“地溝油”動力飛機(jī)，你敢坐嗎?

【推薦作者，劉疏桐，環(huán)境與能源管理碩士，國際環(huán)保及碳減排認(rèn)證ISCC 技術(shù)委員會成員，曾就職于世界第一家商業(yè)化生物航空燃料供應(yīng)商SkyNRG，目前在歐洲最大的生物燃料貿(mào)易批發(fā)商之一，做商務(wù)開發(fā)工作】

【推薦理由：臭名昭著的“地溝油”居然能帶人飛躍千山萬水?這是最近大家都在關(guān)注的一條消息。但到底什么是“地溝油”?通過什么技術(shù)手段把地溝油變廢為寶?西方居然也有非法“地溝油”么?作者從發(fā)展歷程和技術(shù)路徑等多個(gè)角度為我們解答了以上問題?！?/p>

近日，波音公司與中國商用飛機(jī)有限責(zé)任公司合作試產(chǎn)“地溝油”航空燃料，這個(gè)消息可能讓大家對”地溝油”上天又有了興趣。其實(shí)，世界上很多家航空公司也已經(jīng)試飛過生物航空燃料了。“地溝油變?nèi)加?rdquo;這個(gè)話題曾經(jīng)在2012年就爆發(fā)過，曾有傳聞稱荷蘭航空準(zhǔn)備在國內(nèi)采購2000噸地溝油作為航油原料，但隨后被相關(guān)公司出面否認(rèn)。

“地溝油”變?nèi)加筒⒎遣豢赡埽旱販嫌透牧己蟮娜加推鋵?shí)是一種以“地溝油”為原料制備的生物燃料，目前已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)作階段。想知道“地溝油”如何變廢為寶，讓我們先了解一下“生物航空燃料”。

什么是生物航空燃料?

生物航空燃料(Aviation Biofuel或Biojet fuel)是生物能源之一。生物能源是我們運(yùn)用最廣泛的可再生能源，也是可再生能源開發(fā)利用的重要方向。現(xiàn)代生物能源主要分為三類：生物質(zhì)(Biomass)直接燃燒, 生物氣(Biogas)和液體生物燃料(Liquid Biofuel)。目前應(yīng)用最廣泛使用的生物燃料包括生物柴油(Biodiesel)和燃料乙醇(Bioethanol)，而用于航空飛行的生物航空燃料是這個(gè)行業(yè)里面最新的細(xì)分發(fā)展。

飛機(jī)選用生物燃料：為了環(huán)境，也為了省錢

雖然航空業(yè)每年排放的溫室氣體約占全球溫室氣體排放的2%左右，但卻是目前排放量增長最快的行業(yè)之一。面對各個(gè)行業(yè)都在努力實(shí)現(xiàn)減排的大趨勢，航空業(yè)也積極探索減少溫室氣體排放的途徑。除了逐步提高燃油效率之外，生物質(zhì)航空燃料成為了減排的最佳途徑之一。除了環(huán)保，經(jīng)濟(jì)因素也是航空業(yè)轉(zhuǎn)向生物質(zhì)能的動因之一。雖然近期油價(jià)持續(xù)下跌，但面對油越采越少的事實(shí)，目前的下跌可能只是階段性的，許多公司認(rèn)為未來總有一天要面對如何控制能源成本的難題，而及早采用生物質(zhì)能則是解決這一難題的手段之一。

以下圖表顯示的是國際航空運(yùn)輸協(xié)會(IATA)的二氧化碳減排戰(zhàn)略,計(jì)劃在2005年到2050年期間減少一半的排放量↓↓↓

用地溝油的飛機(jī)已經(jīng)上過天啦

最早提出“替代航空燃料”(Alternative Jet fuel)這一理念的是美國空軍。早在2006年，他們就試飛了用天然氣為原料的替代型航空燃料。但最早試飛采用生物航空燃料飛機(jī)的是英國維珍大西洋航空公司(Virgin Atlantic)：2008年維珍試飛的飛機(jī)采用的燃料是由80%普通燃油和20%椰子油調(diào)和而成的。

隨后，多家航空公司都進(jìn)行過類似的試飛活動：2009年11月，荷蘭航空(KLM)進(jìn)行了第一次生物燃料飛機(jī)的載人飛行，并于2011年6月實(shí)現(xiàn)了全球首例采用生物燃料飛行器的商業(yè)飛行，將171名乘客從荷蘭阿姆斯特丹運(yùn)送到了法國巴黎。承擔(dān)此次飛行任務(wù)的飛機(jī)的1個(gè)引擎使用了50%調(diào)和的生物燃料，而且其原料就是所謂的”地溝油”。到目前為止，已經(jīng)有20多家航空公司進(jìn)行了生物燃料飛行器的商業(yè)飛行。

地溝油是怎么變?nèi)加偷?

雖然生物航空燃料的確處在技術(shù)領(lǐng)域尖端, 但也并非外界傳說的那么“逆天”。目前，生物航空燃料采用的主要工藝有加氫(Hydrotreated Esters and Fatty Acids，HEFA)和費(fèi)托合成(Fischer –Tropsch，F(xiàn)T)。主要技術(shù)差別在于效率、能耗以及資源整合水平。以下是一些技術(shù)路線的整合和總結(jié)：

我們可以看到，只要是油脂類的原料都可以經(jīng)過加氫工藝轉(zhuǎn)化成為生物航油。個(gè)人分析認(rèn)為，本次剛成立的中美航空生物燃料示范項(xiàng)目是將現(xiàn)有的“地溝油”進(jìn)行一道預(yù)處理后再做加氫轉(zhuǎn)化處理，最終獲得航空燃油。

生物航空燃料可以達(dá)到并必須通過ASTM Jet A1 標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證后方可投入使用, 而目前加氫技術(shù)和費(fèi)托合成生產(chǎn)的生物燃料已經(jīng)達(dá)到了此標(biāo)準(zhǔn), 即可以0-50%的比例調(diào)和到普通燃油中進(jìn)行“Drop-in”使用, 未來有希望可以達(dá)到100%使用。“Drop-in”是生物航空燃料的一個(gè)非常重要的特點(diǎn)，這代表可以直接作為替代燃料加入到普通飛機(jī)引擎中使用，飛機(jī)及發(fā)動機(jī)本身不需要做任何改動。

國內(nèi)外“地溝油”大不同

拋開國內(nèi)的情況不談，在業(yè)界，“地溝油”其實(shí)是指廢棄回收油脂(Used Cooking Oil), 包括回收的煎炸油餐廚油等。 但是在國內(nèi)，地溝油的情況較為復(fù)雜，真的有從地溝里回收的名副其實(shí)的地溝油……前文可見，不同的技術(shù)路線需要搭配不同的原料, 在加氫這條技術(shù)路線中，包括各種動植物油脂都可以作為原料使用。所以國內(nèi)的”地溝油”的確需要進(jìn)行一步預(yù)處理才能夠進(jìn)一步轉(zhuǎn)化。

除了基本的技術(shù)工藝差異之外, 所用原材料直接決定了成品生物燃料的環(huán)保性。生物柴油在歐美以及東南亞已經(jīng)是非常成熟的產(chǎn)業(yè)了, 但是目前主要是以一代糧食作物油脂作為原材料, 比如棕櫚油、 大豆油、菜籽油等等, 這些都與國際期貨市場相連。于是，就產(chǎn)生了爭議：很多人認(rèn)為以食物為原料來生產(chǎn)能源變相抬高了國際食物供應(yīng)的價(jià)格,也會產(chǎn)生荒漠化和土地用途變更等問題。所以，生物航空燃料業(yè)從最初開始就立志用更環(huán)保的“二代原材料”，包括廢棄物和一些非糧作物等。同時(shí)，為了進(jìn)一步的確保它的環(huán)保性, 這些項(xiàng)目都有世界自然基金會參與, 整個(gè)生物航空燃料供應(yīng)鏈也通過了歐盟“可持續(xù)材料圓桌會議”(Round Table for Sustainable Material )認(rèn)證。

再來看成本。目前，生物航空燃料成本大概是普通航空燃油的2到3倍左右。這樣的高成本既和原材料有關(guān)也和市場有關(guān)。首先，由于沒有規(guī)?；臒拸S進(jìn)行大批量生產(chǎn), 很難聚集大批量的原材料, 導(dǎo)致成本太高終端航空公司很難承諾大批量的采購，隨后所以陷入一個(gè)死循環(huán).。要知道，一個(gè)產(chǎn)業(yè)從技術(shù)研發(fā)到正式商業(yè)化面臨著巨大的轉(zhuǎn)變挑戰(zhàn)。

生物航空燃料產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展

雖然國際上大的能源和石油公司目前還處于觀望當(dāng)中，但如此高大上逆天的產(chǎn)業(yè)中國企業(yè)怎么能落下呢?!中石油2008年就開始采用美國技術(shù)以小桐子(Jatropha)為原料進(jìn)行研發(fā)生產(chǎn)，并于2011年試飛成功。中石化從2009年開始走自己研發(fā)的路線，并成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的生物航煤生產(chǎn)技術(shù)。2011年12月，首次生產(chǎn)出以棕櫚油為原料的合格生物航煤。2012年10月，中石油又成功將餐飲廢油轉(zhuǎn)化為生物航煤產(chǎn)品，并于2013年4月試飛成功。而這次波音和商飛的合作是針對中國特色的”地溝油”進(jìn)行了積極的研發(fā)，是非常值得鼓勵的。

生物燃料的發(fā)展的確面臨著很多挑戰(zhàn), 在我們解決和發(fā)展技術(shù)的同時(shí), 更要積極的發(fā)展原材料和供應(yīng)鏈的可持續(xù)性。在中國，除了企業(yè)之外，政府部門也應(yīng)積極參與，通過打擊”地溝油”的非法倒賣, 把它們引導(dǎo)到生物燃料的”正途”上來, 既緩解了食品安全健康危機(jī)，又提供了清潔的可再生能源，一舉多得。

正所謂好“地溝油”帶你飛躍千山萬水, 壞”地溝油”讓你的胃翻江倒海!