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    高成本“地沟油”驱动国产大飞机
    • 2024/6/25 9:30:38
    • 类型：原创
    • 来源：电脑报
    • 报纸编辑：吴新
    • 作者：
    【电脑报在线】如果说用电、用氢作为燃料还算航空燃料常规备选，那地沟油呢？

    01

    算一算碳排放量

    航空业只能换燃料

    如果说用电、用氢作为燃料还算航空燃料常规备选，那地沟油呢？
    不久前，国产干线大飞机C919和支线飞机ARJ21在同日完成了生物航煤试飞，成功验证了中国自主研发的生物航煤具有良好的飞行性能。“生物航煤”的称呼听起来有点陌生，其实它就是可持续航空燃料（Sustainable Aviation Fuel ，简称SAF）的一种。
    SAF是指满足可持续性标准的、并且原料来自生物质（餐厨废油、动植物油脂、植物纤维素等）或废弃物（城市固废、农林废弃物等），与传统燃油按一定比例混合后的新型航空替代燃料。与传统航油相比，其全生命周期可实现二氧化碳减排50%以上。   
    SAF是生物质经过过滤提炼后的新型航空替代燃料
    “一个工业产品的全生命周期包括材料、生产、运输、使用和报废，而燃料的全生命周期就是从生产到燃烧。”碳合规企业服务商碳企通CEO樊宏进一步解释，如果把航空业减碳比作超重者减脂减重，那么监测体重和目标设定是一样重要的前提。
    按照这个比方，航空业需要减的“重量”其实是明确的。航空业所代表的全球空运网络一直是全球碳排放的主力之一，据联合国气候变化委员会IPCC统计数据，2019 年全球航空领域产生约10.6亿吨二氧化碳当量，占全球整体排放的1.8%，算是“排碳大户”。其中，航空公司79%乃以上的碳排放量均来自航油燃烧。
    而根据国际民航组合的测算，如果航空业不做出额外减排努力，那么到2030年，国际航空将产生的累积碳排放约占总数的7%；如果要在2050年实现净零排放，那么65%的减排将通过SAF实现。
    当然，作为一种液体燃料，SAF在燃烧过程中也会产生二氧化碳，只不过从“全生命周期”角度计算，生产SAF的原料如玉米秸秆、地沟油等，在生长或合成过程中会吸收大量二氧化碳，也就抵消了燃烧中的碳排放。
    但是对于安全性高于一切的航空业来说，转换燃料需要经过大量的验证和认证，转型并不容易，所以很多企业最开始还是愿意用其他手段实现减排目标。   
    据北京大学宏观与绿色金融实验室报告，航空业在没有政策支持的情况下，更倾向于通过购买便宜、低质量的“碳信用”“碳汇”来实现“净零排放”，也就是通过在自愿碳市场交易来抵消自身的碳排放目标。但由于目前自愿碳市场充斥着低质量、虚假的自愿减排项目，这类碳抵消行为又被称为“漂绿”，并没有带来实际效益。
    另一条路就是航空企业对直接减排技术加大资金投入，但如上所述，这是一个漫长的过程，企业没有动力也情有可原。锂电池、氢燃料都曾被列入动力替代备选项，锂电池能量密度太小，体积、重量和安全性都是问题，短期内难以应用于商业飞行；氢燃料又要求低温储存，还需要新的发动机，短期内或许可以适用于中短程通航，但商业层面难大规模推广。
    在所有直接减排技术中，SAF无疑是中短期内的最佳手段——SAF技术成熟度高，适用于所有飞机品类，且无需特意改装现有发动机和基础设施。可是，SAF依然有自己的商用推广难关要闯。

    02

    光是攻克核心技术还不够

    技术其实已经不是我国推广SAF主要阻力。以这一次C919用的生物航煤为例，它是由中国石化镇海炼化用餐饮废油加工而成，采用的是中国石化石油化工科学研究院（下称中石院）从2009年开始自主研发的生产技术。
    餐饮废油提炼成航空燃料一般用的是“酯类和脂肪酸类加氢工艺”，简单来说，就是将动植物油、废油或脂肪通过使用氢气(氢化)加工提炼成SAF，一般包括加氢脱氧、异构化、裂化和分馏等流程。难点在于，这些废油中含有大量的脂肪酸类化合物，含氧量高，直接影响生产装置、催化剂的活性和稳定性。
    中石院技术人员解释，油脂含量高、氧含量高，意味着在高温情况下就容易结焦，同时加氢过程中生成大量的水，对加氢催化剂的耐水性提出了较高的要求。   
    但上述步骤也只能说是最关键的最后一步，在这之前，餐饮废油还需要先经过收集、加热过滤等步骤，把杂物去除，同时把油和水分离；接着用无机硅藻土等吸附剂，将油中的胶质去掉，再加入甘油，让它变成较为纯净的甘油酯；甘油酯再通过催化、蒸馏，加入稳定剂，变成合格的生物柴油。然后才是氢气的加工，以便得到不含氧、以碳氢成分为主的生物航煤——这一系列过滤、反应、分离步骤，对设备也有很高要求。
    中石化第一套生物航煤工业化生产装置，每年最多能处理10万吨“地沟油”
    早在2011年9月份，中石化镇海炼化杭州石化生产基地就已经改造建成一套生物航空煤油工业装置及调和设施，是亚洲第一套生物航煤工业化生产装置；一年后，该装置成功将餐饮业“地沟油”转化为生物航煤产品。甚至在2013年4月，中石化“1号生物航煤”就已经在上海虹桥机场成功试飞。
    按理说，作为全世界第四个拥有自主研发生物航煤的国家，我们核心技术早有突破，为什么迟迟没有推广使用？这就要说到原料的可得性，以及成本问题了。   

    03

    “地沟油”还不够用了？

    既然是从可再生原料中提炼，那就意味着不可能把餐饮废油1:1转化为生物航煤，按照中石院2019年的数据，大概3吨左右的餐饮废油才能生产1吨生物航煤。
    而据能源转型服务公司霍尼韦尔统计，目前中国废弃油脂预估可收集量仅有500万吨/年，而我国航空燃油消耗量已达到3000万吨/年。没有大批量的、廉价的废油作为原料，生物航煤有怎么能实现规模效益？
    供需比例的不平衡，再加上从回收到加工全流程的复杂性，算下来SAF价格普遍是传统航空燃料的2到4倍。要知道，燃料成本大概占到航空公司总成本的三成左右，生物航煤的高成本导致商业航空公司只能小部分替换SAF。
    但这也不是没有解决办法，比如找到更多不同的可再生原料。
    目前，SAF原料来源主要分两类，一类是以废弃油脂作为原料，如地沟油、废弃动物脂肪等，可再生性强，比如中石院其实也可以用椰子油、棕榈油、麻风子油、亚麻油等植物性油脂，以及微藻油来提炼制造生物燃煤。
    另一类是用乙醇等传统生物燃料，用玉米基、纤维素基或糖基乙醇作为原料生产SAF，农作物秸秆等废弃植物纤维就可以作为原料。但这些原料的问题都是来源广泛、质量不稳定，在收集效率、生产品质和处理效果等方面不尽如人意。
    业内人士认为，行业现在不仅需要探索供应稳定、成本可控的提炼方式，还需要政策层的明确扶持，“毕竟从更现实的角度出发，SAF的商业化是必须的”。
    在国际民航组织提出的“2050长期愿景目标（LTAG）”，以及国际航空碳抵消与减排计划下，我国航空企业每年如果不完成减排目标，将支付约年净利润的20%作为航空碳排放费用。去年，欧盟又出台了RefuelEU航空法规，规定所有从欧盟机场起飞的航班，都必须使用SAF与煤油混合后的燃料，2025年SAF的掺混比例要达到2%，2030年提高至6%，到2035年达到20%，最终于2050年实现70%吨掺混比例。   
    欧洲碳排放法规制定向来积极，为了达到全球减碳目标，其他国家和地区相关标准很有可能会参照欧盟。中国航空业又怎么能落下？   
    本文出自2024-06-24出版的《电脑报》2024年第25期 A.新闻周刊
    (网站编辑：ChengJY)


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