上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称：生物技术与人类课程号：BI913班级号：℉1303009 姓名： 陈奕新 学号：5130309309专业：电子信息与电气工程学院 课程小论文 题目编号 8 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望-生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争一生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 6 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域）
上海交通大学通识教育立项核心课程 课程名称： 生物技术与人类 课程号： BI913 班级号： F1303009 姓名： 陈奕新 学号： 5130309309 专业： 电子信息与电气工程学院 课程小论文 题目编号 8 得分 序号 选题 1 生物技术的由来与发展 2 基因工程与农业革命 3 “黄金水稻”所引发的故事 4 “绿色革命”与农业基因工程 5 转基因食品安全吗？ 6 舌尖上的生物技术 7 功能食品与生物技术 8 新能源的希望-生物柴油 9 化解能源危机的微生物 10 “白色革命”与生物技术 11 改变环境的基因科学 12 “红色革命”与基因工程 13 非典型战争—生物战与基因武器 14 抗生素与耐药菌 15 转基因的影响 16 基因的伦理 17 试管婴儿的是与非 18 转基因与生物多样性 19 人类基因与专利 20 自选题目（限在粮食或视频、能源或人类健康领域）
新能源的希望-生物柴油 陈奕新5130309309 摘要：化石燃料是当前人类使用的主要能源，但其日益消耗殆尽，同时造成了严 重的温室效应和环境污染问题。生物柴油是一种优良的可再生新能源，在世界各 国的能源计划中都占有重要地位。本文综述了生物柴油世界主要国家中的发展现 状及其研发动态，分析研究了生物柴油的生产原料和生产技术，并且对中国发展 生物柴油的现状和未来进行了分析。 关键词：能源；生物柴油：原油：生产技术 The hope of new energy-Biodiesels Abstract:Fossil fuels is the dominating energy used by human beings.But it caused serious environmental pollution and the greenhouse effect and died out gradually.Biodiesels is a kind of excellent and renewable energy, which plays an important part in many countries'energy plan.This essay illustrate the essence and development of biodiesels in large countries in the world,discusses the raw material and production technology of biodiesels,and analyses the essence and future of China developing biodiesels. Key word:energy;biodiesels;crude oil;production technology
新能源的希望-生物柴油 陈奕新 5130309309 摘 要：化石燃料是当前人类使用的主要能源，但其日益消耗殆尽，同时造成了严 重的温室效应和环境污染问题。生物柴油是一种优良的可再生新能源，在世界各 国的能源计划中都占有重要地位。本文综述了生物柴油世界主要国家中的发展现 状及其研发动态，分析研究了生物柴油的生产原料和生产技术，并且对中国发展 生物柴油的现状和未来进行了分析。 关键词：能源；生物柴油；原油；生产技术 The hope of new energy-Biodiesels Abstract: Fossil fuels is the dominating energy used by human beings. But it caused serious environmental pollution and the greenhouse effect and died out gradually. Biodiesels is a kind of excellent and renewable energy, which plays an important part in many countries’ energy plan. This essay illustrate the essence and development of biodiesels in large countries in the world, discusses the raw material and production technology of biodiesels, and analyses the essence and future of China developing biodiesels. Key word: energy; biodiesels; crude oil; production technology
1.国内外概况 生物柴油是指由动植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与醇（甲醇或乙醇）经酯交 换反应得到的脂肪酸单烷基酯，最典型的是脂肪酸甲酯。与传统的石化能源相比， 其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到化 石柴油中。 生物柴油是一种安全、清洁、高效的生物燃料是典型的“绿色能源”，因而 成为石化燃料的替代品。随着环境保护和石油资源枯竭两大难题越来越被关注， 生物柴油己成为新能源研制和开发的热点，近年来发展极为迅速。 1.1.美洲地区 美国是最早研究应用生物柴油的国家，1980年美国制定了国家能源政策，明 确提出以生物柴油替代石化柴油战略，目的在于促进本国可再生能源应用。1990 年，美国制定空气清洁法案，要求降低柴油燃料里硫含量和废气排放量，从而促 进生物柴油投入商业应用（美国通过机动车排放立法控制尾气污染，2004）。据 2004年美国国家生物柴油委员会(National biodiesel board NBB)统计，美国 现有已投产或正在建设中的商业化生物柴油厂22家，另据美国政府商品信用组织 生物能源组(US Government Commodity Credit Corporation(CCC)Bioenergy Program)报告，2003年美国生产生物柴油6x10^7kg(B100),较2002年产量 (3X10^7kg)增长了一倍。 巴西是最早掌握生物柴油技术的国家，由Expedito Parente教授于l980 年研究成功。随后，巴西政府推出“生物柴油计划”，年产量曾一度达到5x10^8kg 雌，但因生产成本过高，市场需求不旺，年产减少到1x108kg。2003年7月，巴 西政府重新启动“生物柴油计划”，巴西科技部计划生物柴油在2020年至少要占 到市场份额的20%，目前一个日最大生产5.6x10^6kg的生物柴油治炼厂已经在北 大河州的Mossoro投入运营 目日前，加拿大国内生物柴油开发技术已非常成熟(Biodiesel Association of Canada,2004)。Ocean Nutrition(位于Nova Scotia),Milligan Bio Tech(位于 Foam Lake,Saskatchewan)和Rothsay Pilot(位于Montreal)公司都在生产生物
1. 国内外概况 生物柴油是指由动植物油脂（脂肪酸甘油三酯）与醇（甲醇或乙醇）经酯交 换反应得到的脂肪酸单烷基酯 ，最典型的是脂肪酸甲酯。与传统的石化能源相比， 其硫及芳烃含量低、闪点高、十六烷值高、具有良好的润滑性，可部分添加到化 石柴油中。 生物柴油是一种安全、清洁、高效的生物燃料是典型的“绿色能源”，因而 成为石化燃料的替代品。随着环境保护和石油资源枯竭两大难题越来越被关注， 生物柴油已成为新能源研制和开发的热点，近年来发展极为迅速。 1.1. 美洲地区 美国是最早研究应用生物柴油的国家，1980 年美国制定了国家能源政策，明 确提出以生物柴油替代石化柴油战略，目的在于促进本国可再生能源应用。1990 年，美国制定空气清洁法案，要求降低柴油燃料里硫含量和废气排放量，从而促 进生物柴油投入商业应用（美国通过机动车排放立法控制尾气污染，2004）。据 2004 年美国国家生物柴油委员会（National biodiesel board NBB）统计，美国 现有已投产或正在建设中的商业化生物柴油厂 22 家，另据美国政府商品信用组织 生物能源组（US Government Commodity Credit Corporation (CCC) Bioenergy Program）报告，2003 年美国生产生物柴油 6x10^7 kg (B100)，较 2002 年产量 (3X10^7kg)增长了一倍。 巴西是最早掌握生物柴油技术的国家，由 Expedito Parente 教授于 1980 年研究成功。随后，巴西政府推出“生物柴油计划”，年产量曾一度达到 5x10^8kg 雌，但因生产成本过高，市场需求不旺，年产减少到 1x10^8kg。2003 年 7 月，巴 西政府重新启动“生物柴油计划”，巴西科技部计划生物柴油在 2020 年至少要占 到市场份额的 20%，目前一个日最大生产 5.6x10^6kg 的生物柴油冶炼厂已经在北 大河州的 Mossoro 投入运营. 目前，加拿大国内生物柴油开发技术已非常成熟(Biodiesel Association of Canada, 2004)。Ocean Nutrition(位于 Nova Scotia),Milligan Bio Tech(位于 Foam Lake, Saskatchewan)和 Rothsay Pilot(位于 Montreal)公司都在生产生物
柴油，总产约1.5x10^7kg,主要是自产自用。Biox公司采用Toronto大学开发的 工艺，于2004年在Hami1ton0 ntario开发建设年产6xl0^7。 1.2.欧洲地区 欧洲是目前世界上生物柴油生产及使用的主要地区，2003年世界生物柴油总 产量的一半以上就集中在欧洲，而这其中又以德国、法国、意大利和捷克为主， 分别占到总生产量的50%，22%，18%和5%。 德国对生物柴油研究应用十分突出，1998年，德国的生物柴油产量还只有微 不足道的5X10^7kg,到2003年，德国就已有24个生物柴油生产厂，生产1.15X 10ˆ9kg,成为世界最大的生物柴油生产国与出口国(Bockey,2003)。全国有超 过1600个生物柴油加油站，在萨尔州和下萨克州，平均每20km就能找到一个 生物柴油加油站。近年来，德国生物柴油产量年均增长率都达到40%50%。德国 政府的免税政策（生产生物柴油企业享受全额免），使生物柴油零售价低于石化 柴油，这极大地刺激并促进国内生物柴油的生产应用。 法国生物柴油生产曾处于世界领先地位，但2001年以后被德国取代。法国生 物柴油厂虽不多，但生产能力很强。2003年，法国主要有4个生物柴油厂，生物 柴油产量就达到3.1X10^8kg。2004年7月，法国制定国家生物能源发展计划，2007 年前，把国内用于生产生物燃料的作物面积增加到1Xx10^6m^2,从而超过德国， 成为欧洲最大的生物能源作物生产国；建设4个年均生产2X10^8kg的新一代生物 柴油厂，力争2010年国内生物柴油产量达到8x10^9-10x10^10kg。 意大利是欧洲第三大生物柴油生产国，2003年国内有9个生物柴油生产厂， 年总生产能力为3.3X108kg,2003年实际生产生物柴油2.73X10^8kg,产量比 2002年增长了30%。 捷克是目前欧盟几个新成员国中唯一生产生物柴油的国家，2003年约生产生 物柴油6X10^7kg。 1.3.亚洲地区 在亚洲，日本是发展生物柴油最早的国家，也是目前亚洲第一生物柴油 生产大国。1999年，日本开始了生物柴油的生产试验与商业开发。目前，在日 本东京和长野有4家生物柴油工厂，年生产生物柴油4X10ˆ8kg
柴油，总产约 1.5x10^7kg，主要是自产自用。Biox 公司采用 Toronto 大学开发的 工艺，于 2004 年在 Hamilton Ontario 开发建设年产 6x10^7。 1.2. 欧洲地区 欧洲是目前世界上生物柴油生产及使用的主要地区，2003 年世界生物柴油总 产量的一半以上就集中在欧洲，而这其中又以德国、法国、意大利和捷克为主， 分别占到总生产量的 50%,22%,18%和 5%。 德国对生物柴油研究应用十分突出，1998 年，德国的生物柴油产量还只有微 不足道的 5 X 10^7kg，到 2003 年，德国就已有 24 个生物柴油生产厂，生产 1. 15X 10^9kg，成为世界最大的生物柴油生产国与出口国（Bockey, 2003）。全国有超 过 1 600 个生物柴油加油站，在萨尔州和下萨克州，平均每 20 km 就能找到一个 生物柴油加油站。近年来，德国生物柴油产量年均增长率都达到 40% ~50%。德国 政府的免税政策（生产生物柴油企业享受全额免），使生物柴油零售价低于石化 柴油，这极大地刺激并促进国内生物柴油的生产应用。 法国生物柴油生产曾处于世界领先地位，但 2001 年以后被德国取代。法国生 物柴油厂虽不多，但生产能力很强。2003 年，法国主要有 4 个生物柴油厂，生物 柴油产量就达到 3.1X10^8kg。2004 年 7 月，法国制定国家生物能源发展计划，2007 年前，把国内用于生产生物燃料的作物面积增加到 1 Xx10^6 hm^2，从而超过德国， 成为欧洲最大的生物能源作物生产国；建设 4 个年均生产 2X10^8kg 的新一代生物 柴油厂，力争 2010 年国内生物柴油产量达到 8x10^9-10x10^10kg。 意大利是欧洲第三大生物柴油生产国，2003 年国内有 9 个生物柴油生产厂， 年总生产能力为 3.3X 10^8kg, 2003 年实际生产生物柴油 2.73 X 10^8kg，产量比 2002 年增长了 30%。 捷克是目前欧盟几个新成员国中唯一生产生物柴油的国家，2003 年约生产生 物柴油 6X10^7kg。 1.3. 亚洲地区 在亚洲，日本是发展生物柴油最早的国家，也是目前亚洲第一生物柴油 生产大国。1999 年，日本开始了生物柴油的生产试验与商业开发。目前，在日 本东京和长野有 4 家生物柴油工厂，年生产生物柴油 4X10^8kg
除日本外，亚洲许多国家正处于着手发展生物柴油的起步阶段。印度政 府在德国戴姆勒-克莱斯勒公司的援助下，正在实施“印度清洁空气计划”，预计 2005年将进行商业化生物柴油生产：泰国UTIC-foods和SKYfood两家食品公司计 划与日本PowwowPoo.1公司合作，在泰国黎府进行商业化生产生物柴油，而泰国国 营石油公司PTT、泰国汽车技术者协会、泰国海军部也正在联手开发生物柴油产业。 韩国生产的生物柴油已经在城市清洁车和垃圾运输车中试验使用。另外，菲律宾 和印度尼西亚都在积极开发生物柴油产业。 2.生物柴油的主要原料 生物柴油是生物油脂经甲醋化而形成的脂肪酸甲醋，所以任何形式的来自动 物、植物和微生物的脂肪酸都能用作生物柴油的原料。地球上，动物和微生物基 本上都是直接或间接地以植物为食物的，可以说动物和微生物脂肪酸都是来源于 植物。绿色植物通过光合作用把太阳能直接转化为生物能，从而为其它生物（动物 和微生物)提供生命的物质和能量，因此，植物，特别是油脂产量与含油量高的油 料植物，才是生产生物柴油的最重要原料。目前，生物柴油主要是在美国和欧洲 国家进行商业化生产与消费，美国主要用大豆(Glycine max),欧洲主要用油菜 (Brassica campestris),大豆和油菜成为当前世界生产生物柴油的主要原料。 2.1.大豆 大豆是一种重要的农作物，种子含油量16%-18%，而美国应用基因工程技术改 良大豆使其含油量提高到20%。虽然含油量不是很高，但大豆种子中含有40%左右 蛋白，加工生物柴油后的豆粕是动物高蛋白饲料，这使大豆种子能得到充分利用， 因而美国等许多国家都选用大豆作原料生产生物柴油。据报道，目前每1000kg 大豆可生产得到180kg豆油和880kg豆粕。 美国是世界大豆生产第一大国，近5年平均年产量约7.8X10^10kg,国内55% 以上的生物柴油是用大豆生产的。根据Sheehan等(1998)研究，在良好生产条件 下，用精炼生物油脂生产出优质生物柴油的比率可以高达99.9%粗略地把生物油脂 的生物柴油产出率用100%来考虑，结合大豆平均18%含油量，根据美国国家生物 柴油委员会(National Biodiesel Board NBB)公布的数据，2003年生物柴油(B100) 产量8X10^7kg(即4X10ˆ8kgB20生物柴油)，计算可知美国2003年生产生物柴油 实际消耗大豆8X55%÷18%÷100%=2.4X10^8kg,约占该国大豆总产量(7.8X10^10kg)
除日本外，亚洲许多国家正处于着手发展生物柴油的起步阶段。印度政 府在德国戴姆勒-克莱斯勒公司的援助下，正在实施“印度清洁空气计划”，预计 2005 年将进行商业化生物柴油生产;泰国 UTIC-foods 和 SKYfood 两家食品公司计 划与日本 PowwowPool 公司合作，在泰国黎府进行商业化生产生物柴油，而泰国国 营石油公司 PTT、泰国汽车技术者协会、泰国海军部也正在联手开发生物柴油产业。 韩国生产的生物柴油已经在城市清洁车和垃圾运输车中试验使用。另外，菲律宾 和印度尼西亚都在积极开发生物柴油产业。 2. 生物柴油的主要原料 生物柴油是生物油脂经甲醋化而形成的脂肪酸甲醋，所以任何形式的来自动 物、植物和微生物的脂肪酸都能用作生物柴油的原料。地球上，动物和微生物基 本上都是直接或间接地以植物为食物的，可以说动物和微生物脂肪酸都是来源于 植物。绿色植物通过光合作用把太阳能直接转化为生物能，从而为其它生物(动物 和微生物)提供生命的物质和能量，因此，植物，特别是油脂产量与含油量高的油 料植物，才是生产生物柴油的最重要原料。目前，生物柴油主要是在美国和欧洲 国家进行商业化生产与消费，美国主要用大豆(Glycine max)，欧洲主要用油菜 (Brassica campestris)，大豆和油菜成为当前世界生产生物柴油的主要原料。 2.1. 大豆 大豆是一种重要的农作物，种子含油量 16%-18%，而美国应用基因工程技术改 良大豆使其含油量提高到 20%。虽然含油量不是很高，但大豆种子中含有 40%左右 蛋白，加工生物柴油后的豆粕是动物高蛋白饲料，这使大豆种子能得到充分利用， 因而美国等许多国家都选用大豆作原料生产生物柴油。据报道，目前每 1000 kg 大豆可生产得到 180 kg 豆油和 880 kg 豆粕。 美国是世界大豆生产第一大国，近 5 年平均年产量约 7.8X10^10kg，国内 55% 以上的生物柴油是用大豆生产的。根据 Sheehan 等(1998)研究，在良好生产条件 下，用精炼生物油脂生产出优质生物柴油的比率可以高达 99.9%粗略地把生物油脂 的生物柴油产出率用 100%来考虑，结合大豆平均 18%含油量，根据美国国家生物 柴油委员会(National Biodiesel Board NBB)公布的数据，2003 年生物柴油(B100) 产量 8X10^7kg(即 4X 10^8kg B20 生物柴油)，计算可知美国 2003 年生产生物柴油 实际消耗大豆 8X55%÷18%÷100%=2.4X10^8kg，约占该国大豆总产量(7.8X10^10kg)