主题：生物柴油的前途怎么样？ -- 晨枫

废油看起来很多

实际上总量还是很可怜的

直接弄BIOMASS的GASIFICATION相对容易些

也还是麻烦得很

成本也高

我最早知道生物柴油是从NPR电台访谈节目中了解的。一哥们儿开辆卡车专门从附近的麦当劳店里收集炸薯条的废油。他在自家后院搞了个作坊，从收集来的废油中提炼生物柴油，然后直接就加到自己的卡车里（柴油机）去了，从此再没去加油站加过油。不过，这哥们儿声称杂质没有完全去除，卡车废气中总有一股子麦当劳的味道，所以他从高速公路开下来时，总有其它车跟下来找饭折。

我没想到做生物柴油如此简单，也就做了一番研究。生物柴油是生物能源的一种，还包括生物酒精，目前都已达到可以工业化生产的阶段。只不过目前的生产成本比石油能源高一些，但不多，去年查到的数字是生物酒精的市场价是每加仑3.5美元。前一段高油价，很多地方的汽油价已经超过加仑3美元了。

目前生物酒精只能掺到汽油中使用，而生物柴油则可以直接加入到柴油机中使用。另外提炼生物柴油很简单，太简单了，只有一步酯交换反应，而且效率很高，可达90%以上。好象中学的有机化学实验都做过这个反应。

制造生物柴油的原料十分广泛，任何酯类含量较高的东西都可以。废弃的食用油是谈到的最多的。国内科技部在福建立了一个项目，建了个生物柴油提炼厂，从食品厂的废油中提炼生物柴油。该厂去年已经投产，应该是个好项目。只不过废食用油，俗称地沟油，在国内是个宝，能卖钱的，所以该项目原料可能是个问题。

普通食用油都是很好的生物柴油原料，但成本高。其它比食用油作物单位土地产油更高的植物有麻风果和棕榈油。四川已和英国一家公司合作种植了几十万亩麻风树，做生物柴油的原料基地。

目前最热门的研究方向是用微藻做原料。微藻是单细胞藻类生物，含油达70%，有人称微藻为能源包。用微藻做原料，单位土地产油能力是黄豆的250倍，菜籽的90倍，麻风果的57倍和棕榈油的15倍（http://en.wikipedia.org/wiki/Biodiesel）。目前这个领域最前端的是MIT的一个研究组。如果感兴趣，可以看看这篇文章（http://www.unh.edu/p2/biodiesel/article_alge.html）。能源离我的专业十万八千里，我是实在没有时间进行翻译，但曾和文章作者EMAIL、电话联系过，因知识产权的问题，他不肯多说。按文章里的数据，微藻可利用发电厂的废气（二氧化碳）、废热和城市污水在沙漠中进行繁殖。如果美国现在的能源全部用生物柴油取代，只需要不到四万平方公里的土地就够了。

生物能源成本高的主要原因是原料的成本高。种植、收获、运输、提取豆油、菜籽油、麻风果和棕榈油的成本就不说了。虽然从废食用油中提取生物柴油是废物利用，但基本上达不到任何规模经济效益。目前还只能是环境保护的项目，由政府提供大量的补贴才行。从废食用油中提取生物柴油还是有机会的，需要换一种思路做。我曾经设计了一个方案，但眼前还是得先解决financial independent的问题，过几年再说吧。

对地球生态影响太大了。地球这么几十亿年尽管温度有所变化，但脆弱的生命能缓缓进化而来，说明温度基本变化不大，热能动态平衡。您从太空把本来不该地球用的太阳能弄来，要知道，不论怎么用这个能量最后都还是变成热能的，地球大概就变太白金星了。

能量本身是可以被用来控制热量流动的，例如空调器，就可以靠消耗能量来达到降温的目的，虽然它的最终结果也是使整个封闭系统的总热增加，但是对于它作用的目的系统，是可以降温的。现在的地球是靠自然散热，人类活动释放的能量最后成了热能，只能自己慢慢的冷却。假如人类有足够的能量和技术手段，可以设想制作星际空调：从外星球运来低温物质，跟地球做热交换——这样就把地球的自然降温变成了强制冷却，当然整个星际空间的总热增加了，熵增的速度也加快了，不过人类就是这个德行了，只要自己还能过下去，祸水往外泼吧，反正人类如此渺小，可劲造吧。

顺便说一下，这个热交换过程本身也可以用来获取能量的。

越说越科幻了呵呵。

第三次或第四次世界大战！ ：）

Biodiesel or biogas, all are based on the current energy consumpation style: cars. If electricity is efficiently and widely used in the future transportation, what's the importance of these kind of biodiesel?

So, to talk about future, we need to first consider the future life style, what kind of efficiciency should be selected, then talk about the enengy source of tomorrow.

我曾在一个美国工会的办公室里看到过一张各种发电厂(包括油电，煤电、水电和核电厂）在各州的分布地图。其中燃油发电厂占大多数。

生物柴油一样要排放温室气体等等，凡是拿来烧的玩意，感觉都不够绿。现在温室效应，说起来不是个小问题，减少二氧化碳排放，是很重要的。

目前油电混合动力汽车日渐增加，但是戴克集团似乎青睐纯柴油动力，虽然排放还没有完全过关，但是其他技术指标似乎比丰田的hybrid系统好不少。然而，俺觉得柴油动力是走回头路，即使是使用生物柴油也罢，排放改善不了多少。所以，正确的方向应该是在油电混合动力的基础上，逐渐过渡到全电动汽车。为什么这样说呢？

首先，全电动汽车在解决电能储存和补充的技术难关之后，完全可以在使用性能上媲美传统动力推动的汽车，满足实际的交通需要。一方面寄希望于电池技术的发展，另外一方面似乎大容量电容也是一个有趣的发展方向。不言而喻的是，电动汽车在工作过程中，可以说是不产生任何废气或者温室气体。

其次，电几乎无处不在，比任何一种替代能源涉及的基础设施投入成本都要小，只要想象一下所谓氢经济就会明白，如果使用氢气作燃料，基础设施的投入是天文数字，可能无法承担。而且氢气的产生本身就需要消耗大量的电能，能量再生率还小于1。反过来讲，几乎什么形式的能源都可以转化成电能。无可否认，发电过程无可避免会产生污染，但是也有一些不会产生温室气体的能源如原子能、风能、水能、太阳能等等可以发电。传统的煤储藏量也很多，实际上比石油的能源还要多，如果采用清洁煤燃烧技术，发起电来也是可以媲美天然气的，这样的话靠电能，还可以缓解石油不足的问题。

现在一些技术采用燃料电池、太阳能电池板放在汽车上作动力，实际上是画蛇添足，不如都拿下来，在经济规模下做成发电站，供电给电网。而电动汽车则象家用电器一样可以随时随地充电，不必背着任何发电装置。

无论是热核聚变，还是所谓黑光能等种种新奇能量来源，一律都可以发电，这样电动汽车和其他电器、机器一样，不必担心石油有一天会耗尽的问题。

其他一概是过度产品。一旦高效低价的电池发明出来，电力驱动的汽车将一统江湖

不会是把天然气（GAS）发电看成烧油了吧

用油发电是有的

不过一来用的是重油，二来也少得可怜

近年来天然气价格上升

才有几家转少重油

电动有很多优点，但也有极大的缺点：不易贮存。遍地布设充电站并不实际，而且输电也有输电损耗，充电也有充电损耗（蓄电池充电为什么会发热？），没人算这笔帐，其实损失并不小。

在汽车发展的早期，蒸汽机（外燃机）、内燃机和电动机同时发展，最后内燃机遥遥领先，这不是没有原因的。即使清洁、可靠、高密度的电动汽车最后能够实现，那也是比较遥远的事，从现在到那个时候还是需要过渡技术。就现有技术来看，混合动力技术复杂，耐久性差，废电池的处理也是一个环保问题，生物柴油和高效柴油机技术现实可行，生效明显，况且生物柴油和未来的柴电混合并不排斥，我还是认为应该优先发展。

太阳辐射到地球表面的平均功率是1.7e17瓦。

目前人类社会的能源消耗速率大约在1e12~13瓦，比太阳能小4~5个数量级。

既然是展望未来，不妨做些假设,可以估计科技的发展速度，能够拿出解决这些问题的使用方案。

这个充电的设计，应该使电动汽车可以直接使用市电充电，这样充电站的问题就容易多了,因为可以充电的地方，比可以加油的地方还要多，在家里就可以充电了。既然电脑的锂电池、数码相机使用的镍氢电池可以使用市电来充电，电动汽车在这个方面的技术问题，好像不算很难。现在已经有所谓PHEV, 大概是plugged hybrid electric vehicle，如丰田的Prius中就可以改装的，好像就是直接接上市电就充。

俺原来就是内燃机专业的，可以说熟悉一点这个方面的问题。首先，内燃机的效率实在是不高，100%的输入能量中，自身损耗的占到60%+，输出功率不到40%。电力的输送当然有损耗，充电也有损耗，但是和内燃机自身的损耗比起来，似乎未必后者就占优势。当然，如果你用内燃机来发电，再输送给电动汽车，那损失就没法比了。可是大规模发电如水电等，成本比内燃机发电可就低很多了。最重要的问题是，再好的生物柴油，烧起来也增加大气污染，全世界几亿辆汽车，排出的二氧化碳是大问题。如果控制不严格，致癌物质（所谓颗粒物）的排放也是个大问题。

过渡性的来看，生物柴油当然会有一席之地，但是最终还是过渡到全电动汽车,是最理想的途径。电动汽车的动力系统结构相对简单，在每个车轮都放上一个电动机驱动，那就可以实现drive by wire，动力传递的损失可以降低到最小。要知道，内燃机输出到动力传递系统的部分，只有18%的能量，而其中的1/3，消耗在动力传递上，最终只有12%的能量，是真正驱动车轮子跑的。要是讲能量使用效率的话，内燃机汽车估计干不过电动汽车。使用成本上应该也较优越，电费比油费少嘛，要不然整PHEV干嘛。

新型电池如镍氢和锂电的环保问题，当然比旧式铅酸电池要好得多，应该是可以解决的。巨型容量的电容器是个新概念，希望也会给人以外的惊喜。

所以电动汽车不但环保，还可以做到节能、经济、使用成本低，所以应该有光明的未来。其他的只要是燃烧的玩意儿，包括乙醇，窃以为都是权宜之计。正确选择动力系统，对汽车公司而言，有着非常的现实意义。丰田95年开始研发油电混合动力，结果10年磨一剑，符合潮流，如今独占市场鳌头。反观通用，跳得太远，想上FUEL CELL，结果不成功，如今市场还是靠传统动力，十分的被动，丢了不少市场份额，陷入今日几乎破产的财务困境，这个策略不对是为害甚深的。今后十年，应该是油电混合动力逐渐占据市场主流，随后而起的，就应该是电动汽车了，而且估计是个逐渐过渡的过程。10年的时间，应该足够研发出经济适用的电池或者电容，以及相关系统，供以后的电动汽车使用。

忘记是哪里看到的，好像是当年的《国外科技动态》杂志之类的报道，说得是美国准备在80年代到2000年的技术成果预报，其中有：

- 治癌药物

- 低噪音超音速客机

- 燃料电池发电

- 电动汽车

还有好多，记不得了。就这几件，都没有实现，或者说没有经济规模的实现，离实现也差得远。就说电动汽车吧，基本原理100年前就清楚了，难点也很清楚：电能的贮存。

手机和笔记本电脑的充电和电动汽车的充电是不同数量级的问题。倥偬兄看来是搞工程的，不会不体会工程放大之艰难，很多事情不是几何放大就可以解决的。比如说，如果汽车功率为100千瓦（相当于约134 马力，北美中等大小汽车的通常马力），需要贮存5小时的用电，那100%的效率情况下，假定充电时间1小时，市电电压220伏，那充电回路就需要约2270安培的电流流量，有多少市电回路可以承受这么大的电流？我还记得一家的用电都是通过5安培电表的日子。如果需要充电10小时的话，那只有过夜充电，那也不需要到处设充电站了，但那样出行又太受局限。即使电池技术解决了，高容量电网也是一个问题，电动汽车的实用化还有很长一段距离。

说到内燃机，除了紧急电源外，现在没有用内燃机发电的吧？生物柴油的CO2排放一点不比化石柴油少，但生物柴油在成长过程中吸收CO2，所以是CO2平衡（CO2 neutral）。

加油站改出售“电力燃料棒”。买来往汽车里面插就行了。

一根棒子管100千瓦5小时。拿旧棒子换新棒子，就付电钱，不然就加棒子钱。