非常相似，是優質的石化燃料替代品。

1.更加環保。石化柴油含有較高組分的硫、苯等有害元素，在燃燒時排放有害物質釋放到空氣中，造成較大程度的環境污染；而生物柴油中芳香族烷烴、硫鉛含量低，尾氣中顆粒物含量及CO排放量分別約為石化柴油的20%、10%，燃燒后排放的有害物質相較于石化柴油可減少30%，在催化劑的催化作用下，生物柴油的污染物質排放量甚至可減少60%以上。根據行業測試數據，1噸生物柴油可實現2.83噸的碳減排。

2.更加安全。生物柴油的十六烷值高于石化柴油。十六烷值是判斷柴油燃燒抗爆性能的重要指標，十六烷值越大，燃燒就越充分，抗爆性能就越優良。再從閃點來看，閃點是可燃燒氣體重要的性能指標，用來表述點火源引發液體著火的最低溫度，生物柴油的閃點高于100℃，遠高于石化柴油，因此生物柴油的高閃點保證了運輸、儲存、使用過程中的安全性高于石化柴油。

3.更加潤滑。在潤滑性能方面，運動粘度的大小對液體燃料流動性能的判斷具有重要的參考價值。生物柴油的運動粘度比石化柴油高，良好的潤滑性保障了生物柴油在使用過程中可較大程度減少對機器的磨損，延長機器使用壽命，降低生產維修成本。

4.更可再生。石化石油礦藏全球分布不均衡，不可再生，并且受地緣政治等不確定性因素的影響而造成安全保障性差。生物柴油的來源十分廣泛，既可以是大豆、油菜籽、麻風樹、橡膠籽等植物原料，也可以是餐飲業廢棄油脂、榨油廠下腳料、廢棄動物脂肪等廢棄油脂原料，這些可再生的動植物資源為生物柴油生產提供了豐富來源，可以很大程度上取代石油資源。

在目前全球生產生物柴油的原料中，轉基因大豆油占30%，雙低菜籽油占25%，棕櫚油占18%，餐飲廢油占10%，動物油脂占6%，其他油脂占11%。可以看出，轉基因大豆油、雙低菜籽油和棕櫚油是目前全球主要的生物柴油原料。

（二）國外發展生物柴油的支持政策

生物柴油憑借良好的性能緩解了各國石油資源緊缺、環境污染嚴峻等問題，成為各國大力發展的對象。目前生物柴油主要生產國家和地區都十分重視生物柴油的推廣利用，在配套推出相應優惠稅收政策的前提下，制定配額制度，規定調和比例目標并強制實施，以推動生物柴油的發展。

歐盟為鼓勵生物柴油的生產，免除生物柴油90%的稅收，并提出對替代燃料進行立法支持、差別稅收以及補貼油籽生產等舉措。2008年以前，歐盟成員國之間進出口生物柴油免關稅，對從其他國家進口的生物柴油征收6.5%的關稅。歐盟于2003年通過《生物燃料指令（BD）》，2009年通過《可再生能源指令 （RED）》，兩項法律指令在交通領域強制性規定使用生物燃料，要求到2020年可再生能源占能源比例要達20%，針對交通部門的占比要達10%。隨后在2018年發布的《可再生能源指令2》（RED II）以及2021年發布的《可再生能源指令（2021版）》中，要求歐盟到2030年可再生能源在最終能源總消費量中的總體份額目標從32%提升到40%，可再生燃料占運輸部門最終能源消費的份額從14%提升到26%，溫室氣體減排目標從40%提升到55%。同時，將生物燃料的原料來源分為兩大類：第一類為傳統生物燃料，包括以糧油經濟作物為原料生產的生物柴油；第二類為先進生物燃料，是以非糧為原料，具體分為PART-A和PART-B兩種類型，并給予更大的政策鼓勵。進一步要求歐盟成員國不能再將棕櫚油生物燃料計入其可再生能源和氣候目標，從2023年起棕櫚油將逐漸從歐盟的生柴原料中完全淘汰；要求以糧食作物為原料的生物能源產品占比不得超過7%，非糧和其他先進生物燃料的占比要從2022年的0.2%提高到2.2%，非生物基的可再生燃料占比不得低于2.6%。對于像利用“地溝油”生產的生物柴油這類更加可持續的生物燃料，可執行《可再生能源指令（2018版）》制定的“雙積分”政策，即利用“地溝油”生產同等1升生物柴油，按2升傳統生物柴油（例如以菜籽油為原料的生物柴油）核銷，未來廢油脂和菜油將替代棕櫚油成為主要原料。

美國環保署 （EPA） 也制定了可再生燃料標準計劃 （RFS）來推動替代燃料利用，要求美國煉油企業2020年在汽油和柴油中混合200.9億加侖可再生燃料，占全國運輸燃料供應的10.97%。美國農業部于2020年2月宣布，在市場驅動的基礎上實現2030年生物燃料占運輸行業燃料15%比重的摻混率目標，在2050年實現30%的摻混率目標。

奧地利于1991年就頒布了世界首個菜籽油甲酯生物柴油標準。目前已制定生物柴油標準的國家有澳大利亞、奧地利、捷克、德國、法國、意大利、瑞典、美國等。總體看，各國標準指標及其限值不同，歐盟較為嚴格，美國較為寬松，主要是因為歐盟各國的生物柴油多以B5調合燃料形式作為小汽車的動力燃料，而美國多以B20調合燃料形式作為重型設備的動力燃料。

（三）我國發展生物柴油的政策

我國生物柴油產業起步晚于歐美等發達國家和地區。2001年，海南正和生物能源有限公司在河北武安投資興建了我國首家生物柴油工廠，從此我國生物柴油開始步入產業化進程。由于人均耕地面積少，食用油脂需求還需要大量進口，因而促使我國走出了一條以廢棄油脂為主要原料、具有中國特色的生物柴油發展之路。

從2006年1月1日起，我國正式施行《中華人民共和國可再生能源法》，隨后國家先后出臺相應的法律規劃、產業政策、財稅政策及產品標準，支持包括生物柴油在內的可再生能源發展。特別是2009年修訂的《中華人民共和國可再生能源法》和2014年《生物柴油產業發展政策》的頒布，對引導和推動生物柴油產業發展發揮了重要作用。財政部和國家稅務總局多次發文，明確生物柴油稅收優惠政策，并對符合國家標準的生物柴油產品執行免征消費稅和70%增值稅退稅政策，相比石化柴油每噸折合減免稅費約1900元。與此同時，由國家發改委發起的“餐廚廢棄物資源化利用與無害化處理”城市試點工作進一步為生物柴油企業帶來了新發展機遇。

2007年，我國首次發布的生物柴油標準是GB/T20828—2007《柴油機燃料調合用生物柴油（ BDl00）》，采標于美國試驗與材料協會標準 ASTM D 6751-03a《餾分燃料調合用生物柴油（BD100）》。該標準雖然作為調合組分的生物柴油標準，但滿足該標準的生物柴油并不能直接作為燃料使用，而是與石化柴油調合后才能作為替代柴油的燃料。同時，考慮我國排放法規與歐盟相近，且柴油轎車越來越受重視，因此生物柴油標準中個別指標也適當參照了歐盟標準相關指標及其限值。但GB /T 20828—2007 中缺少 3 項主要分析指標：磷含量、甲醇含量、金屬含量，于是2014年我國將生物柴油標準變更為 GB /T 20828—2014《柴油機燃料調合用生物柴油（ BDl00）》。該標準采標于ASTM D6751-11b《餾分燃料調合用生物柴油（ BD100）》，增加了甲醇、酯含量和一價金屬（Na+K）含量的控制指標和要求； 修改了閃點和酸值指標，并將10%蒸余物殘炭修改為殘炭指標。2015年第二次修訂的生物柴油標準，增加了單甘酯、磷、二價金屬（Ca +Mg） 含量，刪除了分類中S350類別。2017年頒布了GB 25199—2017《B5柴油》，該標準替代了GB /T 20828—2015和GB 25199—2015。此外，作為國家重點發展生物柴油的云南和廣東等省份，也制定了相應的地方標準。

三、生物柴油市場發展現狀

（一）全球生物柴油市場發展情況

全球生物柴油產量從2006年不到1000萬噸發展到2020年的4290萬噸，如圖1所示。而近10年來，全球需求復合增速達10%，預計到2030年有望達到8000萬噸。從產地看，歐盟是全球最大的生物柴油產區，產量占比約30%；印度尼西亞是全球最大的生產國，產量占比約19%。從原料結構看，棕櫚油是生物柴油最大原料來源、占比約39%，豆油、菜籽油占比分別為25%、15%，廢棄油脂制生物柴油僅占10%。從消費地區看，主要集中在歐洲、美洲、東南亞等地區，歐洲地區生物柴油消費量占全球總消費量的47%。

（二）我國生物柴油市場發展情況

我國生物柴油主要采用廢油脂作為原材料。目前，我國地溝油收集利用量約為240-300萬噸/年，其中約 70萬噸/年用于生產生物柴油，平均1.2萬噸地溝油可生產1噸生物柴油。2021年我國生物柴油產量約150萬噸，同比增長16.8%；出口約110萬噸，同比增長18.0%，幾乎全部出口歐洲。2021年以來，國內生物柴油價格由7000元/噸上漲至10500元/噸，年均售價8900元/噸，同比上漲35.2%；出口均價由1050美元/噸上漲至1572美元/噸，年均售價1340美元/噸，同比增長29.0%。根據卓創資訊數據，2021年下半年至今，生物柴油平均利潤為972元/噸，同比增長101.7%，環比增長143.3%，目前單噸利潤在1200元/噸左右（如圖2所示）。每噸利潤的提高，可以大大激勵廠商生產的積極性。目前生產生物柴油的企業主要是民營企業，多分布在河北、湖北、山東、四川、浙江、重慶等省市，產量最大的是河北，其次是福建和浙江。

四、發展我國生物柴油的建議

我國生物柴油市場未來前景廣闊。一是因為我國目前的產量與先進國家相比還有較大差距。2020年全球生物柴油產銷量水平保持穩定，達到468億升，歐盟、印度尼西亞、美國、巴西是最主要的生物柴油生產區，產量分別占全球總產量的31%、17%、15%和14%，而我國僅占2%。二是歐盟政策調整將帶來重大利好。我國生物柴油主要用廢棄動植物油脂加工，主要出口歐盟。歐盟2021年7月發布的《可再生能源指令（2021版）》指出，不僅要大力發展生物柴油，而且要對生物柴油原料進行改進，限制糧食類作物和棕櫚油，鼓勵用廢油脂和菜油。據歐盟環保委員會測算，到2030年，歐盟年度UCOME生柴缺口將達到300—330萬噸。三是我國要改變石油對外依存度高的局面。2021年我國進口原油5.13億噸，對外依存度高達72%，如此高的進口量，如此高的對外依存度，將給我國能源保障安全帶來重大風險隱患。

與此同時，還應看到我國生物柴油發展仍面臨多重制約因素。一是技術性問題。雖然我國已有多家公司實現生物柴油的工業化生產，但普遍存在產能小、耗能大、品質不高等問題。多數企業采用固定床工藝，而固定床催化劑易受金屬離子、反應結焦等影響失去活性，難以實現長周期運行；同時，生物油脂本身有著季節性、地域性的差異，其性質不穩定，而固定床技術對原料性質穩定性要求較高，因此需要前期投入大量物力財力進行原料預處理以保證進料的穩定。此外，酯化產物回收難、回收成本高，生成中產生的廢酸廢堿還存在二次污染。而原料中的水和游離脂肪酸也會嚴重影響生物柴油的產量和品質。二是經濟性問題。 相關研究表明，生物柴油的制備成本中，原料成本占75%左右。我國主要發展以廢棄油脂和草本油料（食用性除外）為原料的生物柴油，而原料供給不足導致生物柴油價格一直居高不下。不僅在中國，全世界生物柴油（生物柴油轉化率約為0.9）的生產成本（如表2所示）相較于石化柴油（2019年中國石化柴油出口價格為574.4美元/噸）普遍偏高。三是配套政策問題。國家能源局2014年發布《生物柴油產業發展政策》，由于缺乏相關實施細則，政策貫徹落實困難。同時，我國生物柴油生產企業規模普遍較小，難以按《成品油市場管理辦法》要求的50萬噸/年生產規模才能取得資質進行調合銷售。財政部2015年發布關于生物柴油生產企業增值稅政策，由先征后返100%調整為即征即返70%；2017年國家稅收系統營業稅改增值稅逐步實施，生物柴油企業原料進項發票難以取得。此外，還缺乏補貼和納入碳交易政策等。

在“雙碳”戰略和石化石油新一輪價格上漲周期背景下，面對石油70%以上對外依存度的嚴峻形勢，我國應切實提高發展生物柴油的緊迫意識，采取有力措施，加快發展步伐。

一、加強部門協調。目前我國餐飲廢棄油脂收集利用量約為300萬噸/年，其中約150萬噸用于生產生物柴油，約90萬噸出口，另有一部分用于皮革加工和日化洗滌行業生產等。建議按照資源化利用、市場化運作、閉環化管理、信息化監控等要求，形成地溝油產生、收集、運輸、加工、應用一體化管理模式。建立健全廢棄油脂回收供應體系，出臺相關標準和指導性文件，做到廢棄油脂應收盡收、流向可溯。建立協調推廣工作組織機制，明確生物柴油（燃料）發展目標和路徑原則。重點抓好“兩限制”：一是限制流向，地溝油只能交給具備資質的企業收集、運輸和加工；二是限制價格，政府物價管理部門會同餐飲行業協會提出地溝油指導價格及最高限價，防止地溝油流向暴利端，保障生物柴油生產企業的原料供應。

二、完善財稅政策。基于生物柴油原料生產成本較高，在國際原油價格較低時缺乏競爭力等情況，不少國家相繼推出了稅收優惠政策。美國對生物柴油生產企業每升抵免0.26美元稅收，歐盟對生物柴油消費每升補貼0.39歐元，意大利、西班牙、瑞典等國完全取消了生物柴油消費稅。建議我國可借鑒國外經驗，進一步完善財稅政策。一是根據生物柴油產量給中石油、中石化等大型企業下達調合生物柴油定額指標，并提出指導價格及最低收購價格，按柴油中添加生物柴油的比例，相應減免成品油消費稅，形成配套獎懲辦法。二是恢復生物柴油生產環節增值稅100%即征即退政策。三是可借鑒電力市場、汽車市場的做法，將生物柴油作為減碳產品，納入碳排放交易市場。通過試點，要求石化企業購買生物柴油指標進行碳交易。四是政府基金牽頭設立生物柴油產業股權投資基金，支持龍頭企業兼并重組和科技創新。五是解決地溝油回收無法獲得進項稅額抵扣問題，可考慮按石化行業平均稅負核定增收方式。六是進一步提高資源回收利用的補貼力度。

三、深入宣傳推廣。成品油銷售企業和廣大消費者對生物柴油的行車安全性、質量可靠性及供應穩定性存在顧慮，如圖3所示。我國生物柴油目前以出口為主，國內消費量占比很低。世界各國推廣生物柴油的政策支持主要包括強制消費比例或數量（統一市場、放開價格）、財政補貼、全產業鏈管控等。目前，我國推廣應用生物柴油已具備一定的基礎條件，如上海已開始推廣應用B5柴油。建議繼續推進試點工作，支持3—5家生物柴油龍頭生產企業獲得成品油銷售資質。加快制定推廣應用生物柴油的計劃和時間表，建立有效協調機制。借助電視、報紙、網絡等渠道，加大對生物柴油的原理、技術成熟度、產品質量以及優越性能的宣傳，提高廣大消費者對生物柴油的認可度。

參考文獻

[1]孟令虎，蘇海燕等.淺談我國現有生物柴油生產工藝及發展趨勢[J].化學工程與裝備，2019（7）：274-276 頁.

[2]王健，李會鵬，趙華，等.三代生物柴油的制備與研究進展[J]. 化學工程師，2013（1）：38-41 頁.

[3]Kubi ka D， Kalu a L. Deoxygenation of vegetable oils over sulfided Ni， Moand NiMo catalysts [J]. Appl CatalA， 2010， 372（2）： 199-208.

[4]李春桃，周圓圓.第二代生物柴油技術現狀及發展趨勢[J].天然氣化工—C1 化學與化工，2021（6）：17-23 頁.

[5]張偉，韓立峰.國內外生物柴油研究現狀及發展趨勢[J]化工管理，2021（4）：72-73頁.

[6]張雁玲，孟凡飛等.國內外生物柴油發展現狀[J].現代化工，2019（10）：9-14 頁.

[7] MIZIKTAMAS， GYARMATIGABOR. Economic and Sustainability of Biodiesel Production—A Systematic Literature Review[J]. Clean Technologies， 2021，3 （1）： 19-36.

[8] 李頂杰，張丁南等.中國生物柴油產業發展現狀及建議[J].國際石油經濟，2021（8）：91-98 頁.

[9]李揚，曾靜，杜偉等.我國生物柴油產業的回顧與展望[J].生物工程學報，2015，31（ 6） ： 820-828.

（作者單位：浙江省發展資產經營公司，浙江省國有資本運營有限公司國資研究院）