生物柴油发电省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

Biodiesel Technology and Development生物柴油生物柴油技术和发展技术和发展 Chen Fang /陈陈 放放School of Life Sciences，SCU/四川大学生命科学学院四川大学生命科学学院Institute of Bio-energy,SCU/四川大学生物能源研究所四川大学生物能源研究所第1页I.Introduction/介绍介绍Biodiesel/生物柴油生物柴油 Biodiesel is a domestic,renewable fuel for diesel engines derived from natural oils like soybean oil,and which meets the specifications of ASTM D 6751.生物柴油是指能生物柴油是指能够够本国生本国生产产、可再生，从、可再生，从天然油脂如大豆油生天然油脂如大豆油生产产出能出能够够用于柴油引擎燃用于柴油引擎燃油，而且油，而且满满足足ATMD6751标标准。准。第2页Petroleum/energy plant石油石油/能源植物能源植物Containing biodiesel components/or precursors.含有生物柴油成份或可经转化成为柴油成份植物含有生物柴油成份或可经转化成为柴油成份植物 Biomass(mainly forest)/year is as 20-27 times as the exploitation quantity of petroleum.地球上每年生物质（主要是森林）产量可为石油开地球上每年生物质（主要是森林）产量可为石油开采量采量2027倍。倍。第3页The ways to obtain biodiesel生物柴油生产原理生物柴油生产原理Shaken/乳化乳化Alcohols+fresh or used oil/fat transesterification reaction转酯化反应转酯化反应Chemical catalysts/化学催化剂化学催化剂Enzymatic conversation(lipase)/生物酶法生物酶法第4页The benefits of biodiesel生物柴油优点生物柴油优点ConvenientNo engine rebuildingRenewable and sustainableLocal available and economy promoting Environment friendlyCO2 fixation and low pollution gas emission(only 1/4 of common diesel,meeting the European standard III)便利，不需要现有设备改造便利不需要现有设备改造可再生和可连续性发展可再生和可连续性发展可当地可当地/国生产，对当地经济含有促进作用国生产，对当地经济含有促进作用环境友好环境友好,CO2 固定和低污染排放固定和低污染排放,到达欧洲三号标准到达欧洲三号标准第5页II.Present status of bio-diesel 生物柴油现实状况生物柴油现实状况 Feedstock/原料植物研究原料植物研究 Current producing situation/生物柴油生产生物柴油生产现实状况现实状况第6页1.Feedstock/原料原料 The cost of biodiesel comes from the feedstock cost.生物柴油成本生物柴油成本3/4是原料成本。是原料成本。第7页1970s Dr.Melvin-Kelvin,a Noble Prizewinner,1st research on the energy plant1978 International Energy Sources Academy(IEA)initiated the international cooperation research on energy plants,1986 USA began to plant petroleum plant garden firstly Subsequently,BritainFrance,German,Japan and Brazil started the research and application.1970s 诺贝尔奖取得者诺贝尔奖取得者Melvin-Kelvin博士开始能源植物研究博士开始能源植物研究1978国际能源署开始能源植物国际间合作研究国际能源署开始能源植物国际间合作研究1986美国开始种植能源植物林美国开始种植能源植物林随即，英国、法国、德国、日本和巴西陆续开始了相关研究和应用随即，英国、法国、德国、日本和巴西陆续开始了相关研究和应用Energy plant research 能源植物研究能源植物研究第8页The species of energy plants 能源植物种类能源植物种类There are many plants can be used as green energy sources.Most of them come fromEuphorbia LeguminousCruciferae Composite They contain natural fuel ingredients.有许多植物可提供绿色能源，其中大部分来自：有许多植物可提供绿色能源，其中大部分来自：大戟科大戟科 豆科豆科十字花科十字花科 菊科菊科它们都含有优质能源成份。它们都含有优质能源成份。第9页“biodiesel plant”/“生物柴生物柴油植物油植物”Jatropha Jatropha 麻疯树麻疯树麻疯树麻疯树palmpalm油棕油棕油棕油棕Soybean Soybean 大豆大豆大豆大豆Rape Rape 油菜油菜油菜油菜第10页Cotton seeds/棉籽棉籽第11页Sun flower seeds/油葵油葵第12页Abundant diesel plant source in ChinaAbundant diesel plant source in China中国有丰富生物柴油资源中国有丰富生物柴油资源中国有丰富生物柴油资源中国有丰富生物柴油资源 There are 400 kinds of woody oil trees in all,thereinto oil content of more than 200 kinds range from 15%to 60%，otherwise oil content of more than 50 kinds range from 50%to 60%.At present only about 10 kinds had been utilized,there are plentiful wild resources which await to be discovered and farther exploited yet。木本油料树种有木本油料树种有400各种含油量在各种，含油量在1560%有有200各种，含油量在各种，含油量在5060%有有50各种，当前开发利用仅各种，当前开发利用仅10各种，还有大量野生资源有待发掘和深入开发利用。各种，还有大量野生资源有待发掘和深入开发利用。第13页Modification of energy plants能源植物改良能源植物改良The aimsHigh yieldGood qualityLow input（tolerant to stress)Classical breedingMolecular breeding目标目标高产高产优质优质低投入（抗逆性强）低投入（抗逆性强）常规育种常规育种分子育种分子育种第14页The research on the oil components regulation mechanism The research on the oil components regulation mechanism 燃油成份调控机制研究燃油成份调控机制研究燃油成份调控机制研究燃油成份调控机制研究Michigan State UniversityWashington UniversityBritain John Innes InstituteYork UniversityGermany Hamburg University fatty acid and oil metabolism pathway and key genes through the methods of DNA micro-array,protein bidirectional electrophoresis and metabolizomics,and brought forward the concept of the Lipidomics.经过经过DNA微列阵、双向电泳和代谢组学等方法研究微列阵、双向电泳和代谢组学等方法研究脂肪酸和油脂代谢路径和关键基因，提出了脂肪组学概脂肪酸和油脂代谢路径和关键基因，提出了脂肪组学概念。念。第15页 American scientists had induced Cuphea Viscosissima Mutant vs320 via mutation technology and bio-engineering means.Their short chain fatty acid content had increased hugely.Lipid of mutant plant could be in place of petrochemical diesel fuel directly,without conversion。利用突变体技术和基因工程伎俩，美国科学家诱导出利用突变体技术和基因工程伎俩，美国科学家诱导出胶粘萼距花（胶粘萼距花（Cuphea ViscosissimaCuphea Viscosissima）突变体）突变体vsvs320320，其，其短链脂肪酸含量大大提升，突变体植株油脂能够不经转化短链脂肪酸含量大大提升，突变体植株油脂能够不经转化直接取代石化柴油。直接取代石化柴油。第16页 In Europe,canola variety has been the primary stuff that could be used to produce biodiesel fuel,and which involved in erucic acid less than 2%，fatty acid over 90%，sulfur content（thioglycoside less than 20 mol/g）.欧洲用于生物柴油生产主要原料为双低油菜，其介欧洲用于生物柴油生产主要原料为双低油菜，其介酸小于酸小于2%2%，十八碳脂肪酸超出，十八碳脂肪酸超出90%90%，硫含量低（硫苷小，硫含量低（硫苷小于于2020 mol/gmol/g）。）。第17页Technology Chemical catalyze methodEquipments：similar to common oil equipmentsProcedures:alcohols,acid/basic catalyst,high temperature(230250)技术技术化学催化法化学催化法设备：类常规制油设备设备：类常规制油设备工艺工艺：甲：甲/乙醇、酸乙醇、酸/碱催化剂、高温（碱催化剂、高温（230250）2.Current production situation 生物柴油生产现实状况生物柴油生产现实状况第18页NationMaterialBiodieselfuelproportionUsingstatusAmericasoybeanB10-B20TobeusingpopularlyGermanyRapeseed、beanoil、tallowB5-B20,B100TobeusingwidelyBrazilCastoroilTobeinrunningtestAustriaRapeseed、deposedgreaseB100TobeusingwidelyAustraliatallowB100ToberesearchedandpopularizedFranceAllkindsofplantoilB5-B30ToberesearchedandpopularizedItalyAllkindsofplantoilB20-B100TobeusingwidelySwedenAllkindsofplantoilB2-B100TobeusingwidelyBelgiumAllkindsofplantoilB5-B20TobeusingwidelyArgentinasoybeanB20TobeusingpopularlyBulgariasunflower、soybeanB100TobeusingpopularlyMalaysiaPalmoilTobeusingpopularlyKoreaRicebran、reclaimedcookingoilandbeanoilB5-B20TobeusingpopularlyCanadaTungoil、tallowB2-B100TobeusingpopularlyThe world biodiesel status(I)第19页生物柴油在世界各国应用情况生物柴油在世界各国应用情况ChinaChinaGermanGermanUSAUSABrazilBrazilSpanSpanIrelandIrelandHungaryHungaryDenmarkDenmarkBelgiumBelgiumAustriaAustriaItalyItalyFranceFranceJapanJapanThe world biodiesel status(II)第20页 USA/美国美国“Americaisaddictedtooil,whichisoftenimportedfromunstablepartsoftheworld.Thebestwaytobreakthisaddictionisthroughtechnology.Wellalsofundadditionalresearchincutting-edgemethodsofproducingethanol,notjustfromcorn,butfromwoodchipsandstalks,orswitchgrass.Ourgoalistomakethisnewkindofethanolpracticalandcompetitivewithinsixyears.”“美国能源依赖于从世界不稳定地域进美国能源依赖于从世界不稳定地域进口原油，摆脱这种依赖最有效路径是技术改口原油，摆脱这种依赖最有效路径是技术改革。我们将资助那些不但是从玉米，甚至从革。我们将资助那些不但是从玉米，甚至从木材碎片、植物茎、枝叶中，使用新方法生木材碎片、植物茎、枝叶中，使用新方法生产乙醇研究。我们目标是在未来六年内研究产乙醇研究。我们目标是在未来六年内研究出一个实用而且有竞争力新型乙醇。出一个实用而且有竞争力新型乙醇。”BushBush总统关注生物燃油发展总统关注生物燃油发展总统关注生物燃油发展总统关注生物燃油发展USA is the earliest country paying attention to biodieselUSA is the earliest country paying attention to biodiesel美国是最早硕士物柴油国家。美国是最早硕士物柴油国家。第21页 There There are are at at least least 4 4 biodiesel biodiesel manufactures manufactures(Interchem Interchem EnvironmentEnvironment、AgEnvirmental AgEnvirmental ProductsProducts、Twin Twin Rivers Rivers Technology(TRT)Technology(TRT)、NOPOC NOPOC Corp.Corp.).).The The total total output arrives 300 kt/a.output arrives 300 kt/a.Midwest10kt/aMidwest10kt/aChicago30kt/aChicago30kt/aQuincy 100kt/aQuincy 100kt/athe other places 16k t/athe other places 16k t/a 当当 前前 已已 经经 有有 4 4家家 生生 产产 厂厂(Interchem(Interchem EnvironmentEnvironment、AgEnvirmental AgEnvirmental ProductsProducts、Twin Twin Rivers Rivers Technology(TRT)Technology(TRT)、NOPOC NOPOC Corp.)Corp.)生生产产，总总生生产产能能力力 3030万万 t/at/a；在在 中中 西西 部部（MidwestMidwest）有有1 1万万t/at/a装装置置；芝芝加加哥哥（ChicagoChicago）3 3万万t/at/a；在在麻麻省省Quincy Quincy 10 10 万万t/at/a；其其它它地地方方产量为产量为1.61.6万万 t/a t/a。第22页Germany/德国德国At least 8 biodiesel manufactures have been established in Germany.In the biodiesel output arrived 1 million tons and there are 1700 biodiesel service stations.Biodiesel standard DINV51606No biodiesel taxDusseldorf 60kt/a Leer 80kt/aPlausen 2k t/aKiel 10kt/a，Barby50kt/a，Thuringin2k t/a 德国当前已拥有德国当前已拥有8个生产生物柴油工厂，个生产生物柴油工厂，在杜塞尔多夫（在杜塞尔多夫（Dusseldorf）和）和Leer建立建立生物柴油工业化企业（生物柴油工业化企业（Dusseldorf 6万万t/a,Leer 8万万t/a），在普劳恩（），在普劳恩（Plausen）有一）有一个小型厂（个小型厂（t/a）。在）。在1998年投产生物柴油年投产生物柴油厂有厂有3个基尔（个基尔（Kiel）1万万t/a，巴比，巴比（Barby）5万万t/a，菲林根（，菲林根（Thuringin）t/a。德国生物柴油产量达。德国生物柴油产量达100万万t，拥有，拥有1700多个生物柴油加油站，而且制订了生多个生物柴油加油站，而且制订了生物柴油标准物柴油标准DINV51606，对生物柴油不收，对生物柴油不收税税 第23页5万吨德国万吨德国第24页France/法国法国There are at least 7 biodiesel manufactures:Compiegne 40kt/a Boussens 70kt/aPeronne 10kt/a Verdun 40kt/aNogent-surSeine 120kt/a The CIRAD has demonstrated that biodiesel could be used in common diesel engine across a 10million meters run experiment.The standard is to add 5%biodiesel into fossil diesel.The biodiesel tax rate is zero.法国当前已拥有法国当前已拥有7个生产生物柴油企业，个生产生物柴油企业，贡比涅贡比涅4万万t/a Boussens 7万万t/aPeronne 1万万t/a 凡尔登（凡尔登（Verdun）4万万t/aNogent-surSeine 12万万t/a。法国法国CIRAD集团在雷诺汽车中进行了生物柴油试验，经过集团在雷诺汽车中进行了生物柴油试验，经过10万万km燃烧试验证实，生物柴油是能够用于普通柴油发动机。其使燃烧试验证实，生物柴油是能够用于普通柴油发动机。其使用标准是在普通石油系柴油中添加用标准是在普通石油系柴油中添加5生物柴油。生物柴油。对生物柴油税率为零。对生物柴油税率为零。第25页Italy/意大利意大利The biodiesel is being used the most popularly in Italy,and there are at least 9 biodiesel manufactories:Livorno 117kt/a Citta di Castello 60kt/aMilano 19kt/a Napoli 118kt/aSolbiate 228kt/a Bari 100kt/aAncona 40kt/a Brescia 70kt/aNow the tax rate of biodiesel is zero.意大利是当前欧洲生物柴油使用最广国家，当前拥有意大利是当前欧洲生物柴油使用最广国家，当前拥有9个生物柴油生个生物柴油生产厂：产厂：利乌姆利乌姆11.7万万t/a 卡斯特罗维拉里卡斯特罗维拉里6万万t/a米兰米兰(Milano)1.9万万t/a 拿破里拿破里11.8万万t/aSolbiate 22.8万万t/a 巴里巴里10万万t/a安科拉安科拉4万万t/a 玻利西亚玻利西亚7万万t/a当前对生物柴油税率为零。当前对生物柴油税率为零。第26页Austria/奥地利奥地利25kt/a2.5万吨万吨第27页III.Trends and perspective 发展趋势和前景发展趋势和前景TechnologiesPoliciesMarketsReducingReducingRiskRiskCapitalCapitalMobilizationMobilization降低风险降低风险降低风险降低风险技术技术资金流通资金流通政策政策市场市场The Effect factors of Renewable energyThe Effect factors of Renewable energy 影响可再生能源发展几大原因影响可再生能源发展几大原因影响可再生能源发展几大原因影响可再生能源发展几大原因第28页An Era for Renewable Energy可再生能源时代已经降临可再生能源时代已经降临第29页ThanksThanks谢谢 谢谢第30页