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主题：【原创】生物柴油的生产究竟合不合算？ -- 橡树村
家园 【原创】生物柴油的生产究竟合不合算？ 生物柴油是一个已经热闹了十几年的东西了，不过最近几年特别的热闹。关于生物柴油，有一个很常问的问题，就是生产生物柴油，需要耕种，需要农药化肥，需要收割，需要运输，需要生产，这么复杂，究竟是不是合算呢？
其实这个产业能发展到现在的地步，这些问题都是已经解决的问题，所以呢，查一查以前的报告，就可以找到答案。
还真有这样的报告。
我这里介绍的，基于英国在2003年结束的一个调查，看看在英国，生产生物柴油是不是不会消耗更多的能量，同时是不是有助于降低温室气体排放。
这个报告里面提到了两个生产生物柴油的途径，一个是从油菜开始，一个是从废油开始。
我们只看看从油菜开始生产生物柴油的全工艺。
首先要有种子。比如说我们有5公斤的种子。那么需要多大的面积呢？0.924公顷。为什么是这个数字？这些数字其实是反推的，就是我们最重要得到一吨的生物柴油，究竟需要多少。
0.924公顷的油菜地，可以得到2.839吨的油菜籽。除了这些，还有2.782吨的油菜秆，这个东西我们这里不考虑应用问题。
好了，有了2.839吨油菜籽，干燥以后呢，就只有2.664吨干油菜籽了。油菜籽可以榨油，能得到多少油呢？不多，1.079吨的粗菜籽油，精炼以后只有1.052吨精炼菜籽油。还有什么呢？还有1.575吨残渣。残渣我们也先不管。
有了这1.052吨的精炼菜籽油，我们就拿去做一个叫做酯交换反应的，就能生成生物柴油了。生成多少呢？正好一吨，副产物是0.100吨甘油。
好了，现在我们看看整个过程需要消耗多少能量。
为了这一吨的生物柴油，我们首先需要种地。
播种、收割、农药、化肥、都需要消耗能量。其中最重要的是氮肥和农用机械的燃料。这些加在一起，大约是每吨生物柴油5807MJ。
运输呢？假设我们运送的距离不远，单程130公里的样子，那么这部分消耗的燃料，这个每吨生物柴油是511MJ。
干燥的时候也需要能量。这可也不少，每吨生物柴油566MJ。
存储也需要能量，需要电么，储存的时候需要保持一定的条件，温度，通风等等。这部分，每吨生物柴油214MJ。
然后就是榨油。榨油也挺费劲的，需要燃料，需要电，还需要使用溶剂，都需要考虑。综合下来呢，每吨生物柴油在这里消耗2394MJ。
然后就要精炼，这里面每吨生物柴油折合消耗能量411MJ。
最后呢，就是酯交换反应生产生物柴油。这里面的消耗有电，燃料，碱，还有甲醇。主要是甲醇。这部分折合每吨生物柴油消耗5706MJ。大头吧？
然后呢，建厂的消耗也要折算进来，维护维修也要折算，这两项加在一起，162MJ。
还有吗？生产了需要运出去，这些折合498MJ。
这样，加在一起，直接间接的都算上，生产每吨生物柴油需要消耗16269MJ。
看起来不少呢。
生物柴油的热值是多少？每公斤37.84MJ。一吨呢，就是37840MJ。
看看，还是有富裕的么，生产这些能量，消耗的能量占了43%，还有57%有用的呢。
怎么，嫌少？不错了，以甜菜为原料的生物乙醇，也就是略低于50%的消耗率，还不如这个呢。当然了，要是有什么废料，废料的生产部分就不计算了，那样就好了。比如从废油生产生物柴油，能量就只消耗了19%。
还嫌低？给几个传统工业的数据吧。
从石油炼制燃料油，需要消耗多提供能量的119%。
炼制低硫柴油，需要消耗所提供能量的126%。
生产生物柴油的过程中还会排放温室气体，二氧化碳，甲烷，氮氧化物什么的都有。综合计算下来，每生产一吨生物柴油排放的温室气体，折合成二氧化碳是每MJ能量0.04公斤。
只有个数字没有概念，还是要比较一下，石油里面生产燃料油，每MJ能量需要排放温室气体折合二氧化碳0.087公斤。
这回知道生物柴油不错了吧？
有关替代燃料的帖子：
本帖一共被 8 帖 引用 (帖内工具实现)家园 你这个帖子帮了不悔大忙！先花，再头撞 家园 这里计算有点小问题 在计算石油时，将石油本身能量计入能量输入，在计算生物质时，将生物质原料能量没有计入能量输入。
石油和生物质所储存的化学能都是来自植物光合作用转化的太阳能，其差别是一个在古代，一个在现在。我们不应该区别对待，应当一视同仁。
毕竟石油才是人们更倾向使用的能源，我们评价的结果应跟人们的倾向一致一些。
当然，楼主介绍的是美国主流界的观点，发表在2006年science上一篇关于酒精评价文章（Farrell等），就是这样写的。笔者曾写过一篇文章，提出不同的评价方法，因与主流观点差异大而难以发表，有兴趣可见：
生物质能源价值评价方法
http://www.paper.edu.cn/index.php/default/releasepaper/content/21651
家园 论文不能下载？ 家园 主要评价的是化石能源消耗 不可能把几千万年前几亿年前积累的太阳能等同于目前的太阳能利用的，毕竟你没有几千万年几亿年的时间去重新积累。化石能源对于现代的人类来讲，消耗了就是消耗了。一视同仁没有实际意义。
家园 人类还是会把石油用掉，才会开始考虑生物质 决定人们行为的是经济。评价替代多少石油是没有意义的，应该评价的是在没有化石燃料时，能提供多少净能量。
美国搞玉米酒精，很可能有复杂的战略考虑的：
1 忽悠他国搞，当时中国就上了几套大装置。
2 造成世界粮食紧张。美国是世界上最大的粮食出口国，美国搞粮食酒精，导致出口减少，于是世界紧张。可是西方的洗脑功夫还真是强大，很多人将粮食供应紧张的原因归结到中国印度等增加粮食消耗。
3 配合石油涨价
4忽悠他国减少使用石油。美国所有玉米都拿来发展玉米酒精，也就提供美国汽油10%，是很简单清楚的没有多少意义的事情，可是，当时美国媒体铺天盖地，似乎玉米酒精就是今后的解决方案了。
家园 如果你真关心美国目前玉米乙醇行业 会发现没几个人谈这是今后的解决方案。现在说的是目前的玉米乙醇行业是为了第二代非粮乙醇的推广打基础的，早晚要限制甚至淘汰的。实际上美国在非粮乙醇方面的研究的确也是世界领先的，可能最早进入工业化。
人类不会等到把石油用掉才考虑生物质的，目前的石油价格能再高上一些，基本上就可以保证生物质利用的一个不很差的投资回报了。有赚钱的机会，资本就会过去的。
中国跟风上玉米乙醇是完全胡闹，这个同意。
家园 玉米酒精，现在都知道了，当时可是忽悠得很好的 石油大都控制在西方手里，给西方的价格和我们拿到的价格差很多。西方真正拿到的价格不会很高，从而也就不会真的在没有用光之前，大规模发展其他替代能源，从而提供较大的替代作用。
家园 每年石油在公开市场上卖的数量在那里摆着 家园 西方拿的价格也没这么好 长期价格的确要好一些，不过长期交易的比例已经比较低了。
阴谋论没啥意思的，阴谋论的思路不会得到任何有意义的结论。
家园 【商榷】玉米酒精和玉米酒 车喝的和人喝的有什么区别吗。
咱们国内不是早就有用玉米酿酒了吗。这和造酒精有什么技术差异？
家园 纯度要求区别很大 基本上来讲酿酒与生产乙醇燃料相比，两者的发酵工艺部分相似，但是乙醇燃料生产的分离部分要复杂得多。
酒里面，主要成分是酒精和水，同时有大量的醇氧化物质，诸如各类酸，酯等等。实际上真正的酒香就是各类酯的味道而不单纯是乙醇的味道，各类酒之所以不同也是因为这些杂质成份和含量区别。用于燃料，这些杂质就都需要去掉。燃料用乙醇的水含量的要求也非常严格。因此用于车用的乙醇燃料对于发酵后产物的分离要求很高。而分离是非常耗能的，直接体现工艺水平的优劣。工艺不好的话，水平差距会非常大。国内这方面的能耗指标就比国际水平相差不少。