生物柴油的优势和意义环保价值：与传统柴油相比，生物柴油所含的二氧化碳及其他污染成分低许多。根据美国环保局的资料，使用生物柴油的汽车，尾气中的二氧化氢可降低20%，二氧化碳可降低12%。另外生物柴油无毒、易降解。它的毒性低于食盐，降解度好过食糖，在人口众多、污染严重的中国实在是一种不可多得的优质油品。 经济价值：由于生物柴油的原料是可再生资源，用之不竭。随着传统油料资源越来越少，从长远角度看，其价格定会一再提高。而再生能源则相反。可以肯定，在不久的将来， 随着生物柴油生产技术的不断改进，生产成本的不断降低，这种可再生的新型能源一定会成为世界能源产品中的佼佼者。 尽早进入这一市场，将会有更大的市场回报。另外，高效、高润滑性的生物柴油对延长引擎寿命是不可多得的、价廉物美的选择。启动速度也高于传统柴油。 政治价值：随着经济的不断增长，中国对进口能源的依赖也越来越强。生物能源的生产，虽然短期内还不能形成规模，但对缓解因这种依赖所造成的政治压力起到极大作用。这对一个正在崛起的民族，尤为重要。 由于上述种种原因，生物柴油已在当今世界被越来越多的国家和经济体所重视。从下面的数据中，不难看出近年来这种再生能源的热度已有大幅提高。据预计，在未来的十几年里，生物柴油的生产和使用将会有直线的长幅。 3.1 发展木本油料植物 我国木本油料植物种类丰富，可用作建立规模化原料基地的乔灌木种近30种，其中分布集中，并能利用荒山、沙地等宜林地进行造林，建立良种供应基地的油料植物有10种左右3。木本油料植物可利用占我国国土面积约69%的山地、高原、丘陵地区甚至沙地生长，不仅可以为生物柴油产业提供丰富的可再生原料，改善生态环境，还有利于农村产业结构调整，增加农民收入，解决部分农村剩余劳动力的就业问题。木本油料植物抗逆性强，管理粗放，不与粮食争地，而且是栽种一次，收获多年，采集时需要大量的劳动力，合乎我国国情。我国境内重要的木本油料植物如大戟科的麻疯树（Jatrophacurcas）、漆树科的黄连木(Pistaciachinensis)、山茱萸科的光皮树(Cornuswilsoniana)、无患子科的文冠果（Xanthocerassorbifolia）、山茶科的油茶（Camelliaoleifera）等，都具有巨大的开发潜力和广阔的发展前景。近年来虽然有一些研究单位开展了这方面的工作，有的还建立了油料林示范基地，但同国家需求相比，仍有很大的差距，需要继续加快推广。 3.1.1麻疯树 麻疯树，又名小桐子，广泛分布于云南、四川、广西、广东、海南等地，为大戟科麻疯树属落叶灌木或小乔木，树高2-7m，分枝多，掌状形单叶，互生。卵圆形肉质蒴果成熟时黄色，纵径2.5-3.0cm,横径2.0-2.5cm，每果一般具种子3枚，少数2枚；种子长椭圆形、黑色，一般每公斤干籽有1800粒，种子重量占成熟果重50%以上，含油率40%60%。小桐子油脂肪酸组成和菜籽油非常相似，是生物柴油的理想原料4。麻疯树干果产量可达9吨/公顷，折合成产油量为1.5-3吨/公顷。我国在“八五”期间完成了金沙江流域燃料油植物资源的调查及栽培技术研究，建立了30公顷的小桐子栽培示范片。目前四川大学生命科学院正储备以麻疯树油为原料，建立年产2万吨生物柴油的装置5。 3.1.2黄连木 中国黄连木为漆树科黄连木属落叶乔木，树高可达30m以上，在长江中下游及华北、西南各地均有分布。黄连木有着极强的适应性，在温带、亚热带、热带地区均能够正常生长，是重要的荒山、荒滩造林树种和观赏树种，也是优良的油料及用材树种6。种子含油率在40左右，脂肪酸组成和菜籽油非常相似，可作食用油，也是优良的生物柴油原料。海南正和生物能源公司已建成10万亩黄连木种植基地，用于为其生物柴油生产供给油料。根据对中国24个省、市、区进行的初步调查：目前中国黄连木资源量13.3万公顷，以种子平均产量7.5吨/公顷计，则可产种子100万吨，折合油脂相当于40万吨，能够生产生物柴油40万吨。 3.1.3光皮树 光皮树是山茱萸科梾木属落叶灌木或乔木，分布于长江流域至西南各地的石灰岩区，黄河及以南流域也有分布。采用嫁接苗栽植2-3年后可开花结果，盛果期50年以上，寿命可达200年以上。大树每年平均产干果50公斤，多可达150公斤，果肉和核仁均含油脂，干全果含油率33%-36%，油脂主要含C16和C18系脂肪酸，其中亚油酸含量近50%，可用于生物柴油生产7。据湖南、江西、广东、广西的不完全统计，石灰岩山地总面积有2200万公顷，按10%面积栽植光皮树，可年产光皮树油3000万吨。 3.1.4油茶 油茶，别名茶子树、茶油树，分布在我国17个省市，是我国特有的山茶属多年生木本油料植物，常绿灌木或小乔木，树高3-6米。油茶种植后，一般3年左右可开花结果，6-7年进入盛果期，寿命可达100年以上。油茶籽含油率40%以上，茶籽油脂肪酸组成和橄榄油非常相似，具有独特清香，在我国南方如湖南、江西等省，茶籽油被作为上等食用油8。我国有许多油茶优良品种，产油量可达0.5吨/公顷，个别品种达0.7吨/公顷。种植茶树用工很少，只相当于种油菜用工量的1/10。 3.2发展微生物油脂技术 许多微生物，如酵母、霉菌和藻类等在一定条件下能将碳水化合物转化为油脂贮存在菌体内，称为微生物油脂，又叫单细胞油脂。过去曾因为技术经济原因，单细胞油脂很少有规模化生产的报道。但是，随着工业生物技术的发展，微生物油脂发酵从原料到过程都不断取得新进展。最近，美国国家可再生能源实验室（NREL）的报告特别指出微生物油脂发酵可能是生物柴油产业和生物经济的重要研究方向9。大部分微生物油脂的脂肪酸组成和一般植物油相近，以C16和C18系脂肪酸，如油酸、棕榈酸、亚油酸和硬脂酸为主。微生物油脂发酵周期短，不受场地、季节、气候变化等的影响，一年四季除设备维修外，都可连续生产；而且产油微生物菌种资源丰富，能利用和转化各种农林废弃木质纤维素原材料，对农业大国具有特殊的意义。因此，利用微生物转化法获取油脂具有非常大的发展潜力。 3.2.1产油酵母和真菌 作者实验室的研究表明，一些产油酵母菌能高效利用木质纤维素水解得到的各种碳水化合物，包括五碳糖和六碳糖，生产油脂并贮存在菌体内，油脂含量达到细胞干重的70%以上。和当前乙醇发酵主要利用淀粉类和纤维素水解的六碳糖相比，微生物油脂发酵具有较明显的原材料资源优势，对解决生物质经济公认世界难题之一“全糖转化利用”很有价值。微生物利用碳水化合物生产油脂，理论转化率为32%，文献中实际报道的最高值为25%10。废弃木质纤维素资源，以玉米秸秆为例，半纤维素和纤维素含量近70%。据估算，每7吨作物秸秆可产1吨菌油，表明利用木质纤维素生产微生物油脂具有很可观的潜在经济效益。我国农林废弃物资源丰富，仅农作物秸秆每年产量近10亿吨，目前还没有得到充分利用。近年来生物技术的飞速发展使木质纤维素降解技术不断取得突破，为合理利用生物质资源奠定了良好的基础。微生物基因工程改造技术不断进步，发酵成本不断下降，将加速微生物油脂规模化生产进程。 微生物油脂技术的发展还将为能源作物提供新的下游转化支撑技术。自然界中一些具有高效光合能力的植物，能快速生长，积累生物量。这些植物体经过适当处理即得到碳水化合物，是油脂发酵的理想原材料。从当前情况看，我国南方的芒获类植物，包括芒属(Miscanthus)和获属(Triarrhena)，可算是理想的生物燃料作物，具有适应能力强、生长迅速、可连续多年收获、产量高、生产成本低等优势11。芒获类植物属禾本科多年生高大草类，为高光效碳四(C4)植物，在生长过程中能更多地吸收二氧化碳和放出氧气，对降低温室效应十分有利，是有价值的环保植物。据试验，芒属作物年产量可达34吨/公顷。如果利用微生物转化技术，油脂产量可达5吨/公顷，比现有其他任何油料植物都高。现在欧洲一些国家已在大规模种植芒属植物，英国打算拿出1.5´106英亩的土地来种植这种生物燃料作物。 一些可粗放种植的高糖植物，如甘薯、木薯和菊芋等，也可以是未来微生物油脂发酵的原料。菊芋是适宜于在滩涂地、盐碱地生长的多年生耐盐抗旱、高产、高糖植物。在国家863计划长期支持下，利用滩涂地种植菊芋已获得成功，目前正大面积推广12。菊芋块茎干物质亩产可达1.2吨，茎叶干重1.3吨以上，超过玉米和小麦的生物量单产水平。占菊芋干重70%80%的物质经水解得果糖，可作为微生物油脂发酵的碳源。如果微生物油脂发酵技术实现菊芋全生物量利用，1公顷滩涂地平均年收获5吨油脂，也高于油料作物的油脂年产量。 3.2.2产油微藻 含油藻类也是潜在的油脂生产者。藻类光合作用转化效率可达10%以上，含油量达30%。NREL曾支持海洋微藻研究长达20年之久。利用微藻产油同其它产油微生物一样，具有不与农业争地的明显优势，而且可用海水作为天然培养基进行大量繁殖。然而，微藻属于低等植物，其基因工程改造技术远没有酵母和细菌等成熟，微藻进行高密度培养的技术难题也非常明显。正因为认识到这些技术障碍，NREL在1997年决定不再资助微藻产油和微藻制氢的研究13。当前，国内外仍然有许多科学家在探索发现新的藻种，并研制“工程微藻”，希望能实现规模化养殖，降低成本，为获取油脂资源提供一条可靠的途径。 3.3发展油料作物 我国有丰富的草本油料作物资源，如油菜、大豆、棉花、蓖蔴等，它们的单位面积产油量比野生木本油料植物高；但是，在扩大油料作物种植时重点要放在可利用非耕地或利用农闲地的品种，以较好地协调我国粮食安全与能源安全的矛盾。据农业部统计，2003年粮食作物播种面积近1.0亿公顷，油料作物播种面积为1500万公顷，其中油菜720万公顷、花生500万公顷、向日葵120万公顷（大豆930万公顷未计在内）。根据我国作物种植分布情况分析，继续扩大油料作物播种面积的潜力非常有限。但是，加快转基因油料作物的研究和推广，大幅度提高油料作物产量，降低生产成本，仍然具有非常重要的意义。故今后应致力于加速利用具有自主知识产权的基因工程高油育种技术，培育出超高油油料作物新品种。 3.3.1油菜是我国值得推广的生物柴油作物 油菜属十字花科，芸薹属，越年生或一年生作物，主要有白菜型油菜、芥菜型油菜和甘蓝型油菜三大类。其中甘蓝型油菜种子含油量较高，一般在42左右，高的达50以上。油菜抗性强，耐寒、耐湿、耐肥，产量高而稳定，增产潜力较大。我国长江流域和黄淮地区的冬油菜，仅利用耕地的冬闲季节生长，基本上不消耗地力，不影响主要粮食作物生产，不与主要粮食作物争地，是非常具有发展潜力的作物14。据估计，在不与粮争地的前提下，我国有2670万公顷耕地可用于发展能源油菜，按当前平均菜籽产量1.6吨/公顷，含油率40%计，每年通过能源油菜种植可为1700万吨生物柴油提供原料。 我国油菜研究和育种工作具有较深厚的基础，一些领域处于世界领先地位。浙江省农业科学研究院原子能研究所育出的“超油2号”甘蓝型油菜，种子含油量高达52%，已获得多国专利。如果进一步加强科研投入，预计在不久的将来我国能源油菜的平均产量可提高到3.0吨/公顷，菜籽含油量稳定在50%以上。陈锦清等从光合产物分配角度出发，利用反义PEP基因调控籽粒油脂蛋白质含量比率，成功育成了转基因油菜超油1号和超油2号，其含油量分别达到47.8%和54.2%，含油量提高幅度25%以上，现已进入生产性试验阶段15。 值得一提的是，油菜种植时每生产1吨菜籽将产生2吨秸秆。规模化种植时，如果能结合微生物油脂发酵技术，充分利用油菜秸秆资源，不仅可以使单位耕地面积得油率提高70%以上，而且具有显著的环境效益。 3.4废油脂利用 为了降低生产成本，目前国内外一些企业利用油脂工业下