生物柴油有望直达“国四标准”

按照规定，国家公布的第四阶段机动车排放标准（后简称“国四标准”） 最晚将于2011年，在全国范围内实施。“国四标准”等效于欧洲的“欧Ⅳ标准”，相比“国三标准”，对机动车排放控制更趋严格，需要在满足“国三标准”的基础上，再进一步降低30％—50％的污染物。

在我国当前的汽车市场上，由于柴油发动机比汽油发动机节油30%，二氧化碳排放量低30%-45%，柴油化俨然成为今后重要的发展方向。但此前国家环境保护部科技标准司罗毅副司长在题为《中国发展节能减排汽车的环保战略与措施》的报告中指出：“柴油车的污染问题仍然是造成城市空气污染的主要原因之一；清洁高科技的柴油轿车需要高品质的超低硫柴油的供给。”一般认为，柴油车达欧Ⅳ排放的技术路线有两条：一是采用颗粒物过滤器（DPF），二是采用NOx还原催化剂（SCR）。总之，无论哪条路都要加装后处理系统。

但在前不久举行的“清华-康明斯技术论坛”上，由清华大学汽车安全与节能国家重点实验室副主任王建昕教授公布的有关生物柴油的最新研究结果表明，生物柴油不但具有替代石油基能源的作用，而且可以将生物柴油与其他燃料合理掺混，采用燃料重新设计的方法，就有可能在不使用后处理技术的前提下，使柴油机排放直接达到国四或欧Ⅳ标准。

基于生物柴油的燃料设计

搞发动机的人历来都是根据柴油的已有特性来设计和优化柴油机的燃烧特性，“那么能不能反过来，根据柴油机低排放燃烧的要求来重新设计燃料呢？”沿着这一思路，王建昕教授带领他的团队设计了新的燃料方案：生物柴油占50%，柴油占35%，碳酸二甲酯（DMC）占15%。他们将这种生物质含氧混合燃料用在康明斯公司的柴油机上，不用任何后处理系统，于2008年7月顺利通过了国四标准正式检测，并且申请了国家发明专利。

但为什么还要在其中添加DMC等其他燃料呢？与汽油车相比，柴油车排放了更多的颗粒物。生物柴油由于具有含氧、低芳烃、高十六烷值和低硫等特点，产生的颗粒物比传统柴油少。但如果要求大幅度降低颗粒物排放，就必须提高燃料的含氧量，这单靠生物柴油是不够的的，所以有必要添加含氧量高的成分。“最理想的是DMC，因为它的含氧量和十六烷值度都高于乙醇，但如果考虑到资源供应现状，乙醇也是可以的。”王建昕教授说。

发动机内实现减排

但是高含氧量是把双刃剑，生物柴油在降低颗粒物排放的同时，有可能使氮氧化物（NOx）升高10%—20%，其升高幅度随着生物柴油采用的原料不同而有所区别。混合后的生物柴油中，加入了高含氧成分，NOx产生的几率也就更高了。

在本次论坛上，环境保护部大气与噪声污染防治处副处长任红岩透露，现行的空气指标评测体系将有变动，其中NOx有可能成为继二氧化硫之后的二号污染物。所以大量NOx的生成直接影响到“国四标准”的实现，也会让新设计的燃料方案的减排价值大打折扣，从而付出高昂的环保代价。

对此王建昕教授并不担心，“其实这个问题解决起来不是很困难，我们有信心在发动机内实现整个减排过程，而且保证采用的技术是最经济的。”因为这种基于生物柴油的混合燃料不同于普通柴油，在大量使用废气再循环技术降低NOx时，颗粒物不会明显增加，所以可以不用任何后处理技术使排放物达到“国四标准”，是一条比较经济的柴油车排放控制技术路线。

原料多元化增强抗风险能力

值得注意的是新方案中35%的柴油，以明确的比例将传统柴油和生物柴油放在了一起。王建昕解释说这主要是考虑到传统柴油相对容易获得，而且可以缩小生物柴油与传统柴油的热值差，降低生物柴油的粘度。

意义不止于此，传统柴油的加入将会更好地促进生物柴油产业化的实现。在生物柴油产业化过程中，价格变动一直是一个敏感的因素。

随着国际油价的攀升，生物柴油以其价格和环保优势获得了社会的亲睐。除了三大石油公司之外，民营企业和外资公司也纷纷加入生物柴油生产的行列。但这种局势在去年下半年发生了扭转，国际油价每桶从147美元跌至40美元，国内柴油供应紧张的局面立即得到缓解，生物柴油因成本降不下去，导致销路出现问题。“两头夹击，让企业出现负利润，只能停产等待机会，”泉州一家生物柴油企业的老总称，2008年的地沟油、废渣油等原材料价格一路上扬，从2004年的2600元/吨，上涨到2008年高峰时的5500元/吨，“原材料成本已接近成品柴油价，即使用工成本不算，销售利润也沦为负数，不少企业因此出现停产甚至倒闭”。目前形势虽有所好转，但这种价格存在变动的风险。

但如果加入了传统柴油，就能让生物柴油拥有一个应对国际油价涨跌的空间，可以随着国际油价的变化浮动价格，这在一定程度上增强生物柴油在价格上的抗风险能力。同时，加入35%的传统柴油也可以增加生物柴油的总供应量，扩大其使用范围，这对于生物柴油产业化的顺利实现无疑是有益的。