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大規(guī)模推動“地溝油變航空煤油”的想法還是太過幼稚。一位航空燃料研究員表示，雖然目前全球航空生物燃料技術(shù)取得了不小的進步，但無論哪一種技術(shù)都與大規(guī)模商用之間存在著一道難以跨越的門檻，現(xiàn)在還很難看出哪種技術(shù)會成為主流。
航空業(yè)界的減排壓力開始越來越大了。目前歐盟已率先提出了收取“航空碳稅”的法案，根據(jù)其規(guī)定，全球4000多家經(jīng)營歐洲航線的航空公司從2012年開始就必須為超出配額的碳排放支付購買成本。中國航空公司進入歐盟征稅名單，按歐盟碳稅的征收方法，中國民航業(yè)未來9年將累計支出約176億元人民幣。這意味著，如果不能在生物航空燃料技術(shù)上取得突破，那么中國航空公司要付出巨大的成本。不過，也有業(yè)內(nèi)人士認為這或許是一件好事，倒逼機制更有利于航空界加速研發(fā)，以推動航空減排的提前實現(xiàn)。
今年2月，中國成為了全球第一個對生物航煤產(chǎn)品進行適航審定并頒發(fā)許可證書的國家。我國也繼美國、法國、芬蘭之后擁有了自己的生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)，中國石化更成為國內(nèi)首家擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。中石化新聞發(fā)言人呂大鵬向記者證實，2014年2月12日，中國民用航空局正式向中國石化頒發(fā)1號生物航煤技術(shù)標準規(guī)定項目批準書，可投入商業(yè)化應(yīng)用。
具體來說，該公司所研制的“生物航煤”是以可再生資源為原料生產(chǎn)出的航空煤油，原料主要包括椰子油、棕櫚油、麻風子油、亞麻油、海藻油、餐飲廢油、動物脂肪等。不過，中石化方面特別強調(diào)，該公司制造的“生物航煤”不但可以把菜籽油、棉籽油、棕櫚油、大豆酸化油等當作原料，還可以用餐飲廢油作原料，這解決了餐飲廢油科學、合法、高效應(yīng)用的難題，走出了一條餐飲廢油資源化綠色應(yīng)用的新路。這成為了不少媒體跟蹤報道的重要新聞點，但中石化方面都未能透露，餐飲廢油也即人們俗稱的“地溝油”到底能在他們的生產(chǎn)原料中占據(jù)多大的份額。
其實，目前以動植物油脂為原料的生產(chǎn)工藝在原理上都一致，簡單來說就是‘加氫法’。加氫法的確是目前生產(chǎn)生物航空燃料最為成熟的方法之一，但地溝油絕對不是最主要的原料。該所研究人員向記者講解了“加氫法”的主要生產(chǎn)流程，據(jù)其介紹，加氫法最核心的生產(chǎn)環(huán)節(jié)有兩個，一個是“轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)”，還有一個就是“加氫”。所謂“轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)”就是讓油脂與甲醇進行反應(yīng)，從而生成脂肪酸甲酯和甘油兩種物質(zhì)，然后再將甘油作為副產(chǎn)物分離出來，留下脂肪酸甲酯，這也就是生物柴油的主要成分。“為什么要進行轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)？就是為了讓油脂分子變小，從而讓其不容易凝固。”據(jù)研究人員表示，動植物油脂的分子都很大，每個分子的結(jié)構(gòu)由三個脂肪酸和一個甘油組成，其中甘油有三個碳，每個碳上連一個脂肪酸，導致整體分子結(jié)構(gòu)過長。而油脂分子的碳鏈越長，就越容易凝固，所以要通過這一反應(yīng)把甘油分離出來，縮短碳鏈。
我們知道，飛機在高空飛行要求的動力是很高的。而生物柴油里面含有氧，所以單位體積、單位重量的熱值都是無法達到航空需求的。所以加氫的第一個目的，就是脫氧。加氫的第二個作用就是進行分子異構(gòu)，從而保證生產(chǎn)出的航空生物燃料不會出現(xiàn)低溫凝固的現(xiàn)象。研究人員解釋道，“通過轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)生成的油品的分子中碳鏈依然是直的。我們加入催化劑之后，就使分子中的碳鏈發(fā)生異構(gòu)，讓它們變成支鏈狀，這樣就能使油品保證很好的低溫流動性。如此一來，飛機在高空中飛行時，油料才不會因太過寒冷而凍起來”。
在生物航空燃料研發(fā)方面，正在加緊研發(fā)腳步的絕對不僅有中石化一家。波音與空客兩大航空制造業(yè)巨頭也都分外積極。其中，波音公司表示，一種用于地面車輛的可再生燃料“綠色柴油”可成為可持續(xù)航空生物燃料的重要新來源，其全壽命周期的二氧化碳排放比石化燃料要低至少50%。公司目前正在與美國聯(lián)邦航空局及其他合作方共同開展工作，以使綠色柴油在飛機上的應(yīng)用獲得批準，從而進一步降低航空業(yè)的碳排放。按照波音公司的估算，在美國、歐洲和新加坡，已經(jīng)存在大規(guī)模的綠色柴油生產(chǎn)能力，可供應(yīng)全球民用噴氣式飛機燃料需求的1%，約為6億加侖。而按美國政府每加侖補貼3美元計算，其批發(fā)成本也將逐步具有競爭力。
資料顯示，目前波音使用“加氫法”生產(chǎn)出的航空生物燃料成本大概在1.5萬元一噸左右，依然是傳統(tǒng)航空燃料1.5倍。這也就無怪乎波音方面在計算成本時特別要將美國政府給予的補貼計算進去，否則這種產(chǎn)品的經(jīng)濟性的確太低。由此可見，技術(shù)水平的提升難題是“加氫法”制造生物航煤的一個重要門檻。不過，也有航空燃料研究專家表示，以動植物油脂為原料進行的“加氫法”最大的問題還不是技術(shù)瓶頸，而是生產(chǎn)原料的緊缺，尤其是我國這類油料作物缺乏的人口大國，動植物油脂的供應(yīng)難以滿足制煉需求。
如果要大規(guī)模提升植物油脂的供應(yīng)，我國就要大范圍地種植各種可供榨油的作物，“但政府早就規(guī)定了不能‘與糧爭地’，所以只能到邊遠的荒山、荒地去種，但這些土地上作物的收集、采摘都無法實現(xiàn)機械化，成本又會不斷升高。”能源所方面認為。在“地溝油”的供應(yīng)上，專家表示可能性太小了：“這還不是收集體系的問題，而是餐余廢油的量本身太小了，就是能夠全部收集也不夠用。日本是催化劑技術(shù)最先進的國家，也是餐余廢油回收體系最健全的國家，該國擁有超過一億多的人口，航空市場十分發(fā)達，但日本都沒有大舉推動‘地溝油轉(zhuǎn)化為航空燃油’的技術(shù)，就是因為供給量太小了”。
能源所方面就表示，他們在研究著一種以纖維、木質(zhì)等生物質(zhì)為原料生產(chǎn)生物航空燃料的技術(shù)，那就是“水相合成”法，這種方法與加氫法的技術(shù)路徑不同，它是通過生物質(zhì)降解糖化—水相催化合成的手段制造生物航煤的，水相合成法中除了脫氧反應(yīng)以外，還包括碳鏈增長、異構(gòu)及芳構(gòu)化等一系列反應(yīng)。
目前能源所擁有著國內(nèi)唯一一家研究該技術(shù)的團隊，該所也建起了全國唯一的水相合成制煉生物航油的“中試裝置”，并已在實驗室環(huán)境下實現(xiàn)了生產(chǎn)。該團隊向記者詳細介紹了整個制造過程：“我們首先要進行‘糖化’，也就是把纖維素類生物質(zhì)原料進行水解，變成水溶性碳水化合物。說白了就是和做酒精一樣，感覺就像把草變成酒精，這一步的技術(shù)已經(jīng)比較成熟了”。緊接著，進行關(guān)鍵的第二步，也就是“水相合成”了，“和‘加氫法’在原理上差不多，我們也要對這些碳水化合物進行加氫脫氧，只是這次是在水溶液里面加氫，所以較為復(fù)雜”。在“水相合成”反應(yīng)完成之后，剩下來要做的就是“相分離”，“這一步很好理解，在水中形成油之后，油會浮在水面上，我們只要直接進行回收就好了。”團隊研究人員表示，回收方便是“水相合成”技術(shù)的一大優(yōu)點。
與此同時，油脂轉(zhuǎn)化所面臨的原料缺乏問題也不會在纖維素轉(zhuǎn)化技術(shù)上體現(xiàn)出來。“我國的纖維素產(chǎn)量非常高，根據(jù)2010到2011年的數(shù)據(jù)，一年就差不多有7億噸的產(chǎn)量，大家看到的秋天滿大街的秸稈都是纖維素。而我們現(xiàn)在差不多每8噸生物質(zhì)秸稈就能轉(zhuǎn)化為1噸生物航煤，以此推算，如果全部轉(zhuǎn)化，至少也能得到8000萬噸到9000萬噸的產(chǎn)量。”團隊研究人員認為，纖維素原料的供給能力十分可觀，可達油脂原料的幾十甚至上百倍。中石化方面表示，除了“加氫法”外，費托合成也被認為是目前生產(chǎn)生物噴氣燃料的一項主要工藝，該公司目前也正在此項技術(shù)上加緊研究，但整個研究進度仍然不如“加氫法”。
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“地溝油變航空煤油”大規(guī)模商用不切實際？
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-04-29 14:03:23
