地溝油、光皮樹如何變身生物柴油
生物柴油能解決未來的能源問題；油料能源植物可以吸收土壤裡的重金屬
7月6日，湖南省林業科學院林木無性系育種湖南省重點實驗室，技術人員彭建軍正 在做油茶亞臨界萃取實驗。組圖/實習生馮田
7月6日，技術人員彭建軍手拿剛剛萃取出來的油。
華聲在線7月8日訊（瀟湘晨報記者 楊傑妮 實習生 袁堂芬長沙報導）省林科院實驗樓105房，一袋植物油料被倒入亞臨界萃取裝置中。約一小時後，打開裝置底部的開關閥，清亮的植物油就流出來了。這是煉製生物柴油的第一步。
省林科院林場內有一個年產3000噸的中間性試驗生產車間。在這個車間內，不論是地溝油還是光皮樹、白檀果實油脂，通過並不複雜的煉製過程，最後都能被製成生物柴油。
省林科院院長、林木無性系育種湖南省重點實驗室創始人之一、省生物柴油工程技術研究中心主任、國家林業局能源辦核心專家……李昌珠的頭銜很多。這位出生於上世紀60年代初的湖南道縣人，在畢業後就開始投身於能源植物、生物柴油和經濟林育種研究，如今已是國內生物能源產業的絕對領軍人物。
目前，在省林科院林場內的林業科學技術推廣項目示範基地裡面，建立了一個年產3000噸的中間性試驗生產車間。在這個車間內，不論是地溝油還是光皮樹、白檀果實油脂，最後都能被製成生物柴油。
實驗一小時完成植物萃取過程
在省林科院實驗樓的105房內，湖南省林科院研究員、博士肖志紅熟練地提起一袋植物油料，倒入亞臨界萃取裝置中。約一小時後，打開裝置底部的開關閥，清亮的植物油就流出來了。
實驗前，這些油料都經過了預處理：剝殼，壓模。肖志紅說，這是為了增加油料的受熱面積，提高出油率。根據掛在牆上的「操作規程」，植物油萃取一共有14個步驟。在現場實驗中，肖志紅將其概括為三個部分：首先，把油料倒入萃取釜，並用真空泵抽成真空狀態；接著，啟動熱水循環泵，通過水循環加熱萃取釜，並加入萃取劑進行攪拌。這一過程中，不同種子需要的溫度和時間都稍有差異。一般控制加熱溫度為45℃至50℃，用時大概為45至50分鐘；最後，停止攪拌，關掉熱水循環泵。與萃取劑混合的料液流入分離斧，分離回收萃取劑，並在分離斧壓力降到正常後打開閥門，制好的油就會直接從這裡流出了。而回收的萃取劑可以循環利用。
這套裝置由省林科院和合作企業聯合研發，不僅可以實現資源的循環利用，還具有原料廣適性的優點。除了光皮樹，蓖麻、油桐、白檀、山蒼子等油料能源植物的果實都可以通過這套裝置萃取油。
事實上，生物柴油的煉製過程並不複雜，一共分為兩步：第一步將植物種子經過採摘、烘乾、壓榨、精煉，製作出植物油；第二步在反應裝置中，將植物油與甲醇、催化劑結合進行轉化，提取生成生物柴油初產物，再經過蒸餾、分流生成植物瀝青和生物柴油。這一階段生產的生物柴油，通常用於鍋爐等設備，但如果要投放在汽車市場，還需要加入第三方助劑進一步混配製成BD5或者BD20，使產品燃燒性能最大化。「BD5就是在100升柴油裡加5升生物柴油，BD20就是加20升。」助理研究員張愛華說，目前我國已在海南嘗試實行BD5、BD10生物燃料。
原料開發出更多非食用木本燃料
在省林科院實驗林場內，一排排低矮的光皮樹整齊地生長在小山坡上，樹枝上掛滿了一簇簇白色顆粒狀的果實。光皮樹果實是煉製生物柴油的重要原料之一。
「食用油脂雖然可以作為生物柴油原料，但中國是人口大國，不與人爭糧是我國的基本國策。光皮樹比較適宜在長江以南生長，此外光皮樹可以在比較貧瘠的邊際性土地上種植且不佔用耕地。」助理研究員張愛華介紹說。
2007年，李昌珠帶頭設立了「光皮樹種子資源和無性系選育研究與示範」項目，並在2009年獲得湖南省科學技術進步二等獎。由他們選育的光皮樹含油率提高了10%，產量提高30%。
生物柴油的原料成本佔整個制油成本的70%。李昌珠說：「原料是瓶頸，現在大家關注更多的是轉化、市場。」因此，李昌珠團隊現在做的是開發出更多的非食用木本燃料，除了光皮樹，2010年，他們團隊又新開發了新能源樹種白檀。張愛華說，白檀含油量高，產量高，矮化易採摘。
目前，在省林科院林場內的林業科學技術推廣項目示範基地內，建立起了一個年產3000噸的中間性試驗生產車間。在這個車間內，不論是地溝油還是光皮樹、白檀果實油脂，最後都能被製成生物柴油。幾種不同的原料最終可生產出同一個標準的產品，這在學術界有個專業名詞，叫「原料廣適性」。這是李昌珠的獨創，也是湖南的獨創。
李昌珠的另一項貢獻是，將一直處於分割狀態的能源植物的選擇、育種、栽培和加工結合起來，使生物燃料油科研和技術轉化成為一個有機的整體，開創了從原料到市場的完整產業鏈，初步實現了產業化開發。這項「非耕地工業油料植物高產新品種選育及高值化利用」技術獲評2014年「國家科學技術進步獎」二等獎。
應用水上加油站和企業鍋爐
除了科研方面的頭銜，肖志紅還是湖南未名創林生物能源有限公司（以下簡稱「未名創林」）的股東。
2009年，湖南省林科院以技術入股500萬，與北大未名組建了未名創林。2011年，未名創林被歸入湖南北大未名生物科技有限公司（以下簡稱「湖南未名」）旗下，成為其能源板塊的支點。
據了解，未名創林是一家專門從事生物能源研發、生產及銷售的高新科技企業。
那麼，由省林科院研發生產的生物柴油都銷售到了哪些地方呢？肖志紅說，現在主要用於水上加油站和鍋爐。「這些加油站江陰有，洞庭湖水域也有。鍋爐則主要是一些大型賓館、大型生產企業需要。」
肖志紅坦言，由於高油價導致生產處於虧本經營，大部分企業均暫時處於停產狀態。肖志紅說，生物柴油是個新生物，接受需要一個過程。
「我們的社會是個能源驅動型社會。生物柴油是國家戰略儲備，一般企業不會做，也做不了。」肖志紅說，能夠堅持投入，企業需要遠見，也要實力。
根據計劃，未名創林將總投資35億人民幣，建成一個年產5萬噸生物柴油、年產30萬噸生物柴油調和燃料、規劃種植能源植物40萬畝以及五年內達到年銷售100億元的大型生物能源企業。
未來種植油料能源植物
吸收土壤裡的重金屬
在目前的市場條件下，很多企業紛紛轉投其他領域。李昌珠和他的團隊為什麼繼續堅持研究？「因為這是國家能源儲備項目，能夠解決未來的能源問題。」李昌珠說，石油不可能永遠會有，能源才是各行業的命脈。
因此，李昌珠認為，新能源開發和利用，必將成為未來趨勢。但新能源的推廣，光靠技術攻關不夠，還需要政策支持。李昌珠說，生物能源的排放是很低的。「用生態來算帳，增加一噸二氧化碳，收一定的溫室氣體、顆粒物稅，用新能源的話政府則給予補貼，這樣新能源的價格就不高了。」
應用不止於此。「油料能源植物高效轉化國家地方聯合工程實驗室」主要立足於高效轉化，這些植物除了轉化成生物能源，還能轉化成各種材料。「不含甲醛無汙染的油漆，衣服面料，甚至化妝品，都可以做出來。」李昌珠說，這稱之為油料全資源利用。
但李昌珠認為最需要推廣的，是原料生產與汙染土地治理的結合品。通過在重金屬汙染的土地上種植蓖麻、油桐、山蒼子等油料能源植物，吸收土壤裡的重金屬。李昌珠說，這些植物吸收重金屬後長出的果實，不僅不影響制生物柴油，還能對周邊的水和空氣產生良好的生態作用。
目前，這一技術已在郴州等地試點。李昌珠說，今年十月，會有一位義大利專家過來，他將研究如何把植物吸收的重金屬提取後再利用。