第二代生物柴油：深度加氢技术引领新能源革命

第二代生物柴油：深度加氢技术引领新能源革命

第二代生物柴油以其深度加氢生成脂肪烃为核心技术，正在引领新能源领域的革命。这项新技术不仅解决了传统生物柴油存在的诸多问题，还在提高燃油性能上取得了显著成效。特别是在寒冷地区的应用，第二代生物柴油表现出了更好的适应性和稳定性。随着全球对可持续能源需求的增长，这一技术的进步无疑将推动生物柴油产业迈向新的高度。

生物柴油是一种以动植物油脂为主要原料生产的液体可再生燃料，具有十六烷值高、几乎不含硫、无芳烃等特点，热值与石化柴油相当。第一代生物柴油（FAME）技术成熟，但存在热值低、凝固点高等问题，只能按照10%左右比例和石化柴油进行掺混使用。第二代生物柴油（HVO或HDRD）通过加氢脱氧等工艺改善了性能，能以任意比例与石化柴油混合使用，是未来的发展方向。

深度加氢技术是第二代生物柴油的核心。在高温高压条件下，油脂通过催化加氢生成直链烷烃，这一过程包含了多种化学反应，主要有不饱和脂肪酸的加氢饱和、加氢脱氧、加氢脱羧基和加氢脱羰基、临氢异构化反应等。异构化反应的目的是降低产物的凝固点，使其在低温下仍能保持良好的流动性。生产装置主要采用固定床装置或悬浮床装置，产物收率可达75%-95%，其中直链烷烃含量可达95%以上。

相比第一代生物柴油，第二代生物柴油具有硫氧含量低、密度和黏度较低、十六烷值较高和凝点较低等优点。二代生物柴油的结构及性能与石化柴油基本相同，能以任意比例添加到石化柴油中，其燃烧性能比第一代生物柴油更好，性能符合ASTM国际柴油燃料油标准（D975），也是制造生物航煤（SAF）的主要原料。

第二代生物柴油性能明显优于第一代脂肪酸甲酯，适用范围更广泛。它不仅解决了第一代生物柴油在低温下容易凝固的问题，还提高了燃料的热值和燃烧效率。此外，第二代生物柴油具有更好的化学稳定性和储存性能，不易发生氧化变质，适合长期储存和远距离运输。

在寒冷地区，第一代生物柴油（FAME）的使用受到严格限制，因为其在低温下容易结晶，导致过滤器堵塞。相比之下，第二代生物柴油（HDRD）的化学成分和性能与传统柴油相似，且不受季节性影响。在加拿大等寒冷国家，HDRD的消费量已超过FAME，成为主流生物柴油产品。加拿大统计局数据显示，2023/24年度加拿大生物柴油产量为74.99万立方米（约66万吨），同比增长61.80%。其中，HDRD的消费占比已达到55%，显示出其在寒冷地区的应用优势。

随着技术的不断进步和市场需求的增加，第二代生物柴油正逐步实现商业化应用。中国在生物柴油生产方面取得显著进展。例如，龙岩卓越新能源股份有限公司的4个生物柴油生产基地合并年产能达50万吨。2022年，该公司生物柴油产量达40.76万吨；2023年，产量进一步增长至43.02万吨，同比增长5.54%。

全球范围内，第二代生物柴油的产能也在快速扩张。欧盟是全球最大的生物柴油消费市场，预计到2025年，欧盟将需要每年约100万吨可持续航空燃料（SAF），到2035年这一需求将增长至1000万吨。目前，全球生物柴油消费量已达到6586万吨，2009-2023年全球生物柴油年复合增长率达10.34%。预计到2050年，全球可持续航空燃料的需求量将达到每年约2550万吨。

在“双碳”目标推动下，具有良好“降碳”属性的生物质液体燃料备受关注。中国产业发展促进会生物质能产业分会等机构预测，从2021年到2030年，应用燃料乙醇和生物柴油将是公路运输重要减排方式之一，生物航空燃油也会逐渐应用于航空领域。2021—2030年，预计生物质液体燃料使用量将超过2500万吨，在交通领域减少1.8亿吨左右的碳排放量。

随着全球对可持续能源需求的增长，第二代生物柴油凭借其优异的性能和环境友好性，有望在交通领域得到更广泛的应用。特别是在航空和海运等难以电气化的领域，第二代生物柴油和可持续航空燃料（SAF）将成为实现碳减排目标的关键技术。未来，随着生产成本的进一步降低和生产工艺的优化，第二代生物柴油有望在全球能源转型中发挥更加重要的作用。