中國航空生物燃料首次試飛成功 “少米”是最大瓶頸
北京首都國際機(jī)場，一架波音747型客機(jī)平穩(wěn)地降落。與其他飛機(jī)不同，這架飛機(jī)使用的燃料一半是傳統(tǒng)燃料，另一半是來自中石油以小桐子為原料的航空生物燃料。10月28日這一天，航空生物燃料首次進(jìn)行了1個半小時的試飛，并獲得成功。
中國石油集團(tuán)副總經(jīng)理沈殿成指出：“成功試飛的意義在于向世人表明中國已經(jīng)掌握了航空生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)，建立了以非糧小桐子油脂為原料，符合中國實際，具有行業(yè)競爭力的全新產(chǎn)業(yè)鏈。”專家表示，首次成功試飛是我國在航空生物燃料領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)的歷史性重大跨越。
首次試飛成功
“2012年離我們并不遙遠(yuǎn)了，中國今后必須更快地發(fā)展自主產(chǎn)權(quán)生物燃料，才有可能最終應(yīng)對歐盟航空業(yè)碳排放交易機(jī)制對我國航空業(yè)的壓力。”
歐盟航空業(yè)碳排放交易機(jī)制對中國航空業(yè)的壓力始于2009年。當(dāng)年歐盟公布了“綠色天空”計劃，將在2012年1月1日起實行歐盟航空業(yè)碳排放交易機(jī)制，對所有抵離歐盟的商業(yè)航班實施排放權(quán)配額制度。今年3月8日，歐盟正式通過這一決議。
根據(jù)其實施的碳排放權(quán)配額制度，中國民航業(yè)僅2012年就要向歐盟支付約8億元人民幣，2020年超過30億元人民幣，9年累計支出約176億元人民幣。中國飛往歐洲的航班每增加一班，一年將增加1500萬元人民幣的額外成本支付。
“鑒于航空燃料的二氧化碳排放量占到航空業(yè)總排放量的90%左右，是航空業(yè)最大的排放源，所以開發(fā)可替代傳統(tǒng)燃料的生物燃料是航空業(yè)減排的根本途徑。這一點在國際上已逐漸形成共識，包括西方大國在內(nèi)的多個國家均開始開發(fā)低碳的生物燃料來應(yīng)對航空碳減排的壓力。”
低碳航空燃料主要是指生物燃料，目前包括中國在內(nèi)的世界各國航空公司都已開始使用生物燃料進(jìn)行試飛。
據(jù)悉，早在2010年5月底，中國石油與中國國航、波音公司及霍尼韋爾UOP公司簽署了合作備忘錄，國航提供一架裝有普惠發(fā)動機(jī)的波音747飛機(jī)，以實施生物燃油驗證飛行。中國石油下屬中國石油化工研究院具體負(fù)責(zé)航空生物燃料技術(shù)研發(fā)和生產(chǎn)組織落實，生產(chǎn)原料采用中國石油在我國西南地區(qū)生物燃料原料基地種植的麻風(fēng)樹（又名小桐子）；中國石油還用UOP公司提煉技術(shù)提煉航空生物燃油；波音公司負(fù)責(zé)本次飛行的技術(shù)支持和油品屬性分析。
隨著中國石油采用霍尼韋爾UOP提煉技術(shù)生產(chǎn)出質(zhì)量合格的綠色航空燃料，國航于10月28日首次進(jìn)行航空生物燃料試飛，并獲得成功。
據(jù)介紹，霍尼韋爾UOP工藝技術(shù)生產(chǎn)的綠色航空燃料迄今已有70萬加侖，在世界各國舉行的20多次試飛活動中，綠色航空燃料可滿足所有飛行指標(biāo)，在與產(chǎn)自石油的傳統(tǒng)航空燃料以50：50比例混合后，無須對飛機(jī)或發(fā)動機(jī)進(jìn)行任何改造，可減少60%～75%的二氧化碳排放量。
目前，國際上比較成熟的航空生物燃料主要從麻風(fēng)樹、海藻、亞麻薺和鹽生植物中提取，其中以麻風(fēng)樹為原料的種植、提煉、標(biāo)準(zhǔn)化工作最為成熟。我國在研發(fā)麻風(fēng)樹作為生物燃料的同時，微藻用于航空燃料的探索也在進(jìn)行。
中科院青島生物能源與過程研究所和美國波音公司研發(fā)中心2010年9月在青島建立生物燃料研究實驗室，重點開展產(chǎn)油微藻的規(guī)模化養(yǎng)殖、收獲和加工轉(zhuǎn)化技術(shù)的研發(fā)，并將研究結(jié)果通過中試和放大，實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。雙方建立的2000平方米的中試系統(tǒng)，目前正在調(diào)試階段。同時，從養(yǎng)藻、收獲到加工轉(zhuǎn)化成油脂，各個環(huán)節(jié)都在抓緊研發(fā)，尋求實質(zhì)上的突破。
“少米”是最大瓶頸
雖然，我國目前在航空生物燃料的研發(fā)方面取得了一定的進(jìn)展，但是專家表示，總體來看，我國航空生物燃料發(fā)展還處于研發(fā)階段，要進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)還面臨諸多障礙。
“‘無米之炊’是目前面臨的最大瓶頸。”無論是麻風(fēng)樹還是微藻我國都沒有現(xiàn)成的，而少量的養(yǎng)植從中提煉出生物燃料進(jìn)行試飛，相對來講，不是非常困難，技術(shù)方面不存在什么問題，難的是怎樣有針對性的生產(chǎn)出可以滿足航空所需要的大量生物燃料？
首先是成本問題。現(xiàn)階段航空生物燃料成本約為傳統(tǒng)航空煤油的3~4倍。我們要有大規(guī)模的“米”，才能解決成本的問題。
據(jù)了解，因為航空燃料的需求量實在太大，全球航空運輸業(yè)每年對航空煤油的需求是2.1億噸～2.4億噸，而我國2010年航空煤油的需求約為1600萬噸，僅靠現(xiàn)在的藻類、麻風(fēng)樹種植后所提取的油脂遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足飛機(jī)的需求。
除成本問題外，我國對生物燃料的特性掌握還不夠全面。傅鵬程教授介紹，全球大部分航空公司進(jìn)行的試飛實驗結(jié)果表明，生物燃料與傳統(tǒng)燃料混合能夠在不改變飛機(jī)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)的情況下提高飛行效率，但生物燃料是否足夠安全，是否會腐蝕或者侵襲到發(fā)動機(jī)的材質(zhì)，還需要進(jìn)一步探討。
此外，對于航空生物燃料，政府的推動力度不夠大，面臨資金短缺和政策不確定的困擾。雖然國家“十二五”能源發(fā)展規(guī)劃已將生物能源發(fā)展列入七大重點能源領(lǐng)域，但國家更應(yīng)細(xì)化生物燃料發(fā)展方面的協(xié)調(diào)和引導(dǎo)工作。以美國為例，藻類生物燃料的研發(fā)資金既包括政府撥款，也包括財團(tuán)、企業(yè)的資助。尤其是政府在財政預(yù)算中明確撥款，不僅能補(bǔ)充科研資金不足，而且能起到較好的導(dǎo)向作用。
期待產(chǎn)業(yè)化
“要降低收取藻類的成本，就要從藻類細(xì)胞壁中獲得更多的原油等方面入手，但我國在這方面還沒有特別突出的技術(shù)。這方面如果能夠突破，意味著我們離產(chǎn)業(yè)化就不遠(yuǎn)了。不過，現(xiàn)在來看，最快也要五年以后。”
針對生物燃料的特性方面，專家表示，國航通過此次生物燃料的驗證試飛評估結(jié)果后，將與波音公司制定更遠(yuǎn)的越洋飛行計劃，會對生物燃料特性方面的研究有所幫助，也會為未來我國微藻生物燃料舉行試飛提供經(jīng)驗。
中國石油集團(tuán)副總經(jīng)理沈殿成在試飛結(jié)束后明確指出：“中石油還將繼續(xù)聯(lián)合原料生產(chǎn)和加工企業(yè)、飛機(jī)制造商、航空公司，以及機(jī)場、有關(guān)院校和科研機(jī)構(gòu)，共同推進(jìn)中國航空生物燃料商業(yè)化進(jìn)程。”
不過，專家表示，要推進(jìn)航空生物燃料產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，還有一段較長的路程要走。
首先，整合國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)應(yīng)該加強(qiáng)研發(fā)資源，加緊技術(shù)攻關(guān)。傅鵬程教授告訴記者，清華大學(xué)、中國水產(chǎn)科學(xué)研究院、中科院海洋研究所等一些科研單位和院校在藻類各項技術(shù)研發(fā)都取得了進(jìn)展，但目前在研究方向和方法上存在較大的分歧，對彼此研發(fā)進(jìn)展都不甚了解，若使其形成合力，必能大大推進(jìn)我國航空生物燃料技術(shù)的研發(fā)步伐。
其次，盡快制定權(quán)威性的技術(shù)路線規(guī)劃。“美國目前已發(fā)布兩版微藻生物燃料技術(shù)路線圖，從藻類資源到各項關(guān)鍵技術(shù)的梳理，為美國相關(guān)領(lǐng)域的研發(fā)提供了重要的指導(dǎo)作用。我國也應(yīng)盡快制定技術(shù)路線圖，使未來研發(fā)路線更加清晰，少走彎路。”
目前，國外航空生物燃料發(fā)展處在研發(fā)階段，都遇到類似的瓶頸問題。我們國家要想盡快突破這些問題，需要國家和企業(yè)共同參與。這是目前健康發(fā)展的必由之路。
2012年即到，當(dāng)記者問及中國民航業(yè)如何應(yīng)對歐盟8億元的碳關(guān)稅時，中國民航業(yè)極有可以將一部分費用轉(zhuǎn)嫁到消費者身上。
“如果歐盟碳排放交易機(jī)制的實施，能讓我國將壓力轉(zhuǎn)變成動力，促使我國航空生物燃料發(fā)展壯大。從這個角度來講，歐盟此舉也未嘗不是一件好事。”
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