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航油加速寻找替代品 生物燃料风头正劲

发布者:汇龙生物能源   发布时间:2019-8-17 11:38:02

随着燃油成本在航空公司运营成本中所占比例不断扩大,以及航空公司碳减排压力的不断增加,各航空公司都开始加速寻找可替代性的航空燃料,参与者还包括石油公司以及飞机制造商。目前开发替代燃料过程中所需要解决的问题仍然很多,既包括成本方面,又涉及环保问题。
  陈姗姗 罗茜

  从今年9月开始,荷兰皇家航空公司执飞的阿姆斯特丹往返巴黎的200个航班将正式使用生物燃料作为动力之一。很多人可能想象不到,他们所用的生物燃料是由“地沟油”加工而来。
  事实上,随着燃油成本在航空公司运营成本中所占比例不断扩大,以及航空公司碳减排压力的不断增加,各航空公司都开始加速寻找可替代性的航空燃料。当然,参与者还包括石油公司,以及飞机制造商们。
  于是,近几年来,越来越多的生物开始被提炼转化为燃料,出现频率最高的有麻风树、亚麻荠以及海藻。如今,荠蓝、“地沟油”也开始加入替代燃料的行列。
  根据国际航空运输协会发布的报告,预计第二代生物燃料将在2012年开始正式商用,在2040年其比例将达到总燃料的50%,摆脱对石油的惟一依赖,并希望在2050年实现减排50%的目标。
  然而,开发替代燃料过程中所需要解决的问题仍然很多,既包括成本方面,又涉及环保问题。
  “地沟油”的新角色
  对荷兰皇家航空公司来说,使用“地沟油”作为航空替代燃料是一次令人满意的尝试。
  在荷兰,餐馆和食品店都有着较为规范的回收系统,一般剩余的厨后菜油会采集起来循环使用,作为家畜饲料添加,或进行分解,或制为生物燃料。而家庭用的厨后菜油一般倒入垃圾桶或冲入厕所,从来没有回收利用过。
  这样的情况被荷兰皇家航空公司看在眼里,他们认为,这些用过的食用植物油也可以成为不错的航空替代燃料。
  于是,荷兰皇家航空旗下的SkyNRG公司被要求利用这些烹饪后的植物油来生产新型的航空燃油。最终,他们决定选择采用“加氢可再生飞行燃料”技术。这一技术是先将植物油进行脱氧处理,然后经过一系列的有机化学过程,关键一步是进行加氢裂化,在持续的氢气压力作用下,分子间碳键被破坏生成较小的碳氢化合物,其产物就是不饱和烃,然后再进行“异构化”,即将化学物质的自身组成结构进行改变,真正成为所需要的“可再生飞行燃料”。
  荷兰皇家航空公司认为,由于不用重新生产农作物,这就减少了生产过程中的碳排放,此外烹饪过的植物油目前都是就地取材,也可以节省不少交通运输费用。相对于传统的化石燃料,“地沟油”原料可以减少60%-80%的碳排放,今后还可能增加到90%。
  替代燃料全球试飞
  荷兰皇家航空公司之所以能够想到利用“地沟油”来加工航空燃料,并不是拍脑袋就获得的主意,而是在生物燃料方面经历了多年的探索和实践。早在2009年,该公司的一架波音747飞机的一个发动机就已经采用了50%的生物燃料,另外50%采用传统的航空煤油,从而证明了利用生物燃料飞行在技术上是可行的。
  此前,美国大陆航空公司曾在休斯敦进行过生物燃料的试验飞行。当时试验飞行所使用的燃料包括从海藻和麻风树中提取的合成物在内的特殊混合燃料,这也是首次利用海藻为商务客机提供燃料进行的飞行。
  据了解,全球两大飞机制造商空客和波音也积极投入到寻找可替代性燃料的试验中,其进行可行性研究的主要是液化气燃料和生物燃料。2008年2月,一架F-WWDD号空中客车A380-841型客机就以液化燃气为燃料,成功完成了从英国菲尔顿到法国图卢兹历时3个小时的试验飞行,成为第一架用液化燃气进行飞行的民用飞机。
  而美国大陆航空公司使用的生物燃料由于是从海藻中提取原料,与传统燃油和液化燃气相比,所产生的温室气体排放少得多,而且不会对粮食作物或水资源造成负面影响,还有利于减少对森林的砍伐。另外,生物燃料还能够与传统的煤油燃料(A类航空燃料)混合,减少对于矿石燃料的依赖。
  目前,比较成熟的航空生物燃料主要是从麻风树、亚麻荠、海藻和盐生植物中提取,其中以麻风树为原料的种植、提炼、标准化工作最为成熟,全球已进行多次试飞。
  最近,动力系统制造商霍尼韦尔宣布,其绿色航空燃料已成功为首次使用生物燃料跨越大西洋试飞提供动力,飞机使用按50∶50配比霍尼韦尔绿色航空燃料和石油航空燃料混合而成的燃料,从北美飞抵欧洲,这也是首架使用生物燃料的喷气式商务机。
  据了解,此次飞行使用的生物燃料来自荠蓝,这是一种专门的能源作物,可以和小麦轮种,因此不存在食物链竞争问题,另外它还可以在边缘土地上生长。霍尼韦尔根据生命周期分析测算,相比使用石油燃料,同一架飞机使用霍尼韦尔绿色航空燃料可减少大约 5.5 吨的二氧化碳净排放量。
  此前,霍尼韦尔已使用荠蓝、麻风树和海藻等非食用性可再生原料生产出了超过 70万加仑的霍尼韦尔绿色航空燃料应用于飞行试验。在迄今为止进行的 16 次生物燃料试飞活动中,每一次都证明了霍尼韦尔绿色航空燃料可满足所有飞行指标,无需对飞机或发动机进行任何改造。
  面临的阻力
  尽管航空替代燃料的研发如火如荼,但在开发成本和加工规模上与现有燃料相比还不具有优势。如荷兰皇家航空公司使用“地沟油”转化的燃料目前的价格是普通飞机燃料的3倍,因为其依靠目前的转化技术,处理成本还很高。这也是制约全球替代燃料产业迅速扩张的最大阻力,尤其是在经济不景气、油价大幅下滑并低位运行时。
  全球可再生燃料联盟(GRFA)发布的研究报告显示,通过利用生物燃料替代石油燃料,2009年全球净减排约1.23亿吨二氧化碳。
  然而,自2008年下半年国际金融危机爆发以来,在原油价格大幅回落、燃料市场需求疲弱、生物燃料产能过剩等因素的多重挤压下,全球生物燃料产业的经济动力和盈利能力迅速减弱,不少国家的生物燃料市场和产业发展出现动荡。比如在美国,玉米乙醇生产企业一度出现大量产能闲置,部分企业申请破产,一些纤维素乙醇工厂的建设计划也被推迟。
  而生物燃料对环境的破坏也是其拓展的潜在阻力之一。有环保机构指出,如果处理不好,生物燃料从生产到消费的过程产生的二氧化碳排放可能比化石燃料更糟糕。例如,棕榈油转换的生物燃料技术已经被证实是可行的,但棕榈油的生产已经对马来西亚和印度尼西亚等地的森林和人类栖息地造成了严重的破坏。美国世界资源研究所曾指出,美国在2005年完成的13亿吨生物质资源潜力评估是建立在导致土地质量下降和温室气体排放不可持续基础之上的。
  为了解决上述担忧,各国开始制定和实施作为生物燃料产业扶持和监管政策重要内容的可持续标准和认证制度。
  在欧盟,可持续标准相关条款成为《可再生能源指令》2008年年底得以最终通过的前提条件。欧盟还提出了具体量化指标,要求不得占用和破坏1公顷以上、覆盖率超过30%、树高超过5米的林地。巴西2009年明确提出了“巴西甘蔗农业生态区划”立法,希望通过有序、有组织地扩大甘蔗种植业来提高甘蔗乙醇业的可持续性。印度政府也针对麻风树种植划分了优良和废弃土地。
  目前,英国石油公司、雪佛龙、埃克森美孚、壳牌、道达尔、霍尼韦尔环球油品公司等一大批国际石油和生物燃料企业正在积极参与生物液体燃料可持续标准的研究制定,以期在未来的生物燃料市场中占得先机。

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