植物炼制沥青具有广阔的发展前景

 　　一、沥青资源的稀缺性已开始制约我国庞大公路网建设需求

　　根据正在实施的《国家高速公路网规划》，我国计划到2020年，全国高速公路规模达到8.5万公里。而去年，我国高速公路通车里程已经达到了7.4万公里，预计2011年底将能基本完成规划的里程。届时，我国人口超过20万的城市将全部用高速公路连接起来。

　　我国庞大的公路网建设规划，形成了对道路沥青的巨大需求。2010年，我国沥青的表观消费量超过了2000万吨，其中，沥青产量为1626万吨，进口沥青410万吨，创下了历史新高，也同时推动了价格不断攀升，超过5000元/吨的水平。可以预见，沥青的进口依存度必将会进一步提高。

　　随着石油资源的日渐枯竭，以及沥青价格不断攀升，已开始制约我国道路建设的可持续发展。目前，作为沥青的成熟替代原料——水泥，尽管可以在城市道路中发挥一定的作用，但水泥并不适合高速公路使用，其舒适性，汽车行驶安全性，路面膨胀性能以及路面沉降等因素均难以全部替代沥青的使用。

　　此外，石化沥青具有不可降解，路面翻新产生的废旧沥青利用率甚低，难以处理的缺点。在使用过程中，沥青烟中还含有大量致癌物质，污染环境，同时排放大量二氧化碳。国内外，许多专家为此致力于“石化沥青温拌技术”的研发，通过溶剂或表面活性剂将加工温度控制在130摄氏度以内，避免青烟的产生，但该技术成本高昂，仍难以大规模推广使用。

　　二、植物炼制沥青市场仍有待培育

　　目前，市场出现的植物沥青大都是植物油炼制后的废弃物，约占植物油质量分数的3～5%左右。其主要成分为60～80%的脂肪酸和植物醇，油溶性与沥青接近，主要应用于铸造粘合剂和防水沥青等领域，或直接作为重油填充料燃烧掉。

　　2010年国内植物油产量大约为3900万吨，1千多家企业从事植物油加工，按照上述比例推算，植物沥青每年产量大约为117～195万吨。由于分布较广，质量良莠不齐，收集和运输成本限制，至今难以发挥使用。因此，国内专家学者大都集中在植物炼制沥青的再开发利用上，希望从油脚中进一步提炼出一些有用的有机酸或菑醇等，极少从沥青替代的角度去思考其应用，有关文章也鲜有报道。

　　2009年英国材料产业联合会的专家利用植物沥青(Vegetex)代替铺设柏油公路所需沥青的20%，取得了成功。该种沥青不但具有可再生的概念，而且还可以在低温下加工，能耗更低，减少“温拌沥青技术”所依赖的溶剂，降低成本。

　　三、生物化工产业为可再生环保沥青的发展打开了一个新的思路

　　英国的专家尽管在技术上可以开发出可替代石化沥青的植物沥青，但由于受到原料和市场的限制，难有大的作为。相比较而言，中国拥有十分丰富的可再生植物资源，特别是秸秆作物资源，蓬勃发展的生物化工技术已经可以分解玉米秸秆中的多糖，其中一个路径就是炼制燃料乙醇或多元醇，还有一个路径就是多元糖类物质经过酸化或酯化处理后，可部分替代石化沥青，达到防水卷材或道路沥青的要求。

　　长春大成实业集团自2010年开始率先在国内致力于植物炼制沥青的开发，利用淀粉质材料或玉米秸秆中的C5、C6糖经过酯化或环化处理成大分子化合物之后，添加到沥青当中，减少沥青的用量，达到部分替代的目的。在防水卷材的多次试验中根据效果的要求，可以替代5～15%的石化沥青。

　　相比植物油脚的提炼，生物化工法炼制的可再生沥青完全具备工业化大规模生产的要求，根据我们的测算，玉米秸秆有用的C5、C6糖大约占到其质量比重的60%左右，可直接提炼成高附加值的燃料乙醇或者多元醇，余下30%部分可直接炼制成植物沥青，相当于每吨玉米秸秆的18%可以炼制成植物沥青。

　　保守估计，仅我国玉米大省吉林省，每年玉米秸秆的产量就大约有3600万吨，目前，当地农户大都直接燃烧成灰作为肥料回用，造成了大量的浪费和二氧化碳排放，污染环境。如果，其中的一半秸秆能够有效利用起来提炼成植物沥青，大约可以形成324万吨的年产能，接近我国目前需要从国外进口石化沥青的总量，具有非常重要的战略意义。

　　从经济回报看，目前，吉林省玉米秸秆的收购价是400元/吨，可综合利用价值部分占60%。其中，炼制燃料乙醇或多元醇的比例占42%，市场平均售价为8000元/吨，余下18%可炼制成植物沥青，假设植物沥青售价为3000元/吨，那么综合每吨的产品价值将可以达到3684元，产品价值与原料成本之比为9.21：1，价值提升空间巨大，因而，玉米秸秆具有十分可观的开发利用价值。目前，秸秆制燃料乙醇或多元醇的技术已经十分成熟，植物炼制沥青的开发利用也已经指日可待。

　　四、创新的产品需要创新的应用思维

　　如果我们仅仅依靠植物油脚的综合开发利用，是难以满足我国石化沥青市场需求的，因为由于单个加工企业的油脚规模均很小且分散，造成收集成本过高。但生物化工企业目前正蓬勃发展，规模日渐强大，特别是植物秸秆的综合利用开发，就可以形成较大的单产规模和产能，满足石化沥青的市场需求。植物沥青除了在铺路和防水卷材等领域应用以外，还可以作为良好的制模粘合剂使用。

　　植物沥青不属于多芳环复杂化合物，它具有低碳环保和可再生的优点，未来石化沥青枯竭后，我们依然可以透过植物炼制技术源源不断地生产出来。此外，与石化沥青有着明显区别的是，植物沥青具有一定的亲水性和可降解性，不能简单给予替代使用，必须采用一些表面活性溶剂或者乳化剂配合使用，改善与石化沥青的相容性。

　　植物沥青常温下具有良好的流动性，与石化沥青均匀混和后，起到一定的增稠作用，会增加沥青与碳酸钙或者石料的粘合性及亲和力，不易出现沉降分层，使铺洒更加均匀。

　　英国交通研究实验室的环境顾问认为，如果植物沥青在再循环利用以及耐久性方面改进到石化沥青的水平，那么植物沥青将具有广阔的发展前景。