国家可再生能源实验室 (NREL) 的研究人员表示，目前阻碍在石油柴油中混合使用更大比例生物质柴油的障碍已经确定，并提出了克服这些障碍的策略。

生物衍生的柴油机目前使用的燃料以相对较低的比例（通常为 5% 至 20%）与石化柴油混合。NREL 团队研究了高得多的生物柴油与可再生柴油和石化柴油的混合物的性能。他们专门检查了 20%、40%、60% 和 80% 的混合物。

改用更高比例的生物质柴油将减少交通运输部门排放的温室气体量。生物柴油是由脂肪、油和油脂制成的含氧化合物。可再生柴油由相同的原料制成，但加工成化学性质与石化柴油相似的碳氢化合物。

新发表的研究通讯作者、NREL 高级研究员罗伯特·麦考密克 (Robert McCormick) 表示：“这让我感到惊讶，但每年都会发表数千篇有关生物柴油的论文，但几乎没有人会研究含量超过 20% 的混合物。”纸题为“潜在限制生物质柴油高级混合物的特性”，发表在该杂志上能源与燃料。“这项研究解决了生物柴油混合物的主要数据差距，因为它着眼于高级混合物，也因为它着眼于可再生柴油和石化柴油的混合物。生物柴油与可再生柴油的混合物是 100% 可再生的。”

该论文由同样来自 NREL 的研究人员 Gina Fioroni、Nimal Naser 和 Jon Luecke 共同撰写。

研究人员检查了由大豆油生产的生物柴油，大豆油是美国最常用的制造燃料的原料。

他们指出，目前还缺乏对混合浓度超过 20% 的生物柴油特性的详细了解。

重型长途卡车和越野设备、海运和商用飞机即使小型车辆的电气化程度不断提高，预计仍将继续需要液体燃料。这些燃料需要产生低净温室气体排放（例如生物柴油和可再生柴油），并且与现有发动机兼容。与石化柴油相比，生物柴油和可再生柴油的使用预计可将运输相关的温室气体排放量减少 40% 至 86%，具体取决于所使用的原料。

麦考密克用生物柴油说混合大于约 50%，“你开始与石油产生性能差异，这可能会出现问题。”低于 50%，差异不会构成太大的挑战。

然而，超过 50% 的生物柴油混合物所带来的挑战是可以缓解的。例如，必须在冬季重新配制柴油，以确保浊点（蜡开始形成的温度）低于预期的环境温度。

蜡会导致燃油滤清器堵塞，从而导致发动机无法运转。生物柴油的浊点可低至 20°F，但对于大豆来说，生物柴油的浊点约为 32°F，这使得在冬季较冷的地区使用 100% 生物柴油存在问题。

“这个问题可以通过降低混合水平或在冬季将生物柴油混合到具有较低浊点的不同碳氢化合物混合原料中来解决，就像目前 B20 [20% 生物柴油和 80% 的混合物石油麦考密克说。“类似的策略可用于降低生物柴油的高沸点，该沸点接近柴油沸程的顶部。”

沸点较低的碳氢化合物混合物（例如煤油）可用于超过 50% 的生物柴油混合物，从而缓解发动机冷启动、发动机润滑油中燃料积聚以及排放控制催化剂“轻排放”的潜在失效等挑战。关闭”或达到足够高的温度。

该研究还检查了其他燃料特性，例如密度、氧化稳定性和含水量以确定这些是否可能限制生物柴油的混合。例如，随着生物柴油的混合量增加，氧化稳定性可能会降低，但可以通过使用更高含量的抗氧化添加剂来解决这个问题。

未来需要进行大量研究来应对高水平的挑战生物柴油混合物，特别是它们如何影响柴油发动机排放控制系统。NREL 论文可作为应对这些挑战的研究路线图。