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大规模推动“地沟油变航空煤油”的想法还是太过幼稚。一位航空燃料研究员表示，虽然目前全球航空生物燃料技术取得了不小的进步，但无论哪一种技术都与大规模商用之间存在着一道难以跨越的门槛，现在还很难看出哪种技术会成为主流。
航空业界的减排压力开始越来越大了。目前欧盟已率先提出了收取“航空碳税”的法案，根据其规定，全球4000多家经营欧洲航线的航空公司从2012年开始就必须为超出配额的碳排放支付购买成本。中国航空公司进入欧盟征税名单，按欧盟碳税的征收方法，中国民航业未来9年将累计支出约176亿元人民币。这意味着，如果不能在生物航空燃料技术上取得突破，那么中国航空公司要付出巨大的成本。不过，也有业内人士认为这或许是一件好事，倒逼机制更有利于航空界加速研发，以推动航空减排的提前实现。
今年2月，中国成为了全球第一个对生物航煤产品进行适航审定并颁发许可证书的国家。我国也继美国、法国、芬兰之后拥有了自己的生物航煤自主研发生产技术，中国石化更成为国内首家拥有生物航煤自主研发生产技术的企业。中石化新闻发言人吕大鹏向记者证实，2014年2月12日，中国民用航空局正式向中国石化颁发1号生物航煤技术标准规定项目批准书，可投入商业化应用。
具体来说，该公司所研制的“生物航煤”是以可再生资源为原料生产出的航空煤油，原料主要包括椰子油、棕榈油、麻风子油、亚麻油、海藻油、餐饮废油、动物脂肪等。不过，中石化方面特别强调，该公司制造的“生物航煤”不但可以把菜籽油、棉籽油、棕榈油、大豆酸化油等当作原料，还可以用餐饮废油作原料，这解决了餐饮废油科学、合法、高效应用的难题，走出了一条餐饮废油资源化绿色应用的新路。这成为了不少媒体跟踪报道的重要新闻点，但中石化方面都未能透露，餐饮废油也即人们俗称的“地沟油”到底能在他们的生产原料中占据多大的份额。
其实，目前以动植物油脂为原料的生产工艺在原理上都一致，简单来说就是‘加氢法’。加氢法的确是目前生产生物航空燃料最为成熟的方法之一，但地沟油绝对不是最主要的原料。该所研究人员向记者讲解了“加氢法”的主要生产流程，据其介绍，加氢法最核心的生产环节有两个，一个是“转脂化反应”，还有一个就是“加氢”。所谓“转脂化反应”就是让油脂与甲醇进行反应，从而生成脂肪酸甲酯和甘油两种物质，然后再将甘油作为副产物分离出来，留下脂肪酸甲酯，这也就是生物柴油的主要成分。“为什么要进行转脂化反应？就是为了让油脂分子变小，从而让其不容易凝固。”据研究人员表示，动植物油脂的分子都很大，每个分子的结构由三个脂肪酸和一个甘油组成，其中甘油有三个碳，每个碳上连一个脂肪酸，导致整体分子结构过长。而油脂分子的碳链越长，就越容易凝固，所以要通过这一反应把甘油分离出来，缩短碳链。
我们知道，飞机在高空飞行要求的动力是很高的。而生物柴油里面含有氧，所以单位体积、单位重量的热值都是无法达到航空需求的。所以加氢的第一个目的，就是脱氧。加氢的第二个作用就是进行分子异构，从而保证生产出的航空生物燃料不会出现低温凝固的现象。研究人员解释道，“通过转脂化反应生成的油品的分子中碳链依然是直的。我们加入催化剂之后，就使分子中的碳链发生异构，让它们变成支链状，这样就能使油品保证很好的低温流动性。如此一来，飞机在高空中飞行时，油料才不会因太过寒冷而冻起来”。
在生物航空燃料研发方面，正在加紧研发脚步的绝对不仅有中石化一家。波音与空客两大航空制造业巨头也都分外积极。其中，波音公司表示，一种用于地面车辆的可再生燃料“绿色柴油”可成为可持续航空生物燃料的重要新来源，其全寿命周期的二氧化碳排放比石化燃料要低至少50%。公司目前正在与美国联邦航空局及其他合作方共同开展工作，以使绿色柴油在飞机上的应用获得批准，从而进一步降低航空业的碳排放。按照波音公司的估算，在美国、欧洲和新加坡，已经存在大规模的绿色柴油生产能力，可供应全球民用喷气式飞机燃料需求的1%，约为6亿加仑。而按美国政府每加仑补贴3美元计算，其批发成本也将逐步具有竞争力。
资料显示，目前波音使用“加氢法”生产出的航空生物燃料成本大概在1.5万元一吨左右，依然是传统航空燃料1.5倍。这也就无怪乎波音方面在计算成本时特别要将美国政府给予的补贴计算进去，否则这种产品的经济性的确太低。由此可见，技术水平的提升难题是“加氢法”制造生物航煤的一个重要门槛。不过，也有航空燃料研究专家表示，以动植物油脂为原料进行的“加氢法”最大的问题还不是技术瓶颈，而是生产原料的紧缺，尤其是我国这类油料作物缺乏的人口大国，动植物油脂的供应难以满足制炼需求。
如果要大规模提升植物油脂的供应，我国就要大范围地种植各种可供榨油的作物，“但政府早就规定了不能‘与粮争地’，所以只能到边远的荒山、荒地去种，但这些土地上作物的收集、采摘都无法实现机械化，成本又会不断升高。”能源所方面认为。在“地沟油”的供应上，专家表示可能性太小了：“这还不是收集体系的问题，而是餐余废油的量本身太小了，就是能够全部收集也不够用。日本是催化剂技术最先进的国家，也是餐余废油回收体系最健全的国家，该国拥有超过一亿多的人口，航空市场十分发达，但日本都没有大举推动‘地沟油转化为航空燃油’的技术，就是因为供给量太小了”。
能源所方面就表示，他们在研究着一种以纤维、木质等生物质为原料生产生物航空燃料的技术，那就是“水相合成”法，这种方法与加氢法的技术路径不同，它是通过生物质降解糖化—水相催化合成的手段制造生物航煤的，水相合成法中除了脱氧反应以外，还包括碳链增长、异构及芳构化等一系列反应。
目前能源所拥有着国内唯一一家研究该技术的团队，该所也建起了全国唯一的水相合成制炼生物航油的“中试装置”，并已在实验室环境下实现了生产。该团队向记者详细介绍了整个制造过程：“我们首先要进行‘糖化’，也就是把纤维素类生物质原料进行水解，变成水溶性碳水化合物。说白了就是和做酒精一样，感觉就像把草变成酒精，这一步的技术已经比较成熟了”。紧接着，进行关键的第二步，也就是“水相合成”了，“和‘加氢法’在原理上差不多，我们也要对这些碳水化合物进行加氢脱氧，只是这次是在水溶液里面加氢，所以较为复杂”。在“水相合成”反应完成之后，剩下来要做的就是“相分离”，“这一步很好理解，在水中形成油之后，油会浮在水面上，我们只要直接进行回收就好了。”团队研究人员表示，回收方便是“水相合成”技术的一大优点。
与此同时，油脂转化所面临的原料缺乏问题也不会在纤维素转化技术上体现出来。“我国的纤维素产量非常高，根据2010到2011年的数据，一年就差不多有7亿吨的产量，大家看到的秋天满大街的秸秆都是纤维素。而我们现在差不多每8吨生物质秸秆就能转化为1吨生物航煤，以此推算，如果全部转化，至少也能得到8000万吨到9000万吨的产量。”团队研究人员认为，纤维素原料的供给能力十分可观，可达油脂原料的几十甚至上百倍。中石化方面表示，除了“加氢法”外，费托合成也被认为是目前生产生物喷气燃料的一项主要工艺，该公司目前也正在此项技术上加紧研究，但整个研究进度仍然不如“加氢法”。
“地沟油变航空煤油”大规模商用不切实际？
来源：环球粮机网发布时间：2015-04-29 14:03:23
