生物柴油及甘油项目可行性报告
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一、总论
1.1 项目情况
1.1.1 项目的名称
地沟油变生物柴油及甘油的精制
1.1.2 项目法人代表
项某某
1.1.3项目拟建地区、地点
某某工园区
1.1.4编制本项目可行性研究报告所依据的法规、文件
◆《中华人民共和国环境保护法》、《水污染防治法》、《大气污
染防治法》、《噪声污染防治法》、《固体废物污染防治法》、《中华人民共和国清洁生产促进法》、《中华人民共和国环境影响评价法》等国家环保法规
◆中华人民共和国国务院令,第253号《建设项目环境保护管理条
例》1998.11.29
◆国家环境保护总局令,第14号《建设项目环境保护分类管理名录》
2002.10
◆国家环境保护总局、国家发展和改革委员会,环发【2004】164
号《关于加强建设项目环境影响评价分级审批的通知2004.12.6 ◆国家环境保护总局办公厅文件,环办【2006】4号《关于检查化
工石化等新建项目环境风险的通知
◆国家环境保护总局文件,环发【2005】152号《关于防范环境风
险加强环境影响评价管理的通知》
◆中华人民共和国环保行业标准HJ/T2.1~2.3-93《环境影响评价技
术导则》
◆中华人民共和国环保行业标准HJ/T2.4-1995《环境影响评价技术
导则声环境》
◆中华人民共和国环保行业标准HJ/T169-2004《建设项目环境风险
评价技术导则》
◆中华人民共和国环保行业标准HJ/T89-2003《环境影响评价技术
导则石油化工建设项目》2003.4
1.2 项目背景
我国是一个石油资源相对贫乏的国家,储量仅为全球的2%。
我国又是世界上经济发展最为迅速的国家之一,对能源的需求量长期持续高速增长,除煤炭供应能够自给外,石油和天然气供给远远满足不了经济发展的需要,石油进口依存度一年比一年大。
2005年我国原油表观消费量达到29985.5万吨,接近3亿吨大关,比2000年增长了34.9%,同期原油进口量达到1.27亿吨,石油对外进口依存度达到50%以上,从而超过美国成为世界上第一大石油进口国。
最近几年,我国政府和一些企业对生物柴油已越来越重视,2004年科技部高新技术和产业化启动了“十五”国家科技攻关计划“生物燃料油技术开发”项目,包括生物柴油的内容。
2005年由石元春院
士主持的国家转向农林生物质工程启动,规划生物柴油在2010年的产量为200万吨/年,2020年的产量为1200万吨/年.2005年由候祥湖院士主持的替代燃料发展战略研究开始进行,替代燃料中包括了生物柴油。
2008年国家发展改革委批准了中石油南充炼油化工总厂6
万吨/年、中石化贵州分公司5万吨/年和中海油海南6万吨/年3个小油桐生物柴油产业化示范项目。
2005年5月,国家863计划生物和现代农业技术领域决定提前启动“生物能源技术开发与产业化”,已发布了指南,其中设有“生物柴油生产关键技术研究与产业化”课题。
2009年以来,全球经济开始逐渐“回暖”,中国宏观经济保持平稳较快增长。
国家政策鼓励生物质新型燃料的发展,各级地方政府为缓解能源压力、促进经济发展,积极推进生物柴油项目的开发建设。
国内生物柴油市场发展势头良好,炼制项目有序推进,技术研发捷报频传,原料基地建设掀起热潮。
我国不仅是世界上餐饮业最发达的国家之一,而且中国料理也是用油最多的料理之一,餐饮业每天都会产生大量的含有动植物油脂的废水。
为了使进入城市污水管道的油脂减量,各地环保部门对餐饮业的油脂排放做出了各种规定,这些规定的共同之处是所有的厨房排水口必须安装油脂截流装置,使用最为普遍的就是油水分离槽,大部分的油脂便被截留在该槽中,这种废油脂被称为“地沟油”。
仅上海这样的废油脂年产量约1.5—3万吨。
从这些油脂是一种可再利用的资源被人们认识以后,它便成了抢手货,一支捞油回收队伍便应运而生。
仅在上海无证捞油人员达1000人之多,无固定场所、无营业执照、
无管理的“三无”废油脂处理加工点上百个,这其中有相当一部分加工点把这些废油经简单处理后,作为精制食用油又重新回到了市场,对居民健康构成了潜在的严重威胁。
这种现象已经发展成全国性的问题,中央电视台及各省市媒体对这种现象都作了跟踪报道,引起了各地政府的高度重视。
近年来,我国部分城市相继出台了“禁止地沟油非法加工”等相关管理条例。
因此地沟油的再利用技术也成了研究的热点。
1.3 国家立法、政策支持
2005年2月28日国务院颁布《中华人民共和国可再生能源法》,明确了国家鼓励清洁高效地开发利用生物燃料,鼓励发展新能源作物,鼓励生产和利用生物液体燃料,并指出“生物液体燃料,是指利用生物质资源生产的甲醇、乙醇和生物柴油”。
对列入国家可再生能源产业发展指导目录,符合信贷条件的可再生能源利用项目,经融机构可以提供有财政贴息的优惠贷款,国家对列入可再生能源产业发展指导目录的项目给予税收优惠,。
各级政府部门应落实该可再生能源法,大力扶持国内生物柴油的发展。
从上述中可以看出国家鼓励利用可再生能源改善中国目前的能
源结构,发展生物柴油代替部分燃料以减少石油的进口。
生物柴油是清洁易运输燃料,发展生物柴油有利于保护环境;发展生物柴油将增加就业机会,能增加农民的收入,是贯彻我国以人为本、全面协调可持续发展的科学发展观的一条途径。
1.4 市场前景
1.4.1国际石油能源市场供不应求
发展生物柴油是一个世界性的话题,石油作为不可再生的资源已经日益枯竭,世界石油供应紧张,导致国际石油一路飙升:2006年石油价格和攀升到70美元/桶;2007年6月份攀升到80美元/桶;2008年突破100美元/桶;2009年有回落迹象。
石油是非再生能源,供油紧张,油价飙升只是一个表面现象,根本原因是石油的开采量不足,几十万年才能形成的石油资源,采一桶少一桶,储量日趋枯竭。
美国能源部和世界能源理事会预测,全球石化类能源的可开采年限分别为:石油39年、天然气60年、煤211年,主要分布在美国、加拿大、俄罗斯和中东地区。
石油资源短缺而导致油价上涨是不可逆转的。
在我国,石油更是短缺,储量只是全世界的2%,现在每年进口石油一亿多吨,五年后预计进口2亿吨,资源形势十分严峻。
因此,生物柴油作为一种可再生能源的替代燃料具有独特的应用价值。
发达国家大规模生产生物柴油,美国能源部门在可再生能源战略中已经把发展生物柴油提高到战略高度对待。
国家能源署要求到2010年生物柴油年产量要达到1200万吨以上,并宣布生产生物柴油税收全免。
德国通过政策鼓励,对制造生物柴油给予免税,并大量应用与奔驰、大众、奥迪轿车上。
1.4.2 生产合格的产品其成本远低于矿物柴油
生产生物柴油使用的原料是食用油厂的废油(工业废油),餐饮废油(城市废油)以及食用油脂,其中不含硫或极低的硫,成品生物
柴油使用时尾气中含量仅为矿物柴油的1/20,且炼制成本低。
然而,目前世界上含硫原油(含硫量0.5%-2.%)和高硫原油(含硫量2.0%以上)的产量已占世界原油总产量的75%以上,其中含硫量在1%以上的原油占世界原油个的55%以上,含硫量在2%以上的原油也占30以上。
目前全球炼油厂加工的原油平均相对密度是0.8514,平均含硫量是0.9%;在2000年以后,平均相对密度将上升到0.8633,含硫量将上升到1.6%。
炼油厂要在现有基础上,使柴油含硫量低、有良好的安定性及润滑性、较高的十六烷值和清净性,必须在装置调整上投入大量资金,并由此带来油品从20世纪90年代初启动油品清洁化,已累计投入了300多亿美元。
由此造成的油品成本提高使目前美国炼厂吨毛利仅在每桶1美元左右,维持微利状态,有的企业甚至亏损;从欧洲的情况来说,欧洲炼油厂要达到2000年欧盟燃油规格,估计需要投资200亿-300亿美元。
欧洲石油工业协会估计的投资更高。
该组织认为要达到2000年和2005年的柴油规格,需要投资440亿
-500亿美元,生产费用昂贵。
无需作任何改动,生物柴油可与普通柴油在邮箱中以任何比例相混,并对驾驶动力无任何影响,驾驶者根本无法区分两者的驾驶动力差别,加之柴油代替燃料所用原料随着规模种植价格日趋低廉,使柴油替代燃料的生产成本逐步下降
1.4.3 生物柴油为可再生能源
作为可再生的生物质能源-生物柴油,除了其成本上和环保上的竞争力高于矿物质柴油外,更由于它属于可再生能源,国家也有相应
政策的支持和保护,所以它有极广阔的市场和极高的竞争力。
1.4.4 应用广泛
从未来发展看,生物柴油的购买商主要有炼油厂、发电厂、轮船航运公司以及流通领域的中间商。
随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,生物柴油在柴油引擎、柴油发电厂和农村燃料等方面的应用前景非常广阔。
1.5 生产生物柴油的原料
1.5.1城市废油(地沟油)
城市废油少量用与生产低档脂肪酸,约1/5,大约1/3进入食用油市场(少数城市2/3进入食用油市场),1/3自然抛弃。
我国每年大约消费1100万吨油脂,200万吨左右用于工业,其余部分大约5分之1变成地沟油,总量大约200万吨。
城市废料在全国至今未能形成有效的集中管理,大量废油流入二级食用油市,2001年食用油掺假曾引起合肥市民恐慌,在全国各地区废油进入食用油市场的报道层出不穷。
一些大型城市如上海、南京、北京、广州等地已实行环保部门监控集中收购管理控制废油的走向。
一般一个大型饭店每月排放废油量为1吨;肯德基之类快餐店每天约为150-200斤废油产生。
南京集中管理控制量为200-300吨/月,上海600-700吨/月(该数据由当地工商部门提供)。
1.5.2 工业废油(酸化油)
我国为农业大国,全国每年工业非植物油总量为100万吨,1/3用于生产低档脂肪酸,1/5用来代替润滑油脱模剂,1/5因市场原因而被厂家放弃,其余存库或拌入煤里燃烧。
二、需求预测
自上世纪90年代以来,在生物燃料领域,欧盟一直重点发展生物柴油生产,目前是世界上最大的生物柴油生产和消费地区。
2009,生物柴油占欧盟运输领域生物燃料使用总量的77%,占欧盟柴油使用总量的4.02%,在柴油中的掺烧比例为5%。
欧盟生产生物柴油的最主要原料是菜籽油(占70%)、其次分别是豆油(占15%)、棕榈油、葵花籽油、泔水油和动物脂肪。
自2008年夏天以来,欧盟生物柴油市场情况不断恶化,主要原因是石油价格不断下降,以及德国逐步取消减税支持政策。
随着生产能力的逐步提高,法国可能于2010年超过德国成为欧盟最大的生物柴油生产和消费国。
近年来,欧盟各成员国用于发展生物柴油的投资增长迅速。
然而,由于市场需求增长速度远不如生产能力的增长,欧盟生物柴油生产能力利用率目前不足50%。
根据美国农业部提供的最新数据,欧盟生物柴油生产厂2009年230家,2010年预计为255家;生产能力2009年为1840万吨,2010年预计为1950万吨;实际产量2009年为825万吨,2010年预计为945万吨;进口量2009年为130万吨,2010年
预计为220万吨;消费量2009年为950万吨,2010年预计为1160
万吨。
用于生产生物柴油的植物油2008年为571万吨,2009年为769万吨,2010年估计为900万吨。
2009年,欧盟生物运输燃料消费量为1034万吨石油当量,占欧盟运输燃料消费总量的3.33%。
预计今年将达到1265万吨石油当量,占运输燃料消费总量的4%。
生物燃料所需生产原料,已经成为农产品新需求的最大来源,并且将在未来10年中对全球粮油市场产生巨大的影响。
因此,各国政府应该在发展生物燃料的同时,限制生物燃料生产对粮食安全的负面影响。
中国作为柴油消费大国,柴油消耗量每年约7000万吨左右,其中三分之一靠进口来平衡市场的供需矛盾。
而据国际能源署IEA的评估,中国已是仅次于美国的全球第二大石油消费国,对海外石油的依赖程度越来越大。
因此,发展生物柴油不仅有助于中国降低对化石能源的依赖,而且还可以有助于降低对外依存度。
生物柴油中几乎不含硫和芳烃,十六烷值高,润滑性能好,储运方便安全,降解性能好,是一种清洁的可再生能源。
它是典型的“绿色能源”,大力发展生物柴油对经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意义。
截止2007年,中国有大小生物柴油生产厂2000多家,而且各地相同项目的立项、审批还在继续。
预计到2010年,中国生物柴油需求量将达2000万吨,中国年生产生物柴油将达到约100万吨。
此外,生物柴油由于竞争力
不断提高、政府的扶持和世界范围内汽车车型柴油化的趋势加快而前景更加广阔。
从未来的发展看,生物柴油的购买商主要有石油的炼油厂、发电厂、轮船航运公司以及流通领域的中间商。
生物柴油的需求量在不断增加。
当人们更多地了解生物柴油优良的性能,接受的程度会更大,市场需求也会不断提高。
因此,投资生物柴油行业,前景将非常乐观。
生物柴油在中国是一个新兴的行业,表现出新兴行业在产业化初期所共有的许多市场特征。
许多企业被绿色能源和支农产业双重“概念”凸现的商机所吸引,纷纷进入该行业,有人以“雨后春笋”形容生物柴油目前的状态。
截止2007年,中国有大小生物柴油生产厂2000多家,而且,各地相同项目的立项、审批还在继续。
还有更大的威胁来自于国外。
一些外国公司资金实力雄厚,生产技术成熟,产业化程度高,可以借规模经济效应获取成本优势,抢占原料基地和市场份额的综合能力更强
随着改革开放的不断深入,在全球经济一体化的进程中,中国的经济水平将进一步提高,对能源的需求会有增无减,只要把关于生物柴油的研究成果转化为生产力,形成产业化,则其在柴油引擎、柴油发电厂、空调设备和农村燃料等方面的应用前景是非常广阔的.
2009年11月10日零时起,油价再次上调,汽油、柴油价格每吨提高480元。
2009年4月份以来国内汽、柴油价格经过五涨三降,每吨总体累计分别上涨了1520元和1390元,涨幅均为27%左右。
成品油价格的连连上涨,让2008年喘不过气来的生物柴油企业变得滋
润起来。
2008年以来,成品油价格持续上涨,但占生物柴油原料总成本70%的地沟油的价格却未跟涨。
2009年初地沟油的价格跌至谷底后,2009年11月每吨保持在3000元左右,使生物柴油的生产成本降到了每吨4000元左右,所以2009年生物柴油生产的利润空间比2008年大了很多。
更重要的是,受金融危机影响,2009年全球都对新能源空前关注,包括中国在内的很多国家都意识到,新能源将成为拉动经济发展的新引擎。
到2010年,我国生物柴油年利用量将达到20万吨,到2020年,生物柴油年利用量达到200万吨。
因此,2008年不少停产的企业2009年又恢复了生物柴油的生产。
还有些企业新进入这一行业。
三、资源、原材料、燃料及公用设施情况
3.1 我国生物柴油产业链发展前景
3.1.1柴油来源
几种来源如图1所示。
石油炼制,是柴油的传统来源。
随着能源的短缺和供需矛盾的突出,人们正在寻求天然气制油、煤质油和生物柴油。
天然气制油,主要是在中东和天然气比较丰富的地区。
我国煤炭资源比较丰富,正在研究煤制油。
前两种炼制方法,一是规模比较大,二是投资比较大,相应的进入的门槛也比较高。
三是消耗大量化石资源。
生产1t石油基柴油需消耗2.22t原油(当然,还能联产一些别的石油产品)。
用天然气生产柴油,需消耗标准状态下的天然气2790m3。
煤制柴油,则消耗原煤3.40t。
生物柴油是一种重要的可持续发展的能源。
生产生物柴油需消费1.01t植物油。
但是,目前生物柴油还只是我们的补充。
我国柴油的总需求量大概是1.1亿t,供需不平衡,我国正在用天然气制油、煤质油、生物柴油来缓解石油基柴油短缺的状况。
3.1.2我国柴油与生物柴油需求预测
项目
实际值预测值
2005年2006年2010年2010年2020年
柴油消费量(万吨)10968 11776 14860 18080 21000 生物柴油替代比(%)0 0 1 1.5 2 生物柴油需要量(万吨)150 270 420
如果我国生物柴油替代石油柴油比例达到上述预测(低于欧盟2010年5.75%的替代比例目标),则我国生物柴油的市场空间较大。
总体而言,我国的生物柴油的市场前景还是非常乐观的。
1.5柴油价格
如果将来我国出台相应的生物柴油的优惠政策比较到位的话,生物柴油还是有很好的发展前景的。
3.1.3生物柴油项目原料与动力消耗情况
3.1.4生物柴油原料的来源
生物柴油是由植物油、动物油、废弃油脂或微生物油脂经转化而形成的脂肪酸甲酯或乙酯。
生物柴油是典型的“绿色能源”,具有环保性能好、发动机启动性能好、燃料性能好、原料来源广泛、具有可再生性等特性。
1. 动物油脂
动物油脂包括猪油、牛油、羊油和鱼油等。
美国、欧洲国家和日本已开始利用动物油脂生产生物柴油。
(1)猪油猪油产量随猪养殖量增加而增长,猪油基本不进行国际贸易,中国和欧盟是猪油的主要生产国和消费国。
猪油富含棕榈酸(26%)、油酸(44%)、亚油酸(11%)和棕榈油酸(5%)。
美国和日本已将猪油用于生物柴油的生产。
(2)牛油现在,世界牛脂产量超过800万t,其中约25%进行国
际贸易,其余部分在原产地消费。
美国是最大的牛脂生产国,总产量达390万t,其次是欧盟100万t。
美国亦是最大的牛脂出口国,主要向中国、墨西哥和欧盟国家出口。
在今后20年里,牛脂将一直保持稳定的增长势头。
高质量牛脂的脂肪酸分布是肉豆蔻酸1%~8%、棕榈酸17%~37%、硬脂酸6%~10%和油酸26%~50%,还包括其他不饱和酸。
目前全球最大牛油脂生物柴油工厂在巴西投产。
(3)其他动物脂肪位于加拿大Nova Scotia的Ocean NutritionOperation公司利用海洋鱼类脂肪自产自用生物柴油,而畜牧业发达的澳大利亚和新西兰利用牛羊肉食品加工中产生的动物脂肪副料进行生物柴油生产。
我国每年需进口大量的动物油脂用于食用,未见有用于工业化生产生物柴油的报道。
目前,利用动物油脂生产生物柴油的方法主要有微乳化法和酯交换反应法等。
2.废弃油脂
废弃油脂是中国生物柴油原料主要来源之一,主要包括餐饮废油、地沟油、炒菜和炸食品过程产生的煎炸废油等。
以废油脂为原料生产生物柴油,可大大减少废油脂的现存量,减少燃料对化石资源的依赖和环境污染,同时可降低生物柴油原料的成本。
动植物油脂经高温烹饪煎炸,饱和脂肪酸越来越多,但85%以上仍为棕榈酸、硬脂酸、油酸和亚油酸。
废油脂作为替代燃料与石化柴油相比尽管存在黏度大、挥发性差、与空气混合效果不好、易发生热聚合等问题,但经过酯交换能够完全满足柴油代用理想品所具备的性能。
李积华等以
“地沟油”为原料、王延耀等以废食用油为原料,用NaOH催化制备生物柴油,其产率都在90%以上。
高静等用纺织品吸附法固定化假丝酵母脂肪酶Candidia SP. 99-125,然后在石油醚体系中催化废油脂(FFA达46.57%)合成生物柴油,转化率在70%以上。
Pedro Felizardo等以废煎炸油和甲醇为原料,用NaOH为催化剂制备生物柴油并对其理化指标进行了测定,结果完全符合ENl4214标准。
目前日本利用废弃食用油生产生物柴油的能力已达到40万t /年。
我国动植物油脂由于缺口较大,并且有些油料作物的生物柴油生产已经受到了国家限制,但可以利用地域优势种植油料树木。
微生物油脂由于不受环境、气候的影响等诸多自身的优势,将得到大力推广。
每年产生大量的废弃油脂,虽然还存在技术上问题,但用于生物柴油生产已经进入了工业化阶段,这也必将是未来发展的一大趋势。
四、建厂条件和厂址方案
4.1 园区概况
临海杜桥化工园区位于临海市川南以南4.5km处的杜下浦闸附近,东南濒临东海台州湾,与台州市椒江区隔海相望。
川南乡东邻市场乡,北靠杜桥镇,西为椒江区前所镇。
某某杜桥化工园区是由国家计委、国家经贸委批准设立的国家级某某省化学原料药基地的核心区块,是国内化学原料药和医药中间体产业的唯一集聚区。
基地致力于引进具有国内国际先进水平的原料药、中间体及成药项目,以整合浙东南地区的原料药企业,加快该地
区化学原料药生产企业的重组和结构调整,实现资源的合理优化配置,发挥整体优势,最终使之成为我国接受国际化学原料药生产转移的桥头堡。
目前,基地内已有某某华海药业、某某尖峰药业等26家大中型企业入驻,企业投资总额超过12亿元。
基地遵循合理利用、积极保护环境资源的原则进行开发建设。
所有引进的企业应符合一高二低标准(高科技、低污染、低能耗),征地面积50亩以上,每亩投资密度须达到80万元以上,且环保设施与所引入项目必须同时设计、同时施工、同时运行。
基地内设有专门的环境检测机构,负责监测整个工业园区及附近区域的空气、土壤、地面水、地下水、海域的环境监测工作并负责指导、督促各化工装置区域内环境监测工作。
园区规划供水和污水处理工程:首期达到5.4万吨/日供水量,远期达到18万吨/日供水量;污水处理中心首期建设5万吨/日,远期建设15万吨/日。
4.2 自然环境概况
4.2.1 地理位置
临海市位于某某省中部沿海,东濒东海,南连椒江区、黄岩区,西接仙居县,北与天台县、三门县毗邻,位于台州市的地理中心,市域范围在东经121°41’~121°56’、北纬80°40’~29°4’之间。
东西长85公里,平原503.13平方公里,水域143平方公里。
海岸曲折,海岸线62,9公里,东矶列岛等74个岛屿。
国家级某某杜桥化工园区位于临海市杜桥镇以南4.5km,南濒东
海台州湾,与国家级某某化学原料药基地椒江区块隔湾相望。
基地沿台州湾呈狭长布置,东西长约9.5公里,南北宽约2.1公里,规划总面积20平方公里;首期启动区为园区中西部靠台州湾一侧约5平方公里的区域。
基地紧靠华东电网发电枢纽之一的台州电厂,距台州市区10公里,黄岩机场30公里,并距温州、宁波、杭州机场2~3小时车程,紧邻104国道、甬台温、上三高速公路,并与规划中的台缙高速公路、甬台温铁路相连接。
4.2.2 气候特征
临海地处亚热带海洋性季风气候区,常年气候湿润,雨量充沛,四季分明。
夏季盛行东南风,冬季多西北风,5~6月为梅雨期,7~9月为多台风期。
本区域紧邻椒江,气候特征可参照椒江气象站的资料,主要特征如下:
多年平均气温17.0℃
多年平均降水量1519.9mm
最高年降水量2375.1mm
最低年降水量912.8mm
年最多降雨天数197天
年最小降雨天数127天
历年平均降水天数166.9天
多年平均相对湿度82%
多年平均蒸发量1360.4mm
多年平均风速 2.7m/s
全年主导风向NW(20.37%)
冬季盛行风向NW(32.42%)
夏季盛行风向S(22.1%)
静风频率 6.72%。