地溝油變身航空生物燃料新寵 仍面臨成本挑戰(zhàn)
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新華社圖片
“波音公司與中國商飛合作開發(fā)了一條地溝油的轉化途徑，通過這一新工藝得到的航空生物燃料產(chǎn)品的成本是現(xiàn)在石化航油的兩倍。這給后續(xù)進一步降低成本、提高商業(yè)化可行性提供了很好的起點。”在近期召開的“中國航空生物燃料發(fā)展研討會”上，中國商飛-波音航空節(jié)能減排技術中心資深研究員胡忠民興奮地告訴記者。
業(yè)內人士指出，由于中國的地溝油成分復雜，要真正“飛上天”，還面臨技術、成本等多方面的挑戰(zhàn)。盡管如此，作為全球第一大民航市場，中國發(fā)展航空生物燃料市場潛力巨大。應著眼于選擇適合中國國情的原料和技術路線，進行“本土化”發(fā)展?；蛟S再過5-10年時間，航空生物燃料的商業(yè)化應用將變成現(xiàn)實。
波音的本土化戰(zhàn)略
有數(shù)據(jù)顯示，中國每年消耗約2900萬噸食用油，而中國航空業(yè)每年使用2000萬噸航油，廢棄食用油具有成為可持續(xù)生產(chǎn)航空生物燃料原料的潛力。
2012年10月，中國商飛-波音航空節(jié)能減排技術中心啟動了“廢棄油脂”項目，從廢棄油脂（包括地溝油、食用油邊角料、餐飲廢油等）中尋找提煉航空燃料的妙方。
“經(jīng)過近兩年的研究，我們已發(fā)現(xiàn)一種新的轉化途徑，即將廢棄油脂簡單清洗后，先轉化為一種中間化工品，在此過程中去掉雜質，提高產(chǎn)品純度，然后基于這種中間品開發(fā)一系列后續(xù)的轉化方案。經(jīng)這種途徑生產(chǎn)出的航空生物燃料，已通過第三方檢測，技術可行性已被證實。”胡忠明稱。
據(jù)他介紹，直接加氫脫氧生產(chǎn)航空生物燃料的原料，通常是棕櫚油等植物油或者快餐店的餐飲廢油，這些油脂純度高、雜質簡單，對原料提純的要求較低。
“但中國地溝油成分復雜，不同批次差別極大，很難找到一個標準化的提純方案?！焙颐鞣Q，“因此，我們針對中國的地溝油，開發(fā)了一條全新的轉化途徑，最大程度保留廢棄油脂生物質中航空生物燃料所需的成分。”
中國證券報記者了解到，目前該項目已進入工廠中試階段，建設了一條日產(chǎn)0.5噸的航空生物燃料生產(chǎn)示范線，下月初進行正常生產(chǎn)，以驗證新的轉化途徑工業(yè)放大的可行性，并綜合評估新途徑的環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟性等一系列工業(yè)指標。
據(jù)悉，包括上述項目在內，波音公司在中國開展的航空生物燃料科研項目已達到20個，包括3個理論探索項目、12個實驗室階段驗證項目、兩個中試階段項目和3個原材料調研項目。
“波音希望基于符合中國國情的原料，以及結合中國優(yōu)秀的科研能力，一起開發(fā)世界領先的新技術。同時，波音會和研究伙伴一起，進行航空生物燃料國際標準的申報和審批，共同推動中國航空生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”波音中國技術與研發(fā)副總裁伍東揚這樣闡釋波音“本土化戰(zhàn)略”的初衷。
反擊“碳稅”的有力武器
航空生物燃料是以可再生資源為原料生產(chǎn)的航空煤油，與石化飛機燃料相比，可降低50%-80%的全壽命周期碳排放。歐美主要國家從2008年起陸續(xù)開展航空生物燃料的研發(fā)和試驗飛行，2011年起開始進行商業(yè)飛行。截至目前，各國航空公司已經(jīng)進行了1500多次使用這種燃料的載客飛行。
中國生物質能源產(chǎn)業(yè)技術創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟理事長馬隆龍指出，從生物質轉化到航空燃油的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在兩者成分的巨大差異以及航油產(chǎn)品的嚴格標準上?！澳壳皣H上共有8條主要轉化途徑，但只有3條得到了美國材料與試驗協(xié)會（ASTM）的審批?！?/p>
“此外，生物質中的氧含量非常高，轉化為航油的過程通常要求加氫脫氧。工業(yè)上氫氣來自于天然氣。我國的天然氣儲量不大，天然氣本身的需求就很旺盛。因此航空生物燃料對于氫氣的大量需求，也是一個比較嚴重的制約因素?！瘪R隆龍補充道。
中國對航空生物燃料的研發(fā)工作始于2009年，兩大石油巨頭擔綱主力。2011年10月，由中石油供應、從小桐子中提煉研制的航空生物燃料在我國首次試飛成功；2013年4月，中國石化自主研發(fā)的1號生物航煤在商業(yè)客機首次試飛成功，并于今年2月通過中國民航局首個生物航煤技術標準適航審定，獲得了商業(yè)化生產(chǎn)航空生物燃料的資質。我國也從此成為繼美國、法國、芬蘭之后第四個擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術的國家。
有業(yè)內人士指出，中國研發(fā)航空生物燃料的一大意義在于，有望在未來對沖歐盟的“碳稅”。
曾于2012年鬧得紛紛揚揚的歐盟強征“碳稅”事件中，歐盟一條法令曾指出，若一國采取了相應對等的碳減排措施，則可以從歐盟碳排放交易體系中得到豁免或兌換。
根據(jù)中航協(xié)統(tǒng)計，若中國航空公司被納入歐盟碳排放交易體系，2012年將因此增加總成本8億元人民幣，此后逐年遞增，2020年達到30億元。而根據(jù)歐盟的這條法令，我國航空生物燃料的積極研發(fā)和應用將成為在未來與歐盟談判的有力彈藥。
商業(yè)化或遭遇“死亡谷”
盡管石化業(yè)、航空業(yè)的國內外巨頭都在航空生物燃料的研發(fā)應用上絞盡腦汁，但成本高企依然是航空生物燃油一直未能實現(xiàn)商業(yè)化的最大障礙。
據(jù)馬隆龍介紹，目前航空生物燃料的原料根據(jù)其化學成分主要可分三大類：
第一類為動植物油脂，包括棕櫚油、麻風樹油、廢棄動物脂肪、餐飲廢油以及微藻油等，在中國年產(chǎn)量約500萬噸，其能量密度最高，化學成分與航油最接近，轉化工藝也相對比較成熟，但原料價格較貴，總成本約是石化航油的3-40倍；
第二類為糖和淀粉類，包括甘蔗糖、玉米淀粉、木薯淀粉以及制糖工業(yè)的廢液等，在中國年產(chǎn)量約為1000萬噸，目前生物發(fā)酵產(chǎn)生的航油產(chǎn)品只能以10%的最高比例與石化航油參混，總成本大約是后者的3-10倍。
第三類為木質纖維素，包括各種農作物的秸稈、玉米芯、林業(yè)廢棄木料、造紙廠廢液等，在中國的年產(chǎn)量大約為7億噸（中國目前一年消耗航油超過2000萬噸）。雖然量非常大，但技術上有較大挑戰(zhàn)性，前期設備投資巨大，成本是石化航油的10倍以上。
“當時商飛和波音做這個地溝油項目，目的很明確，就是想開發(fā)新的工藝以降低成本。目前為止，降低到兩倍左右是我們達到的水平，但從航空公司來講還是很難接受。”胡忠明認為，如果原料來源有相應保障，比如地溝油強制性回收，則有望將成本進一步拉低。
國際航協(xié)飛行環(huán)境總監(jiān)保羅·斯蒂爾曾指出，生物航油技術發(fā)展迅猛，試飛屢獲成功，發(fā)展已初現(xiàn)成效，但到實現(xiàn)大規(guī)模商用還將遭遇一個低谷，俗稱“死亡谷”。
“前一個階段的成果是行業(yè)努力所能達到的，但之后就需要更多政府層面的支持和幫助，包括鼓勵研發(fā)、降低投資風險、放寬準入、加強供應鏈合作、創(chuàng)造公平發(fā)展環(huán)境等。生物航油目前成本不菲，要達到年降低二氧化碳排放量2%的效果，需要每年投資100-150億美元。”保羅稱。
“航空生物燃料最終一定是要運用多種原料和多種轉化工藝，齊頭并進，才能滿足航空業(yè)對航空生物燃料的巨大需求。”伍東揚總結道。
