今天美国的汽油燃料较70年代石油危机时期相比，既充足又价廉。但人们不会“好了疮疤忘了疼”，本世纪70年代石油紧缺状况仍历历在目，令人难以忘却。为此科研人员们一直发扬“居安思危”的精神在孜孜不倦探寻着可替代汽油燃料的各种资源丰富易得的代用品。就美国而言，若替代油源问题能获成功解决的话，将能为美国彻底摆脱需依赖进口石油这条被动之路奠定坚实基础，更何况地质学家们早已明确指出未来石油耗竭之日已为期不远了。

可喜的是，目前科研人员在用本国物产丰富的植物油替代汽车用油这一研究项目上已取得了若干令人瞩目的新进展。从植物油制取出的燃油和润滑油在取代矿物质油，实际上性能更佳、对环境污染性更小。但用这种植物油制取出的燃油和润滑油在价格上目前尚令人们难以接受，因为其价格高达相应石油制品价格的2~3倍。如若其成本价高这一问题不能有效解决，那么基于植物油的燃油和润滑油的应用域将不得不缩限在某些极特殊应用领域——即那些优先考虑植物性油类的专有性能而不计其成本因素的特殊应用域。

一

使用基于植物油的改制油作燃料动力油这种构思，追溯起来源远流长。譬如早在1900年巴黎展览会上，德国工程师鲁道夫 • 狄塞尔就亮相了他的用花生油给其特制引擎做燃料动力油的新技术。时至本世纪70年代末，石油制品商们又发明了一种用汽油掺混粮食制取出的乙醇的做法来节约应用数量有限、供应紧张的纯汽油，人们给这种燃烧得较为洁净的混合油液起名为“汽油乙醇”。“汽油乙醇”至今市场上仍有供应，它燃烧起来比纯汽油所产生的一氧化碳和碳氢气排放量要少得多，更有益于环境保护。

使用基于植物油的改制油做车用燃料及润滑油无论对盛产粮食作物的美国，还是对环保要求日益苛刻的欧洲来说，都是一种极具诱惑吸引力的技术改型、产品换代变革。从环保角度审视，即便汽车发生泄油事故，如汽车所用的汽油及润滑油属植物油改制型，那就不会对环境形成大危害、大污染。科研人员已通过标准测试发现，植物油的70?80%可生物降解成微小有机分子、二氧化碳、水，而对照之下常规性矿物质润滑油则只能降解20-40%,这是据美国宾夕法尼亚州大学专家安德烈 • L • 贝曼所指出的。

一辆泄油报废轿车被拖进废料场地后，若其所用的油类属植物油改制型，则它对废料场泥地所造成的油性污染要远比那些用常规汽油或润滑油的车辆所形成的泄油危害性为小；同样，一艘烧由植物油改制成的柴油作为驱动力的摩托艇，即便无意中将所用燃料油泄漏至湖水中，也绝不会像排泄常规燃料油那样对湖水造成较大污染。

另据美国北方大学农产工业润滑油项目联合会及商业服务主任洛厄尔 • 诺兰指出，农民也十分欢迎植物油改制车用油这一研究课题的深入进行，因为它将能大大提高农产品的附加价值。为此，位于美国伊利诺斯州的美国国家农业部农业应用研究中心的油研究项目小组目前正集中全力攻研有关生物柴油的课题。所谓生物柴油，系指一种用植物油改制而成的燃料油，它极有希望有朝一日被人们用于全面替代常规柴油燃料投放于卡车、机动船艇中而大显身手。

通常的柴油燃料在微观化学结构上系由若干长度不同、结构相异的碳氢分子组构而成，这些碳氢分子均不含氧原子，一部分碳氢分子由长直碳链构成，而另一些碳氢分子则像树叉那样呈分枝状结构（这类结构的碳氢分子可能具有双键碳原子）。碳氢分子因其结构特征的不同而影响着它所构成化合物的燃烧方式。

换句话解释，即植物油是一种脂肪酸的混合物，它包含有碳、氢、氧原子。这些脂肪酸可能是饱和的、一元不饱和的、多元不饱和的，这意味着它们在碳原子间存在着零个、一个、多个双键。若双键存在的数量越多，则该化合物同空气中的氧反应得就越容易且其变质发生率就越高、变质产生时间就越快。人们常在生活中见到厨房内的油脂放置数月后即形成质变味劣，道理正在于此。

研究人员经研试发现，猪油属饱和脂肪酸类，以猪油做燃油或润滑油具有在低温下易凝固的较大缺点；而对照之下一元不饱和脂肪酸及多元不饱和脂肪酸则在低温下仍基本维持其液态特性，无疑对用作为车用油而言，这正是人们所希冀的大优点之一。为此科研人员目前正将注意力的重点聚焦在多元不饱和类的大豆油身上。其特殊理由之一就是考虑到大豆油在粘度、易燃性等方面都基本类似矿物质性燃油的相应特性。

当然，任何一种纯植物油并不适合于直接用作为燃料油，还需进行一番改制处理。生物柴油，即为一种经改制处理过的特殊植物油。化学家们在制取生物柴油过程中采用了一种“转酯”工艺，即将植物油转变成为甲酯化合物。转变成甲酯化合物后，这种新生油类燃烧时既比常规柴油更洁净少排污，又比未处理过的植物油更少形成凝固生成物（注：凝固生成物若过多地附着于发动机内壁上则易造成发动机燃烧效率低下、动力供应不足），

生物柴油比照常规矿物质柴油而言，优点很多。其最吸引人之处是它在引擎中燃烧时排污物很少，对周围环境影响程度较小。而常规柴油燃烧排放物中却过多地含有各种微粒、易挥发有机化合物、二氧化碳、多元芳香族碳氢化合物。这是美国农业部农业应用研究中心专家格哈特 • 克诺特郑重指出的结论。

但生物柴油有一项排放指标却高于常规柴油，即它的氧化氮排放显（一种促激大气环境成雾的成分）明显多于相应石油性燃油之对应指标，这是生物柴油应用时对环境不利的一面。

但总的说来，燃用生物柴油对环保利大于弊，尤其是它不含硫成分，排放物中不像常规柴油那样含硫较多。而众所周知，氧化硫已被科学界确认为是促使酸雨形成的主导因素。由此而论生物柴油堪称是种“环境友善”型车用动力燃油，更兼生物柴油还具有燃烧排放的烟气刺鼻异味极小，闻之不令人感到讨厌的优点，为此开发生物柴油科研立项更受到人们瞩目及青睐。

二

生物柴油明显优于其它汽油、柴油替代品的优点是它可兼容工作于现有各型柴油发动机中，无需为此而花巨资更新设备。对照之下像天然气之类的一些燃料虽然也可替代柴油，也对环境污染较小，但由于它的燃烧特性同常规柴油完全相异，故它不可能兼容工作于现有各型柴油发动机，而必须花巨资更换新设备才能发挥其效应。另外天然气盛装方式也必须先行革新后才能较方便地随车携载，这些无疑将大大增高汽车应用天然气的成本。所以尽管天然气本身成本价并不高，但若实际用作为车用燃气的话，其附加改制设备成本却十分昂贵。权衡利弊，人们得出结论：使用天然气替代汽油、柴油并不划算，反倒耗费大大增加。

生物柴油虽然在实际用作为汽车燃油时无需更改现有发动机等设备，这是它突出的优点，但它的一个主要缺点也令人不可忽视——即生物柴油含不饱和脂肪成分。所以这种基于植物油的改制柴油要比常规柴油更易于和氧气发生化学反应，另外它还较易在发动机内壁上附留下粘滞物，在0℃温度下即开始凝结……

但科研人员目前已寻找到了若干克服生物柴油此类弊病的有效措施，如事先将生物柴油预冷冻后使之形成微晶粒成分，再将这些微晶粒成分筛除，余下的生物柴油即可保证在-15℃时也能完美启动点燃汽车引擎；又如可预先将生物柴油的甲基棕榈酸酯、甲基硬脂酸等脂肪物质滤除，以确保生物柴油具有最佳燃用特性。

几家实业公司目前已制取成功一种称为B20的生物柴油——常规柴油混合燃油，其成分含20%的生物柴油和80%的常规柴油；而生物柴油同常规柴油相混掺后一个明显的优点还体现在可大大提增原常规柴油的润滑性、减少汽车引擎等运动零部件的磨损率。

三

人们感兴趣的话题之一是：用植物油改制而成的燃油及润滑油去同常规燃油、润滑油进行一场竞争的话，将孰胜孰败？

专家们肯定地指出，基于植物油的改制油若想占有一席之地的话，首要前提条件必须是要将成本价降下来方可。

目前有一种建议，对专家们颇具吸引力：即大豆产品正日益获得公众的青睐，有种特制大豆粉因对治疗心脏病功效显著而市场消费量有望大增；但制取这种特殊大豆粉时派生出的副产品——豆油则市场积存量可能会日益饱和、买方廖廖；如果有关部门能在此方面多动脑筋巧策划或许能寻找到一种优佳良策；这良策为：刺激民众多多益善地去消费此特制保健医疗功效强的专用大豆粉，与此同时便相应促使着特制大豆粉生产过程中产出的副产品——豆油成本价显降，从而在最终导致了以豆油为基本制取原料的生物柴油也得以显降成本价；这样难题就有可能解决。

另外，由于环保法规的苛刻要求，也日益促使公众不得不考虑采用高价的“环境友善”型植物油改制性车用燃油和车用润滑油。美国国会已于近期批准通过了使用“多用公汽”的决议，这款新车型的燃料动力油即为B2O型生物柴油-常规柴油混合物。更兼美国国内一轮又一轮地掀起着诸如“1990年清洁大气行动”、“1992年能源政策行动”等大型活动，都为植物改制性燃料油的普及应用推波助澜及奠定了市场基础。

此外，在德国“黑林山”地区（译注：原为西德巴登-符腾堡州山区，系多瑙河和内卡河的发源地,黑林山临莱茵河，多矿泉和疗养地，旅游业和冬季运动占重要地位），苛刻的环保法规要求农机设备必须使用可生物降解的燃料油及润滑油，因而使用植物油改制性油类的需求量就不是一个小数目。

在欧洲各地，有数种基于一种称为canola的植物提炼出的油改制成的车用油目前正在应用中。

在美国北方大学，科研人员已成功研制出一种可替代重型机械设备（如叉车、垃圾处理车等）液压油的植物油改制性油，而美国衣阿华州一项政府议案已规定全州各机构组织必须都要购买足够多的这种称为Biosoy的新品种油液。

当然，研究这一课题的科研人员最大的希望是这类基于植物油的改制油在实际应用中性能表现良好，科研人员目前正积极关注着美国桑迪亚国家实验室的一些试用Biosoy植物油改制性液压油的进展情况——令人振奋的是，该实验室在先期投放20部汽车试用此Biosoy油液用效十分看好的基础上，桑迪亚国家实验室已正式做出决定要让实验室的全部汽车均应用这种液压油液。

为此人们有理由相信，未来汽车用油油源之一，很可能正是植物油，而目前则为前期试用阶段，是成是败在此一举。

 [Science New，1998年12月5日]