生化柴油(Bio-Diesel)─廢食用油脂資源化循環圖


生化柴油(B20)特點:
- 閃火點(Flash Point) 118℃(石化柴油52℃)
- 硫量<0.01%
- 十六烷值: 50(#1 石化柴油50, #2 石化柴油42)
- 毒性低、生化可分解、可再生
- 排廢氣味較佳、潤滑性佳、氧量多
- 不需更換引擎設備,以代替部分石化柴油
- 美國及食品藥物管理局(FDA)及美國農業部(USDA)認可
- 健康效應、利於環保、另可節省進口石油外匯
生化柴油Biodiesel 簡介
I 什麼叫做生化柴油?
生化柴油係由可再生的油脂原料,諸如植物或動物油脂,經合成(交酯化)所得的長鏈脂肪酸甲脂,可代替柴油的一種"環保燃油"。經實驗證明生化柴油可直接作為現有柴油引擎而不需作任何修改。
由於生化柴油係由動植物油脂所生產,較石化柴油"環保",且具以下之特點:
- 含有11%的氧量。
- 長直鏈的碳氫化合物,具有高十六烷值(Cetane Number)。然而在汽油裡:甲基第三丁基醚(MTBE)是含有氧化合物的烷基醚,係高側鏈碳氫化合物,具有高辛烷值(Octance
Number)。
- 它與石化柴油(Petroleum diesel oil)混合,相當於汽油中添加烷基酯及MTBE的效果而提高十六烷值。
- 生化柴油之製造模式:

若以黃豆等植物油為原料生產,生化柴油更可視為一種"可再生性"的燃油。到公元2000年後,世界人口將會超過60億人,對能源的需求亦呈快速成長。美國、歐洲等國正大力鼓勵人們使用生化柴油,為可能來臨的能源危機預作準備。
| 油
脂 |
醇
類 |
黃豆油,玉米油,菜籽油,棉籽油,
葵花籽油,紅花籽油,牛脂,豬油,
烹調廢油等 |
甲醇或乙醇(酒精)觸媒:
氫氧化鈉
氫氧化鉀
|
生化柴油可完全取代石化柴油,在美、歐等國已核准為可替代性燃油(alternative
fuel)。惟目前因其成本較高,美國亦有以B20(即生化柴油20與石化柴油80混合)的混合油上市,以降低用戶之負擔。縱然如此,B20對改善空氣品質亦經證實具滿意的效果。
美國已上市以生化柴油添加劑,在石化柴油中加1%的添加劑,即可改善降低含硫物石化柴油之潤滑性,對環保工作而言,亦不失一種經濟可行的方法。
生化柴油的技術特性:
- 熱量(BUT值)在#1及#2石化柴油之間
- 硫含量: 幾無
- 石化芳香成份: 幾無
- 十六烷值: 平均55
- 閃火點: 100℃以上
- 生化可分解的
- 無毒
- 與石化柴油廢氣排放改善程度比較:
廢 氣 成
份 |
生 化 柴 油 添 加
量 |
| 20% |
35% |
100% |
| 總碳氫化合物(THC),% |
-2.51% |
-15.71% |
-44.04% |
| 氧化氮(NOx),% |
1.14 |
0.97 |
11.45 |
| 一氧化碳(CO),% |
-3.44 |
-19.62 |
-47.06 |
| 微粒子(PM),% |
-12.03 |
-27.18 |
-66.16 |
- 廢氣微粒子逸出情況:
- 可與石化柴油的氧化觸媒配合發揮效果
突變性/致癌性: 殆無
使用生化柴油的健康效應,將為未來燃油的關鍵潛力
密閉型的碳循環(carbon cycle)
生化柴油所產生二氧化碳,還回生化園,以供植物的成長,並無二氧化碳的淨值增加(Net
increase)
減少其他溫室效應氣體(一氧化碳, 碳氫化合化物)
柴油引擎比汽油的效率佳(40% vs. 28%)
熱能平衡(Energy balance):生產"生化柴油"的單位熱能可供應3.24倍的燃油熱能
生化柴油係無窮盡的高密度熱能來源
基本設施:
- 可與石化柴油完全混合
- 既有的燃油分配系統仍可使用,諸如管路、油槽、加油站等
- 原有的引擎仍可用: 但
1) 可能會分解某些橡膠
2) 會傷及某些種油漆表面
II 生化柴油的市場在那裡?
市場目標:
- 市區公車
- 正規車隊: 聯邦、州立、市立及私營車隊
- 礦業動力設施
- 海運業
市場評估:
其他潛力市場:
III
為什麼生化柴油可獲得好評?
(1) 生化柴油的經濟效益:
- 生化柴油係為石化柴油的適宜替代燃油產品
- 需要附加價值的地方,均可使用
- 工業眼光:
每台公車每英里所需柴油及替代燃油的費用比較表如下:

整體經濟效益:
- 可減少石油進口量
- 創造生產就業機會
- 創造或維持農業就業機會
- 增強經濟效益效應
不待言的價值:諸如
- 其廢氣逸出成份的減少
- 一氧化碳量降低
- 致癌性減少,有益人類健康
- 不需更換既有基本設施及新設施,使用方便
(2) 其他效益:
創造能源的安全保障:
創造熱能效率:
- 受歡迎的天然熱能來源 ---三酸甘油酯
- 正面的熱能平衡
生化柴油的燃油特性
生化柴油:
生化柴油(單烷基酯),係由天然可再生的資源,如植物油所製造的清潔柴油燃料。在既有的引擎及其基本設施上,使用生化柴油,以減少廢氣逸出量而且不需另添新設備,可節省投資,目前在美國內到處均可購用。
生化柴油可幫助柴油引擎使用人減少空氣污染:
生化柴油顯然改善柴油引擎的廢氣逸出,它可使減少硫及石化芳香烴成份等廢氣的逸出,並且可提供所需氧,以幫助燃料的完全燃燒。
生化柴油可減少目標廢氣,利於環保:
燃燒廢氣對人類健康有害。據報導使用20/80(生化柴油/石化柴油)的混合燃油(即生化柴油)可與石化柴油一樣產生同樣的轉矩,馬力及里程數/加侖。它又可減少油煙、硫成分、微粒子成份、一氧化碳以總碳氫化合物。
生化柴油係經由效益謹慎途徑,以達成空氣品質改善:
當考慮其他昂貴的替代燃油時,許多經理人相信生化柴油係為他們所欲的較廉價燃油,以利空氣清潔.。使用它並不需另增添昂修改費用,亦即駕駛人仍可採用原來的車輛備品零件、加油站,以供運作。唯一變化就是空氣品質改善了。
生化柴油為安全的替代燃油:
它著火點較高,可在常溫、低溫予以儲存,與石化柴油一樣處理即可,同時無毒又係生化可分解的。另外,它均可安全使用與運送。
生化柴油係可生化分解的,又係在國內可生產的燃油:
它係由可再生油脂(如植物油),經簡單製造過程生產的燃油,其副產物為甘油,具有1,600種的應用產品(諸如從牙膏到止咳糖漿均是)。其主要原料為黃豆(即大豆),係在美國29州均可生的主要油籽。
生化柴油,目前已可到處購用(美國國內):
與美國一樣在歐洲及日本亦已被採用,以利及時改善符合嚴格的清潔空氣執行規定,而利於環保。
| 美國生化柴油的年代記 |
| 1970年 |
- 認可第一個聯邦清潔空氣措施。
- 制定油煙廢氣排放標準。
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| 1974 |
- 引擎運轉必符合CO,THC及NOX等廢氣排放標準及更嚴格的油煙標準。
|
| 1979 |
|
| 1983 |
- 環保署(EPA)將柴油廢氣微粒子成份,劃歸為致癌物質。
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| 1985 |
- 南加州成為實施嚴格柴油管制的第一個地區,其硫量限為0.05重量%,比#2石化柴油低80%。
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| 1988 |
- 廢氣中的NOX量再降低而且經EPA制定柴油廢氣逸出微粒子標準為0.6g/b.hp.hr。
- 加州空氣資源部會對於加州出售的柴油燃料,制定新標準:
石化芳香烴類為10%以下,硫量為0.05重量%,大型精煉廠的石化芳香烴類為10%以下。
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| 1989 |
- EPA規定廠商對於廢氣逸出須遵守NOX(氧化氮)及PM(微粒子成份)的新規標準。
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1990
(Nov.) |
- 1990清潔空氣措施提案成為法律,依照EPA規定,其目在於每年排除560億磅的污染空氣,而減少50%的酸雨廢氣,減少75%有毒空氣並且降低石油進口量。
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1991
(Sept.) |
- 美國環保署(EPA)公佈計劃,將1987年的規定微粒子層次降低90%,此係清潔空氣措施的最先執行表現影響都會80%運輸公車。
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1992
(Oct.) |
- 1992年(EPACT, Energy Policy Act, 能源政策措施法案)的能源政策措施成為法律而規定政府機關的車隊必需購置採用替代燃油的車輛,並且撥專款給市區公車及校車,以利宣導替代燃油的可行性。
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| 1993 |
- 所有新購置市區公車引擎必需符合下列廢氣逸出標準:
微粒子(PM)
0.1 g/b.hp.hr
一氧化碳(CO)
15.5
g/b.hp.hr
總碳氫化合物(THC) 1.3
g/b.hp.hr
氧化氮(NOX)
5.0 g/b.hp.hr
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1993
(Feb.) |
- EPA公佈市區公車清潔燃油/清潔技術導引,以供遵照。
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1993
(Oct.) |
- 所有高速公路的柴油(200億加侖)必需採用"清潔的燃油"(clean
diesel),而其含硫量為0.05重量%以下,十六烷值最少40。
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| 1994 |
- 新添公車引擎廢氣逸出限制調整為0.07 g/b.hp.hr。
- 從前未經EPA註冊的所有引擎燃油,必需提出其廢氣逸出量對健康影響的有關證明數據,才能在美國內合法出售。然而包括生化柴油在內的曾經註冊過的燃油則可免除六年的義務。
- EPA公佈車輛廢氣逸出標準,做為聯邦清潔燃油計劃及加州清潔燃油車輛中段計劃應遵照的標準。
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1995
(Jan.) |
- 1993年及以前的市區公車引擎,當更新時必需降低其微粒子逸出量到0.10
g/b.hp.hr或降低到原有引擎標準的25%。
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1995
(July) |
- 美國能源部(U.S. DOE)公佈原有被認可的清潔生化柴油為替代燃油。
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1995
(Oct.) |
- 聯邦註冊公佈有關獲得州政府車隊及替代燃油供應商的替代燃油車輛的最終規定。
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| 1995 |
- 市區公車年間隨機測試,必須符合1994年及爾後的微粒子標準0.07
g/b.hp.hr此係用以判定市區公車是否遵照微粒標準規定,而所有逸出情況均會予以追查。若未遵照EPA必須要求其使用低污染燃油。
|
| 1996 |
- 公車引擎的微粒子逸出限制降為0.05 g/b.hp.hr。
- 美國EPA與引擎廠商及柴油供應商獲得協調,將於2004年對於逸出2.0
g/b.hp.hr或以下的重型引擎,予以制定新的廢氣逸標準。
- 美國EPA對於"大致類似"的石化柴油,提議予以新規定,以利定義並依清潔空氣措施予以判定是否為"大致類似"柴油。
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1996
(Jan.) |
- 對於50HP或更大的柴油引擎,其新制定非道路(off-road)廢氣逸出標準生效(海運及火車除外)。
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| 1997 |
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| 1998 |
- 包括市區公車在內的所有重型引擎,於1998年及以後,其氧化氮(NOx)逸出限制必須降到4.0
g/b.hp.hr.。
- 依EPA標準判定"大致類似"石化柴油的最終期限。
- EPA清潔燃油車隊計劃要求在22個最壞都市地區集中加油的車隊必須採購符合標準替代燃油的車輛做為其車輛更新。
- 加州規定其在州內極低或零廢氣車輛最低銷售比率及類似的計劃亦將在紐約及麻州開始執行。
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| 未 來 |
- 對於一氧化碳及臭氧未達到標準地區,將規定更嚴格石化柴油標準。
- 若能改善公共健康,可擴大到非目標地區,以利整體改善。
- 州政府及地區的規定,將繼續影響特定交通機關,以利改進。
|
廢氣逸出量描述
生化柴油可幫助降低EPA執行空氣污染目標區的廢氣逸出量。在Colorado州燃油及高空引擎研究所測試20%生化柴油與80%石化柴油的混合燃料的結果,得悉使用Model
Series 60(1991),可降低
| PM |
13.72% |
CO |
7.11% |
| THC |
12.71% |
NOx |
1.1% |
由西南研究所做短暫循環逸出試驗(Transient Cycle Emissions Test),予以比較燃燒#2低硫石化柴油的引擎,燃燒含有氧化觸媒#2低硫石化柴油的引擎,以及燃燒1o時距變化(one-degree
timing change)的含有氧化觸媒的生化柴油的引擎(採用1988DDC6N-92DDC II引擎),其結果得悉:
| 採用生化柴油可減少 |
PM |
45% |
CO |
41% |
| (20/80混合並含有觸媒) |
THC |
65% |
NOx |
7% |
然而採用生化柴油(20/80混合,含有氧化觸媒,1O時距變化)可減少
| PM |
40% |
CO |
34% |
| THC |
58% |
NOx |
2% |
備 註:
雖然未測試硫逸出量,但其逸出量必須減少20%,蓋因生化柴油不含硫而#2石化柴油含有0.05%(重量)硫。
更安全更清潔的政府車隊市場
生化柴油提供給車隊駕駛人更安全,更清潔的替代石化柴油的燃料。它係由可再生的原料,諸如動植物油脂,經簡單過程而製取。其原枓之一為黃豆,係在29州中40萬農民所種植產者。
生化柴油被認為係替代燃油:能源部(DOE)已認為生化柴油為替代燃油,它係與柴油的混合燃油,於1995年7月31日,能源部在聯邦註冊發表其確實的研究意圖。
生化柴油可在傳統的引擎上正常使用:從輕型到重型的引擎均可與石化柴油一樣使用生化柴油。引擎不必經任何修改,就可正常運作,因此不必更換車輛、備品零件,以及加油站或熟練的技工。
生化柴油已有良好的路程運轉記錄:100次以上的生化柴油運轉示範,包括3次百萬英里測試,30多次5萬英里測試,而且具有千萬英里的路程運轉記錄。在些測試使用生化柴油的業績、燃油里程、驅動力等,均與石化柴油類似。加之,減少油煙及排氣異味尚可,並沒有負面的效果或引擎磨損。
生化柴油減輕了目標廢氣的逸出:添加20%生化柴油在石化柴油(含觸媒)的混合燃油可減輕空氣污染。諸如,PM減少31%,CO減少21%,THC減少47%,同時減少硫逸出。
生化柴油不需要特殊的儲存:除了混凝土襯墊油槽以外,純粹的或混合的生化柴油可與石柴油一樣儲存。當高量混合時,它會損傷天然橡膠或聚尿素酯材料。它具有較高閃火點,可與石化柴油一樣處理,運輸安全,使用者必需確認它與各種材料的相容性。
與其他替代柴油比較,生化柴油的成本較合理:生化柴油的價格係由植物油的市價而異。通常B20的生化柴油比純石化柴油每加侖貴60
~ 80美分。有了其他各項好處,同時廢氣逸出管理最為省錢。B20生化柴油比其他替代燃油的運轉費低。據Georgia大學指出,使用B20生化柴油的公車,當純粹的生化柴油(甲基酯)價格每加侖3美元時,仍可與使用其他替代燃油的公車競爭。
對礦業的未來具有約束力
生化柴油對地底礦工作業而言,係為安全而具有實用價值的燃油。它係由可再生的油脂(植物油),經簡單的過程予以製造。其中一個原料就是黃豆,係在29州40萬戶農民所生產的油籽。
生化柴油比石化柴油更為安全:生化柴油的閃火點(純粹者)為300°F,然而#2石化柴油約為125°F,雖然生化柴油在礦業非為經常使用,但它會毀滅礦工作業(在礦業經常使用石化柴油機具),因此生化柴油可排除他們的顧慮。
生化柴油顯著減少微粒子(PM)的逸出:微粒子為致癌物質,而純粹的生化柴油可顯著的降低廢氣逸出微粒子含量。混合20%並添加觸媒的生化柴油,可降低PM約31%,CO
21%,THC 47%,同時又可減少硫及芳香烴類的逸出量。
生化柴油不會難聞:當使用生化柴油時,其排氣的異味顯然較少,而在密閉空間具有實質的好處。事實上,操作人曾比較,好似薯條味。使用者又認為對眼睛沒有刺激性。因為生化柴油含有氧化物以致比石化柴油更可完全燃燒。
生化柴油不需特殊的儲存:純粹的或混合的生化柴油可與石化柴油一樣予以儲存(除混凝土襯墊槽以外),高含量混合者會損傷天然橡膠及聚尿素酯材料。另外它的閃火點較高,可與石化柴油一樣處理,安全運輸。
生化柴油可使引擎正常運轉:正如石化柴油的情況,生化柴油也可使引擎正常運轉,尤其不需另予修改引擎。因為不需更換引擎,而礦業車輛也不必更換或另準備零件庫存。
生化柴油比石化柴油更具健康效應:在密閉空間裡作業,經與生化柴油接觸並無什麼危險或健康負面效應,蓋因與CO及碳微粒子的接觸減少而致癌性亦減少。
海運環境更舒適
生化柴油顯然可供海運環境適用,經個別測試已證實純生化柴油無毒而係為及時可生化分解以及不含硫與石化芳香烴份。海運用石化柴油約佔美國市場的10%。
生化柴油不會傷害魚類:碳數16及
18的甲基酯(即純粹生化柴油),其96小時LC50(致死濃度)為1,000mg/l以上。濃度1,000mg/l以上者,職業安全健康研究所(NIOSH)在其有毒害化學物質註冊上,列為"無關重要"。
生化柴油亦適合人類:據船隻駕駛人報導,確有顯著的排氣異味改善。臭味減少而味道的變化適合駕駛人,事實上認為好似薯條味,並報導對其眼睛無刺激性。
生化柴油係生化可分解的:碳數16及18的甲基酯被認為會及時生化分解並且具有數據資料根據(如氧需要量及CO2的產生量)。C16
~18甲基酯10,000mg/l以下的濃度,對微生物並無壞影響。
據Idaho大學的測試,生化柴油在水溶液中,經28天可分解率為95%,然而石化柴油僅為40%,另一個對於水產環境的測試,各種生化柴油經28天的分解率為85.5
~ 88.5%,此與蔗糖的分解率相同,然而石化柴油的分解率僅為26.24%。
生化柴油提供更多環境利基:就測試船隻及使用商用船隻的消費者而言,生化柴油提供比石化柴油更多環保友善條件。因為它無毒而係生化可分解,消費者及研究者會施予壓力使得採用生化柴油,尤其在敏感或被保護的水路範圍地區。
生化柴油可再生而且係在國內可生產的燃油:生化柴油係由可再生的油脂(植物油),經簡單的作業可生產。其副產物(甘油)具有各種商業用途(如牙膏以及止咳糖漿等等)。黃豆係一種可做為生化柴油原料的主要農作物,在美國29州40萬農民所生產的主要的油籽穀物。
生化柴油與石化柴油混合者,可促進石化柴油的分解:生化柴油比石化柴油大約快四倍被分解。當與石化柴油混合時,石化柴油的分解比其單獨的石化柴油加快三倍。(1995Idaho大學測試結果)。
在海運市場可替代實用
生化柴油在海運市場使用,確實有用而安全。其純粹品甲基酯對海運環境的刺激少,安全而且容易儲存。在美國海運業消費全國約10%的石化柴油。
生化柴油可用在各項海運圈:
因為生化柴油可取代或與石化混合使用,然而不需更換新裝置,以致可實用在各項海運圈,包括休閒船隻、內陸商船、海洋商船、測試船以及美國海岸防護船隊。目前特別強調生化柴油供為休閒船上的應用,它每年消費9,500萬加侖的石化柴油。
生化柴油係為安全的替代燃油:
生化柴油的閃火點較高,可達300°F以上,然而石化柴油約為125 °F。生化柴油可在常溫低壓儲存,與石化柴油一樣處理,同時可更安全運輸。
生化柴油的潤滑性佳:
B20即混合20%生化柴油的混合油,比傳統的石化柴油,其運轉磨損率較低,而且其潤滑性佳,比低硫的芳香烴(高量或低量)石化柴油更好。其起動驅力、動力、耐寒冷氣候運轉特性均與石化柴油相同。
生化柴油對使用者友善:
使用生化柴油可顯著改善排氣異味。異味的減少及味道的變化使船隻的工作者喜歡,感覺好似薯條味。使用者認為沒有眼睛刺激性。因為生化柴油含有氧化合物,以致比石化柴油更易燃燒。
生化柴油可使船隻符合廢氣逸出規定:
清潔空氣措施經由環保署(EPA)評估非道路廢氣逸出對空氣污染情況貢獻良多。EPA建議將包括海運業石化柴油壓縮燃燒引擎予以納入管制而必須依照道路排放廢氣標準執行,以利降低這些引擎的廢氣逸出量。
有關柴油的生化可分解性與毒性資料:
產品:CAS No.67762-38-3(甲基酯),美國食品藥物管理局(FDA)業經認可甲基酯的使用,供為動物飼料、葡萄的脫水、食品包裝、鋁箔的潤滑等。
急性經口毒性/老鼠:實用上無毒,急性經口致死劑量LD50為17.4g/kg體重,然而食鹽係比它具有10倍以上的毒性(LD50: Nacl, 1.75g/kg體重)。
眼睛刺激性/兔子:未經稀釋的生化柴油,對兔子眼睛僅有短暫刺激,經一天即可恢復正常。
皮膚刺激性/人體:24小時人體皮膚斑點測試顯示未經稀釋的C16-18甲基酯僅有極微刺激,比4%肥皂水溶液還要輕度。
水產毒性:96小時致死濃度LC50為C16-18甲基酯1,000 mg/l以上,根據職業安全健康研究所,化學物質毒性效應的導引所提,1,000
mg/l濃度係屬"無關重要"。
生化可分解性:
關於生化柴油可分解性研究,據Idaho大學經測試由二項不同的飼料,二項植物油及石化柴油混合所得生化柴油的分解性,得悉生化柴油比石化柴油的分解性約快四倍。經28天,四種純料生化柴油在微生物可生長的水中,其分解率為85
~ 88%,,然而在同條件下,石化柴油僅分解26%。
生化柴油中所含石化柴油,比其單獨時(即純石化柴油)更易分解三倍,然而蔗糖的生化可分解性與生化柴油大致相同。
不同混合比率生化柴油的生化可分解率(28天)(%) |
| 生 化 柴 油 |
植 物 油 |
石化柴油 |
蔗 糖 |
| REE |
RME |
SEE |
SME |
NR |
NS |
Z-D |
Dextrose |
| 87 |
88 |
88 |
85 |
78 |
70 |
26 |
87 |
| 備 註 符 號 : |
|
| Rape Ethyl Ester (REE) |
菜籽油乙基酯 |
| Rape Methyl Ester (RME) |
菜籽油甲基酯 |
| Soybean Ethyl Ester (SEE ) |
黃豆油乙基酯 |
| Soybean Methyl Ester (SME) |
黃豆油甲基酯 |
| Neat Rapecseed oil (NR) |
純菜籽油 |
| Neat Soybean oil (NS) |
純黃豆油 |
| Phillips 2-D diesel (2-D) |
2-D石化柴油 |
義務責任規定:依油脂污染措施(1990),由於產生廢氣逸出及海運安全需求,環保傷害的民間犯罪提升,將利於執行改善,該法可應用於所有船隻,對於嚴重犯者最高可課徵每天10,000美金。生化柴油排氣不會傷害環境。
生化柴油與石化柴油比較
生化柴油B20係將甲基酯與傳統的石化柴油混合所製而已商業化的燃油,以供改進柴油引擎的廢氣逸出情況。它具有與石化柴油類似的物理化學性質,尤其不含硫及石化芳香烴成份,加之,它可供應氧,使得燃燒更完全、更乾淨。
| 廢氣逸出利點: |
減少PM, CO及THC |
| 更換原有設備: |
不需要 |
| 引擎調整: |
不需要 |
| 安全性: |
沒有危險燃氣的爆炸 |
| 扭力: |
與石化柴油一樣 |
| 煞車馬力: |
與石化柴油一樣 |
| 燃料比率: |
與石化柴油一樣 |
| BTU/加侖: |
128,000 VS. 130,500(石化柴油) |
| 十六烷值: |
石化柴油高,(55 VS. 42 #2 石化柴油) |
| 耐冬性: |
可用石化柴油防凍化劑 |
| 潤滑性: |
比石化柴油更好 |
| 供應: |
每年最低可供應四千萬加侖,大約為全美國市區公車所需20/80混合油 |
| 運輸與儲存: |
與石化柴油一樣 |
| 應用性: |
立即 |
| 來源: |
在美國可生產而且可再生的原料,諸如,植物油、牛脂及廢油炸油 |
| 製造: |
生產甲基酯與甘油的製造過程 |
| 熱能安全保障: |
在美國已生產220億磅油脂及牛脂,具有充分的生產能力 |
| 熱能平衡: |
產生生化柴油的單位熱能可供應最低2.5單位的燃油熱能 |
生化柴油在冬季的適應性
通常在極冷氣候下,所有石化柴油均會呈現不透明,甚至成為膠狀,生化柴油亦然。B20生化柴油(即甲基酯20%石化柴油80%)在通常的冬季條件下,可避免過濾阻塞,其傾點(Pour
point)及雲點(Cloud point)可提升,以應大份地區的需求。
生化柴油(B20),#1及#2石化柴油的傾點與雲點如下: |
| |
雲 點(°F) |
傾 點(°F) |
| #1石化柴油 |
<-40 |
<-40 |
| 20%大豆生化柴油/80% #1石化柴油 |
-12 |
-25 |
| #2石化柴油 |
6 |
-5 |
| 20%大豆生化柴油/80% #2石化柴油 |
8 |
0 |
備 註:因為柴油供應,
通常係包括添加抑制傾點及雲點的添加物在內,
而不會發生負面效應。
有關生化柴油的問答
何謂生化柴油?
它係單甲基酯,可由天然可再生的植物油所製造的清潔燃燒柴油。
其使用是否經認可?
生化柴油經美國環保署註冊為燃油及燃油添加物而符合加州空氣資源委員會(CARB)清潔柴油標準。國家生化委員會制定生化柴油標準規範,經與美國檢驗及材料協會(ASTM)共同運作,以開發燃油供應商及引擎製造商可充分接受的ASTM標準。
為什麼要使用生化柴油?
由於嚴格的廢氣逸出標準,而強制柴油引擎使用者必須尋找清潔空氣的替代燃油。生化柴油顯然的減少PM逸出量及其他目標逸出物以穩定溫室效應氣體。
生化柴油可降低那些廢氣逸出?
含有20%生化柴油的混合柴油(B20)可使油煙及異味顯著降低,它又可降低PM14%。當生化柴油與氧化觸媒一起使用時,可降低:
PM45%, CO41%, THC65%。其他目標逸出物,例如SO2及鉛等,仍在EPA容許量以下。
生化柴油有那些優點?
因為生化柴油係可再生,又可在國內生產,並符合能源政策措施(1992),而利於國家能源安全保障,所以可以此國產的替代柴油以取代進口的石化柴油。生化柴油可使廢氣逸出根本的降低,而與石化柴油一樣使引擎正常運作。它可降低廢氣逸出,又可保持車隊正常的加油運作,不必更換庫存備品及柴油技工。生化柴油可取代石化柴油而無需引擎的更換或修改等。生化柴油的使用是否可保證引擎運作?製廠商保證其材質技術,以及引擎的燃燒情況,其測試示範顯示生化柴油與石化柴油在引擎運轉損耗等,完全相同而無不及。
生化柴油是否業經予以徹底測試?
生化柴油業經在美國、加拿大、歐洲的有關政府機構、大學、私人企業予以徹底測試,並且全國許多交通運輸機構亦予以測試,認定結果甚佳。
已有100次以上的生化柴油示範,包括三次100萬英里測試,30次以上的五萬英里測試,以及千萬英里路程的運轉試行。在這些測試,其執行結果如燃料里程率及動力能力均與傳統石化柴油一樣,而且排氣味亦不難聞。同時也沒有負面的耐久性或引擎損耗問題等發生。
另外已委託40個上的個別研究機構以探討潤滑改善,生化分解性等利益。
由誰來混合生化柴油並執行?
生化柴油使用者可由其供應廠商取得生化柴油或可自行簡單混合之,並不需特殊的處理。
何種混合比率最好?
通常建議以20 ~30%比率與石化柴油混合使用。
生化柴油成本如何?
此係隨石化柴油及植物油的市價而定,通常20/80混合生化柴油比石化柴油,每加侖貴60
~ 80美分。當考慮要符合嚴格的廢氣逸出標準時,採用生化柴油廢氣管理系統可能是較低費用的較佳選擇。由Booz-Allen
& Hamilton公司、Spark's公司以及Georgia大學的調查,得悉使用20%混合生化柴油的卡車及公車隊,其年總成本比其他替代燃油為低(包括投資成本在內)。若經增進農業技術以及更有效的農業生產,可更進一步降低生化柴油成本。
在何處可以購買生化柴油?
生化柴油有5加侖裝、55加侖裝、300加侖等包裝可用,而亦可經油罐車予以運輸供應。可打電話1-880-841-5849洽詢,經核准的供應商。
生化柴油是否需要特殊的儲存設施?
生化柴油或其預混油可與石化柴油一樣儲存,但混凝土襯墊槽除外。高濃度生化柴油可能會使橡膠及聚尿素酯受損。
誰在使用生化柴油?
雖然生化柴油可用在任何柴油引擎,但目前多用在過境公車隊、重型卡車隊、機場加油設施、海運、公園、軍隊、礦業及其他州政府及聯邦政府車隊。
還有誰可由生化柴油得到好處?
因為它可在國內生產而加強國家能源保障,並產生新的工業及高品質事業而利於國家。美國每年所需石油的一半,係進口者,約消費600億美元/年,這種進口的石油,於10年後將增加為70%,一旦生化柴油市場取消將帶給生產大豆的29州,110億美元以上的經濟負擔。
生化柴油具有正面的能源平衡,以生產每單位生化柴油所需熱能可產生3倍以上燃油熱能。因為它係生化可分解而且無毒,所以在運輸過程中,殆未影響其環境。
誰可以答覆生化柴油有關問題?
國家生化柴油委員會(NBB)設有詢問專線以答覆有關問題,可洽1-800-841-5849。
已完成計劃及報告可供洽:(1996年3月份)
Booz-Allen & Hamilton公司:
經濟/技術: 有關與其他替代燃油相對的生化柴油技術及經濟評估。
地方研究機構:熱能平衡--生活循環分析,生化柴油正面熱能平衡。
化學相關環境公司:
十六烷值:
生化柴油比石化柴油高。
傾
點: 評估與防凍化劑的使用。
ORTECH/FMD公司
廢氣逸出執行--以DDEC II 6V-92TA引擎評估。
世界各地:全球尤其歐洲的生化柴油研究,獲得相同廢氣逸出,執行及安全性結論(可洽報告)。
美國FEV公司
廢氣逸出執行--最適生化柴油運轉的評估。
MARC-1V:評估生化柴油的正面潤滑效果、生化柴油與低硫石化柴油的差異比較。
西南研究所
廢氣逸出/執行:生化柴油對DDC 6V-92引擎的評估降低NOX添加物測試。
Georgia大學:各種替代燃油的評估。
Idaho大學:甲基酯及乙基酯的生產與測試,包括毒性與分解力研究。
美國內政部:礦業局--純粹及混合油使用於地底礦業工具的測試。DRTECH/Detroit柴油公司:
廢氣逸出/執行:與噴射引擎的比較評估。
美國目前的生化柴油工業
三年前,在美國大部份尚未知悉生化柴油,然而目前生化柴油對環保與能源安全保障等,已被廣泛認知與接受,而這種可再生的交通運輸燃油在全美已被考量其對替代燃油貢獻。市區公車亦顯著的以"黃豆公車"(Bean
Powered buses)予以宣導(如附圖)。全世界的生化柴油生產正在增加,而美國更努力在進行建立一個世界級的專業生化柴油工廠。尤其突出者,有三大民營企業展開銷售生化柴油,如Interchem公司,Ag
Emrivonmental Products公司及Twin Rivers Tech(TRT)公司。
其中TRT公司宣佈將其在馬利蘭州的肥皂工廠改為世界級的生化柴油工廠,將由大豆油、回收廢油、動物油等從事生產生化柴油。建廠完工後,每年可在生產三千萬加侖的生化柴油,係為美國第一個專業的工廠,同時為世界最大者。在此期間,美國既設的工廠將每年生產二千萬加侖的生化柴油。
當其完全商業化後,生化柴油對於建立永續的社會具有莫大的貢獻--即新生化柴油精煉廠、新的事業、新的國內農民市場--以提升美國的能源與經濟安全保障,有利於清潔空氣、環保並利於穩定溫室效應氣體。

參 考 資 料:
生化柴油援助基金/生化柴油計劃
(單位: ×1,000) |
| |
FY92 |
FY93 |
FY94 |
FY95 |
| DOE |
US$530 |
US$500 |
US$1,096 |
US$ 1,550 |
| USDA |
- |
961 |
1,372 |
1,550 |
| AARC |
- |
176 |
400 |
- |
| RBEP |
- |
150 |
300 |
500 |
| DOD |
- |
475 |
130 |
500 |
| 工 業 界 |
- |
100 |
500 |
5,000 |
| 證明說明: |
DOE |
美國能源部 |
| USDA |
美國農業部 |
| AAPC |
替代農業研究及商業化中心 |
| RBEP |
地區生化能源計劃 |
| 燃油比較 |
淨熱能(KBTU/加 倫) |
熱能平衡 |
引擎效率 |
| 生化柴油 |
132.9 |
1:2.51 |
44% |
| 乙
醇 |
75.7 |
1:1.33 |
35% |
| 甲
醇 |
56.6 |
1:0.81 |
35% |
| 來源: Institute for Local Self Reliance |
廢氣逸出改善法:
引擎配置 |
PM
g/b.hp.hr |
CO
g/b.hp.hr |
THC
g/b.hp.hr |
NOx
g/b.hp.hr |
基準:
#2石化柴油引擎未修飾 |
0.261 |
1.67 |
0.45 |
4.46 |
| 20%生化柴油, 噴射泵噴射時間減慢3° |
0.261
(-17.2%) |
1.50
(-10.2%) |
0.38
(-15.5%) |
4.25
(-4.7%) |
| 20%生化柴油, 噴射時間變更, 並添加觸媒 |
0.191
(-26.8%) |
0.45
(-73.%) |
0.12
(-73.3%) |
4.32
(-3.1%) |
| 燃 油 特 性 |
生 化 柴 油 |
硫
量
石化芳香烴量
十 六 烷 值
潤 滑 性
氧 量
運 轉 效 果
廢 氣 逸 出 |
較
低
極 低
更 高
更 好
更 多
相 等
顯著降低 |
|