An Interview with Professor Reaney: Biodiesel and Our Life在线视频

同学们大家好

欢迎回到“美好生活 油此而来”的课堂

我是“油与美好环境”的主讲老师汪勇

我们的课程上节课已经讲了

生物柴油和柴油机的发展历史

我的科研团队对生物柴油技术的研究

也有着多年的积累

这节课我们非常有幸

邀请到我的好搭档

加拿大的萨斯卡切温大学的Martin Reaney教授

他是一位资深的生物炼制领域的专家

他在加拿大研发的生物柴油工技术

成功地进行了商业化的转化

今天我团队的蔡子哲博士

对生物柴油制备的原理和技术

以及一些有趣的现象

包括生物柴油的未来

和对环境的影响

他通过对Reaney教授进行访谈的方式

深入浅出的给大家上一堂课

Reaney教授

我们很高兴今天能再次邀请到你

我想起当时我们还是本科生的时候

你告诉我们一个有趣的故事

生物柴油在僵尸占领我们的城市的时候

可以发动家里的车辆救我们一命

至今我们一直觉得这是对生物柴油一个有趣的评价

我们还知道

在加拿大有一间生物柴油的工厂使用着您开发的技术的

那么您可否跟我们分享一下

当时你决定进入生物柴油行业的相关背景和原因吗

当然可以

首先

生物柴油已经存在很长一段时间了

使用植物油驱动的柴油发动机第一次

是在巴黎贸易展上对外展示的

这是在差不多埃菲尔铁塔建成的时候

他们在贸易展上向世界展示了生物柴油

而且他们当时相信主要的交通工具

将会是以生物柴油作为引擎驱动的

从那个时候开始

石化燃油开始普及

而生物来源的柴油很快就被忽视了

然而之后过了一百年左右

在二十世纪七十年代

在以色列有一场战争

有一回他们被切断了几乎所有燃料的供应

包括 柴油 汽油等等

所有燃料突然间变得非常紧缺

因此从那个时候开始 相当数量的研究开始关注

像植物油一样自然来源的替代品 可以取代石化燃料

他们发现植物油直接作为燃料

已经不太适合百年以后的柴油引擎

因此科学家们开发了生物柴油作为柴油机引擎的燃料

这应该就是生物柴油最早的故事

随后欧洲

美国也进行了广泛的研究

我们加拿大也在那个时候开始关注生物柴油的研发

那么生物柴油这几年是怎么演变的呢

嗯 一开始

他们试了不同的方向

比如他们往柴油机加了不同类型的生物柴油

同时也尝试了不同类型的引擎

其实柴油机在这个时候慢慢也开始演变

第一个柴油机并不像现在一样时直喷发动机

从使用石化燃料开始 工程师们以为

植物油可能可以像石化燃油一样在现代引擎中燃烧

但是随着引擎技术的发展 变得越来越高效

人们才发现已经不能往现在柴油引擎里面

注入像植物油一样的粗放低纯度的燃料了

必须对植物油进行改良了

所以对生物柴油的研究

一开始便是要从植物油中制备出脂肪酸甲酯出来

这些燃料对于现代柴油发动机来说是一种更好的燃料

现在可以驱动柴油机的 便是脂肪酸甲酯(生物柴油)

从那个时候开始

早期欧洲在这个领域是比较领先的

他们用油菜籽或者加拿大油菜

来做生物柴油

然后他们发现如果用大豆油来做生物柴油

这并不是一种好的燃料来源

因为大豆生物柴油经常会堵塞喷油嘴

同时他们发现棕榈油也可以拿来做生物柴油

可惜的是它们在低温的时候流动性很差

而且它燃烧后残渣很少

所以 对于不同来源的油来说

科学家们一直在研究

不同来源的油脂做出来的生物柴油

都有它们最佳的应用范围

我们了解到合成生物柴油的化学机理

是非常简单的

那么您可以说说

像一早您说过的 在家就可以做出发动车辆的燃料

那其实到底在家里要做生物柴油是怎么样吗

你介意告诉我们

自己在家到底要怎么做生物柴油

嗯

制造生物柴油的过程非常简单

而且非常高效

这是为数不多的几个

转化率可以达到接近100%的化学反应

无限接近100%

当你准备做生物柴油的时候

你可以往一些醇类里面加苛性物质 强酸强碱

然后与油脂混合

然后你只需要搅拌大概两个小时吧

然后你只需要停止搅拌

让它静置分层

分层之后的上层液体就是你要的生物柴油

这个过程非常简单

然后我们用什么催化剂呢

你知道在化学上看 氢氧化钾是最好的

那么在我们家里可以找到这种强碱吗

或者说我们如何在家里弄点强碱出来

对于催化剂来说 其实还是比较有趣的

如果你去工厂看 像你说的

他们用氢氧化钾

如果说换做是在普通人的家里

洁厕灵(下水道清洁剂)是最好的选择

是的

在厕所里或者厨房会有

是的 这些东西可以帮助你溶解下水道里面的油污

里面的物质就是非常好的催化剂

效果还是不错的

刚才你也说制作生物柴油的原理很简单

材料也很容易找到

那如果说你被困在了一个遥远的无人荒岛上

可能就几颗椰子树

还有可能就一些水果吧

那种条件下行不行呢

是的 自己做催化剂也是非常好玩的

其实你可以烧了一些东西之后

那些灰分就可以充当强碱催化剂

如果你就像你说的有椰子树的话

你可以找个土方法从椰子里面把油榨出来

那么其实你就可以为你的船做燃料了

如果是柴油机驱动的话

其实你在岛上可以自己做催化剂

然后弄点椰子让他自然发酵一下获得一些乙醇

接下来的话

你就有生物柴油了

其实这种土方法在比如说有应急的情况

突然间资源变得很匮乏

例如像你一早说的

你家被僵尸围起来了

你可以在你家车库里找些洁厕灵

一点食用油 一点酒

你很快就可以做成燃料

开车到安全的地方

是的 我觉得这个是大家都可以知道的一个小技巧吧

其实燃料都不一定来自石油(原油)

其实有甘油三酯(食用油)的材料

是我们现在更应该用那些非食用来源的油脂

我们的食物组成中其实有很多的油脂

比如动物的脂肪啊

甚至一些昆虫

它们也算动物对吧

你也可以从鱼里面弄到油出来

如果你抓到一条大肥鱼的话

即使是虾和其他海洋里的动物也有油脂的

我们生物柴油工业现在的大趋势

是我们现在更应该用那些非食用来源的油脂

来减少食品供应的负担

我们的食物组成中其实有很多的油脂

但是我们不能因为要做燃料而让有些人吃不上饭

我们现在在寻找那些从废料里面获得的油脂

比如餐厅里面的废油

每家每户下水道里面的油膏

如果你打开下水道看看

人们排放的食物废渣在下水道发酵

浮在上面的那层非常恶心的东西便是地沟油

但是拿来做生物柴油是非常合适的

另外的一些来源

比如说用城市垃圾喂养昆虫

而且昆虫可以吃各种不同来源的有机废料

如地沟油 动物粪便

昆虫吃了之后

它们变肥之后有大量的蛋白质

那些含油量高的昆虫 可以提取油脂做生物柴油

剩下的蛋白可以拿来作动物饲料

这可能是非常完美的方案

可能不是最完美的

但这对于那些食品供应不足的国家和地区来说

是一种非常棒的解决方案

对于每个人来说

每天厨房中都产出废弃的油脂

我认为这是一件很好的 很超前的方法

既然我们提到了环境

那么生物柴油的资源都来自大自然

而且它是可再生的

而且它是可再生的

但是它会有其他的影响吗

比如说二氧化碳排放啊

当你用了这些可再生的能源的话

对整个地球会有什么其他影响吗

比如说燃料供应啊

还有排放等等

从环境的其他方面来看

还有什么影响吗

其实我希望它能对环境

有巨大的 良好的影响

就排放来说 生物柴油确实可以对环境产生良好的影响

因为它可以减少碳排放

但是它不可能作为燃料大量供应给人类

因为产量比石油低很多

所以它也没办法减少大量的碳排放

可能生物柴油可以占到1%的燃料供应

如果说所有的能源都变成可再生能源的话

这似乎是个很小的数字

但我认为我们如果能解决1%的能源供应问题

可能我们也离完全解决问题不远了

从另外的角度讲 制备生物柴油还有许多意义

如果我们把这些劣质油脂通过燃烧处理掉

那么不再有人会去把这些地沟油

回收并混进食品中

实际上存在有些人觉得这些油脂有利可图

他们通过不断精炼后做成像食用油一般的产品

我们真的不希望它们最终重新回到我们的餐桌

因为真是非常严重非常令人心寒的事情

确实一些很穷的地方

存在使用回收地沟油的事情

这对人类的健康影响危害是非常大的

在欧洲还发生过更严重的事情

他们把变压器的油添加到使用的油脂里面

然后这些混合的油脂被添加到动物饲料中

最后导致了大量牲畜的死亡

变压器油其实是和食用油完全不一样的东西

它是导电的液体

这对动物绝对是有毒的

刚才说的变压器的油

是不是也可以用来做生物柴油呢

不 这是个错误回收废弃用油的一个例子

其实现在对于废弃用油的回收机制

是不会让变压器的油

出现在食用油的用途中的

对 那么我之前看到一个关于排放的案例中

以前您上课的时候 也和我们提到在一些环境中

比如洞穴中 有些需要能源燃料的工况

工人们在挖矿的时候

同样也需要引擎驱动一些机械

生物柴油是不是也适合在那种

比较特殊的工况呢

是的

生物柴油已经被世界各地的采矿业所使用

它们确实在研究中发现在采矿业及其他地下作业时

是有比较特殊的优势的

尤其是在二十世纪八十年代

跨度差不多在二十年左右吧

石化柴油相比生物柴油

它们的氮元素和硫元素含量确实是比较高的

在燃烧的过程中

高氮高硫含量燃料的尾气其实毒性还是相当大的

是的

所以矿工们所做的就是在通风很差的地下环境中

使用生物柴油替代石化燃油

来减少地下作业时空气的毒性 从而保护作业人员

在其他密闭环境工况也是一样的

比如说在仓库里面的车辆也是可以使用生物柴油的

它也算是一个封闭的环境

然后我自己也有一个问题

正如你所知道的

像中国一样

一些车辆开始使用电能了

那么你觉得生物柴油的未来是什么样子的

我想说其实 内燃机的时代还是会持续比较长的时间

虽然我对车辆逐渐朝着电驱动的趋势非常支持

电动车的效率也是非常高的

其实我们倒不怎么关心

有多少份额的车辆已经转变成了电动车

或者我们到底使用哪几种燃料驱动汽车

我们可以通过电能

也通过烧掉一些废弃油脂来供能

你可能会发现

有些能源物质没有通过生物柴油的方式给汽车供能

其实他们可能通过发电等其他方式

最终也是回到汽车的能源中

我想今天的采访也接近尾声了

我们还是要再次感谢reaney教授

我相信 您今天分享十余年左右的生物柴油研究经验

也让我们受益匪浅

再次感谢您的到来 非常谢谢

同学们 相信通过Reaney教授和蔡博士的对话

大家可以发现对油脂

进行生物柴油的转化利用

其实就是可以发生在我们身边

在能源紧缺的时候

掌握生物柴油的一些土方法

有时候是可以解决一些棘手的问题

通过神奇的酯交换技术

食用油脂摇身一变成为可再生能源

生物柴油的使用

可以降低温室气体和有害气体排放

从而保护环境

保护我们的地球母亲

这节课就上到这里

谢谢大家