地沟油变生物燃料“喂饱”升级柴油车

餐废油脂“收运、处置、应用”全过程产业链闭环管理模式

说到“地沟油”，人们往往一脸嫌弃。餐废油脂（地沟油）回流餐桌严重危害人体健康，影响食品安全。殊不知，餐废油脂制生物柴油是性能优良的碳中性燃料，能助力交通领域“碳达峰、碳中和”。不过，餐废油脂处置及资源化利用存在“一致性制备难、发动机自适应控制难、资源化闭环应用难”等痛点。

科学研究如何助力餐废油脂处置及资源化利用？同济大学汽车学院楼狄明教授带领的团队为此展开了持久探索和攻关。他们以餐废油脂为原料，进行脂化后制备出车用级生物柴油，攻克了柴油机自适应控制技术等难题，获得2022年度上海市科技进步奖一等奖。

首创成套技术 解决制备难题

餐废油脂（地沟油）主要包括煎炸食品的废弃油脂、排入下水道的废弃油脂，以及厨余垃圾中的废弃油脂。上海有餐馆等产油单位4.9万余家，每年产生地沟油约10万吨，治理难度和资源化利用空间巨大。

“餐废油脂来源复杂，酸值波动极大，含有清洁剂、调味料等各类杂质，在生产制备过程中对工艺控制和品质控制要求极高。”楼狄明及团队成员张学旺说道。

项目创新地通过纳米级金属氧化物掺杂，强化催化剂活性组分的附着力，从而适应餐废油脂的酸值波动，提高催化剂活性、选择性和使用寿命。

与此同时，团队首创了全连续、全自动、一体化、分步式四塔联蒸餐废油脂制车用生物柴油成套技术，通过多级处理、空间酯化、智能精馏、在线调和等技术实现了复杂来源餐废油脂全过程连续化、自动化高质量生产，解决了餐废油脂生物柴油的一致性制备难题。

实现精准喷油 提高燃烧效率

“团队在调研中发现，车用生物柴油在使用过程中应用比例灵活，柴油机工况瞬变，导致生物柴油发动机‘喷油控制自适应难、灵活比例高效燃烧难、PM与NOx排放协同控制难’等痛点。”团队成员胡志远说。

针对发动机喷油控制自适应难这一痛点，团队创新提出根据生物柴油比例和柴油机工况在线调整喷油的想法，发明了多模型耦合的生物柴油发动机自适应燃料喷射控制方法，通过采集燃油温度、冷却液温度、车速、油门位置等多源传感器信号，进行多模型耦合，在线调整喷油控制策略，从而实现定时、定点、定量精准喷油，解决了生物柴油发动机喷油控制自适应难的问题。

“生物柴油灵活比例高效燃烧难的核心是燃烧模式控制。”团队成员王忠说。项目组首先进行了灵活比例生物柴油燃烧基础研究，认清了灵活比例生物柴油“微爆破碎”和“复合火焰传播”的本质，在此基础上提出了“活性预混主导、含氧基团催化、多点着火扩散、湍流燃烧可控”的高效燃烧模式，提高了灵活比例生物柴油燃烧效率。

创新合作模式 将进一步推广

“餐废油脂回收、制备到应用环节多、产业链长、监管难，闭环应用技术体系缺乏。”楼狄明说。

在上海市食药安办、市科委、交通委和食安联的大力支持下，项目组形成了政—产—学—研—用深度合作的创新模式，打通了全系列车用生物柴油应用技术体系，推动了上海市餐废油脂“收运、处置、应用”全过程全产业链闭环监管体系的建立，通过信息化手段全方位阻断了地沟油回流餐桌的可能。

“这项餐废油脂处置和资源化利用项目的推广实施，可实现年碳减排2250万吨，碳交易额超过13亿元，在保障食品安全的同时促进交通运输行业低碳、可持续发展，将在全国餐废油脂治理和资源化利用中扮演重要角色。”楼狄明说。团队将持续推动餐废油脂处置和资源化利用“上海模式”的推广，向着全国餐废油脂全部实现资源化利用这一目标迈进。本报记者 张炯强