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地沟油变身航空生物燃料新宠 仍面临成本挑战

生物柴油

    新华社图片

  “波音公司与中国商飞合作开发了一条地沟油的转化途径,通过这一新工艺得到的航空生物燃料产品的成本是现在石化航油的两倍。这给后续进一步降低成本、提高商业化可行性提供了很好的起点。”在近期召开的“中国航空生物燃料发展研讨会”上,中国商飞-波音航空节能减排技术中心资深研究员胡忠民兴奋地告诉记者。

  业内人士指出,由于中国的地沟油成分复杂,要真正“飞上天”,还面临技术、成本等多方面的挑战。尽管如此,作为全球第一大民航市场,中国发展航空生物燃料市场潜力巨大。应着眼于选择适合中国国情的原料和技术路线,进行“本土化”发展。或许再过5-10年时间,航空生物燃料的商业化应用将变成现实。

波音的本土化战略

  有数据显示,中国每年消耗约2900万吨食用油,而中国航空业每年使用2000万吨航油,废弃食用油具有成为可持续生产航空生物燃料原料的潜力。

2012年10月,中国商飞-波音航空节能减排技术中心启动了“废弃油脂”项目,从废弃油脂(包括地沟油、食用油边角料、餐饮废油等)中寻找提炼航空燃料的妙方。

  “经过近两年的研究,我们已发现一种新的转化途径,即将废弃油脂简单清洗后,先转化为一种中间化工品,在此过程中去掉杂质,提高产品纯度,然后基于这种中间品开发一系列后续的转化方案。经这种途径生产出的航空生物燃料,已通过第三方检测,技术可行性已被证实。”胡忠明称。

  据他介绍,直接加氢脱氧生产航空生物燃料的原料,通常是棕榈油等植物油或者快餐店的餐饮废油,这些油脂纯度高、杂质简单,对原料提纯的要求较低。

  “但中国地沟油成分复杂,不同批次差别极大,很难找到一个标准化的提纯方案。”胡忠明称,“因此,我们针对中国的地沟油,开发了一条全新的转化途径,最大程度保留废弃油脂生物质中航空生物燃料所需的成分。”

  中国证券报记者了解到,目前该项目已进入工厂中试阶段,建设了一条日产0.5吨的航空生物燃料生产示范线,下月初进行正常生产,以验证新的转化途径工业放大的可行性,并综合评估新途径的环保性、安全性、经济性等一系列工业指标。

  据悉,包括上述项目在内,波音公司在中国开展的航空生物燃料科研项目已达到20个,包括3个理论探索项目、12个实验室阶段验证项目、两个中试阶段项目和3个原材料调研项目。

  “波音希望基于符合中国国情的原料,以及结合中国优秀的科研能力,一起开发世界领先的新技术。同时,波音会和研究伙伴一起,进行航空生物燃料国际标准的申报和审批,共同推动中国航空生物燃料产业的发展。”波音中国技术与研发副总裁伍东扬这样阐释波音“本土化战略”的初衷。

反击“碳税”的有力武器

  航空生物燃料是以可再生资源为原料生产的航空煤油,与石化飞机燃料相比,可降低50%-80%的全寿命周期碳排放。欧美主要国家从2008年起陆续开展航空生物燃料的研发和试验飞行,2011年起开始进行商业飞行。截至目前,各国航空公司已经进行了1500多次使用这种燃料的载客飞行。

  中国生物质能源产业技术创新战略联盟理事长马隆龙指出,从生物质转化到航空燃油的挑战,主要表现在两者成分的巨大差异以及航油产品的严格标准上。“目前国际上共有8条主要转化途径,但只有3条得到了美国材料与试验协会(ASTM)的审批。”

  “此外,生物质中的氧含量非常高,转化为航油的过程通常要求加氢脱氧。工业上氢气来自于天然气。我国的天然气储量不大,天然气本身的需求就很旺盛。因此航空生物燃料对于氢气的大量需求,也是一个比较严重的制约因素。”马隆龙补充道。

  中国对航空生物燃料的研发工作始于2009年,两大石油巨头担纲主力。2011年10月,由中石油供应、从小桐子中提炼研制的航空生物燃料在我国首次试飞成功;2013年4月,中国石化自主研发的1号生物航煤在商业客机首次试飞成功,并于今年2月通过中国民航局首个生物航煤技术标准适航审定,获得了商业化生产航空生物燃料的资质。我国也从此成为继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术的国家。

  有业内人士指出,中国研发航空生物燃料的一大意义在于,有望在未来对冲欧盟的“碳税”。

  曾于2012年闹得纷纷扬扬的欧盟强征“碳税”事件中,欧盟一条法令曾指出,若一国采取了相应对等的碳减排措施,则可以从欧盟碳排放交易体系中得到豁免或兑换。

  根据中航协统计,若中国航空公司被纳入欧盟碳排放交易体系,2012年将因此增加总成本8亿元人民币,此后逐年递增,2020年达到30亿元。而根据欧盟的这条法令,我国航空生物燃料的积极研发和应用将成为在未来与欧盟谈判的有力弹药。

商业化或遭遇“死亡谷”

  尽管石化业、航空业的国内外巨头都在航空生物燃料的研发应用上绞尽脑汁,但成本高企依然是航空生物燃油一直未能实现商业化的最大障碍。

据马隆龙介绍,目前航空生物燃料的原料根据其化学成分主要可分三大类:

  第一类为动植物油脂,包括棕榈油、麻风树油、废弃动物脂肪、餐饮废油以及微藻油等,在中国年产量约500万吨,其能量密度最高,化学成分与航油最接近,转化工艺也相对比较成熟,但原料价格较贵,总成本约是石化航油的3-40倍;

  第二类为糖和淀粉类,包括甘蔗糖、玉米淀粉、木薯淀粉以及制糖工业的废液等,在中国年产量约为1000万吨,目前生物发酵产生的航油产品只能以10%的最高比例与石化航油参混,总成本大约是后者的3-10倍。

  第三类为木质纤维素,包括各种农作物的秸秆、玉米芯、林业废弃木料、造纸厂废液等,在中国的年产量大约为7亿吨(中国目前一年消耗航油超过2000万吨)。虽然量非常大,但技术上有较大挑战性,前期设备投资巨大,成本是石化航油的10倍以上。

  “当时商飞和波音做这个地沟油项目,目的很明确,就是想开发新的工艺以降低成本。目前为止,降低到两倍左右是我们达到的水平,但从航空公司来讲还是很难接受。”胡忠明认为,如果原料来源有相应保障,比如地沟油强制性回收,则有望将成本进一步拉低。

  国际航协飞行环境总监保罗·斯蒂尔曾指出,生物航油技术发展迅猛,试飞屡获成功,发展已初现成效,但到实现大规模商用还将遭遇一个低谷,俗称“死亡谷”。

  “前一个阶段的成果是行业努力所能达到的,但之后就需要更多政府层面的支持和帮助,包括鼓励研发、降低投资风险、放宽准入、加强供应链合作、创造公平发展环境等。生物航油目前成本不菲,要达到年降低二氧化碳排放量2%的效果,需要每年投资100-150亿美元。”保罗称。

  “航空生物燃料最终一定是要运用多种原料和多种转化工艺,齐头并进,才能满足航空业对航空生物燃料的巨大需求。”伍东扬总结道。

 






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