地溝油變身航空生物燃料新寵 仍面臨成本挑戰
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新華社圖片
“波音公司與中國商飛合作開發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品的成本是現在石化航油的兩倍。這給后續進一步降低成本、提高商業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展研討會”上，中國商飛-波音航空節能減排技術中心資深研究員胡忠民興奮地告訴記者。
業內人士指出，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。盡管如此，作為全球第一大民航市場，中國發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”發展。或許再過5-10年時間，航空生物燃料的商業化應用將變成現實。
波音的本土化戰略
有數據顯示，中國每年消耗約2900萬噸食用油，而中國航空業每年使用2000萬噸航油，廢棄食用油具有成為可持續生產航空生物燃料原料的潛力。
2012年10月，中國商飛-波音航空節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。
“經過近兩年的研究，我們已發現一種新的轉化途徑，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，提高產品純度，然后基于這種中間品開發一系列后續的轉化方案。經這種途徑生產出的航空生物燃料，已通過第三方檢測，技術可行性已被證實。”胡忠明稱。
據他介紹，直接加氫脫氧生產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。”胡忠明稱，“因此，我們針對中國的地溝油，開發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0.5噸的航空生物燃料生產示范線，下月初進行正常生產，以驗證新的轉化途徑工業放大的可行性，并綜合評估新途徑的環保性、安全性、經濟性等一系列工業指標。
據悉，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，以及結合中國優秀的科研能力，一起開發世界領先的新技術。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業的發展。”波音中國技術與研發副總裁伍東揚這樣闡釋波音“本土化戰略”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年起陸續開展航空生物燃料的研發和試驗飛行，2011年起開始進行商業飛行。截至目前，各國航空公司已經進行了1500多次使用這種燃料的載客飛行。
中國生物質能源產業技術創新戰略聯盟理事長馬隆龍指出，從生物質轉化到航空燃油的挑戰，主要表現在兩者成分的巨大差異以及航油產品的嚴格標準上。“目前國際上共有8條主要轉化途徑，但只有3條得到了美國材料與試驗協會（ASTM）的審批。”
“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。”馬隆龍補充道。
中國對航空生物燃料的研發工作始于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，中國石化自主研發的1號生物航煤在商業客機首次試飛成功，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，獲得了商業化生產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生產技術的國家。
有業內人士指出，中國研發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。
根據中航協統計，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。而根據歐盟的這條法令，我國航空生物燃料的積極研發和應用將成為在未來與歐盟談判的有力彈藥。
商業化或遭遇“死亡谷”
盡管石化業、航空業的國內外巨頭都在航空生物燃料的研發應用上絞盡腦汁，但成本高企依然是航空生物燃油一直未能實現商業化的最大障礙。
據馬隆龍介紹，目前航空生物燃料的原料根據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的廢液等，在中國年產量約為1000萬噸，目前生物發酵產生的航油產品只能以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、林業廢棄木料、造紙廠廢液等，在中國的年產量大約為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。
國際航協飛行環境總監保羅·斯蒂爾曾指出，生物航油技術發展迅猛，試飛屢獲成功，發展已初現成效，但到實現大規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、降低投資風險、放寬準入、加強供應鏈合作、創造公平發展環境等。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，才能滿足航空業對航空生物燃料的巨大需求。”伍東揚總結道。
