航空煤油：生物燃料新趋势

今年6月8日，由空中客车(Airbus)主导制造的世界首架纯生物燃料驱动飞机亮相柏林国际航空航天展览会并完成首飞，这也是全球第一次采用100%生物燃料而进行的试飞。

在此之前，新西兰航空、日本航空、荷兰航空以及美国大陆航空都分别尝了鲜，在高空中感受新动力的与众不同。

而国际航空运输协会(IATA)的报告也预测，第二代生物燃料将在2012年开始正式商用，到2040年二代生物燃料的比例将达到总燃料的50%。

不久之后，中国国航[10.32 3.41%]也将装载着小桐子这样的生物燃料，在中国的蓝天上展翅翱翔。

生物燃料前景

国际民航组织秘书长Raymond Benjamin就表示，十年内，全球航空业所消耗的燃料有10%可能来自可持续替代资源。这不仅能明显地减少航空排放对环境的影响，还将帮助解决经济和供应安全问题。

一位不愿意透露姓名的航空生物燃料专家对记者说，不管是中国，还是全世界，现在能使用的航空用生物燃料无外乎藻类、麻风树(小桐子)以及文冠果等等。

因为无论用什么生物，宗旨就是能提炼出一些油脂，“其中，比较好的藻类就能产生60%左右的油脂，相比其他生物油脂更高。”

根据Valcent公司的数据，玉米每英亩每年只会生产出18加仑(68升)的生物柴油，棕榈达到700~800加仑(2600~3000升)，但如果是藻类再加上使用开放式的池塘，每年每英亩可以生产出2万加仑(7.5万升)的生物柴油。

霍尼韦尔特殊材料集团亚太区总经理张宇峰博士告诉《第一财经日报》，海藻等产品属于第二代的生物燃料。

“从技术上来说，第一代原料包括动物脂肪、植物油、大豆油、菜油等等。但这是不可持续发展的做法。全世界的人口众多，耕地也有限，从可食用油中提取油脂做生物航空燃料，显然是不可行的。而麻风树、海藻等对生长环境要求比较低，可以大面积的种植和收获，因此原料成本、可持续性都能得到很好的平衡。”数据也显示，第二代生物燃料有望减少最高达96%的温室气体排放。

但是，生物燃料的投资成本短期内似乎还看不到下降的趋势。

有效率的提炼

人们正在思考和研发的重要关口，就是如何有效率地提炼生物燃料。

比如说藻类，它有两种反应器：开放式或密闭式。不管是哪种，现在的技术都难以解决在更小单位面积中，提炼出更多藻类的这一难题。

提高效率，就要看其光反应器的材质(如有机玻璃是否能够有更强的透光性)以及哪些新的方法能加速藻类的繁殖。

科学家们还认为，在降低收取藻类的成本、要从藻类细胞壁中获得更多的原油等方面，都还没有特别突出的技术。

之所以要争取用更少的钱来采收更多的藻类，原因在于航空燃料的需求实在是太大了，光靠现在的藻类、麻风树、文冠果种植后所提取的油脂，飞机是吃不饱的。

全球航空运输业每年对航空煤油的需求是15亿桶到17亿桶，而2008年的航油开支高达1650亿美元之多。

另外，土地质量与高效产出之间的关系也很关键。

就拿麻风树来说。它能在干旱、贫瘠的土地上生存，加上其耐寒的特性，人们一直都将其看做是第二代生物燃料的主力队员，对它寄予厚望，毕竟它不必占用更多的农田。

但耶鲁大学森林与环境研究学院做了一个新的环境评估，他们得出的初步结论是，虽然麻风树可以在恶劣的环境下生存，可人们从麻风树中获取的油脂将比在一个正常土地中所提取的油脂量要少，也就是说收益并不高。

科学家们倒是觉得海藻在这方面没有什么太大的障碍。国内一个科学研究机构的负责人就告诉记者，目前可以考虑把藻类放在盐碱地里，这样也避免了生物燃料与人争地的尴尬。

除此以外，生物燃料全面取代化石燃料，现在还有很长一段路要走。

张宇峰表示，全球大部分航空公司已进行的试飞实验都是先将绿色航空燃料和传统的航空煤油进行50对50混配后，再用在发动机上面的。混配的做法从经济性和实用性而言都较为合理。

尽管生物燃料的单位体积热值，要比传统化石燃料的热值高(这样不仅能够减少更多的二氧化碳排放，而且也能够提升石油的使用效率)。但是，人们对于生物燃料的特性掌握得还不够全面，比如生物燃料是否足够安全，它是否不会完全腐蚀或者侵袭到发动机的材质，都还需要进一步的探讨。

毕竟这些燃油产品要携带上天，这样人们对其的控制能力也随即减弱，因此它本身的特性是越稳定越好。

张宇峰指出，针对航空燃料的一些特殊要求，比如燃点、凝点等都要在零下40多摄氏度，不允许凝固，现在这些要求都可以达到。但唯一一点是目前的生物航空燃料芳烃含量较少，这是从发动机密封性这一特点来考虑的。

中国如何发展？

在中国，航空生物燃料的研制已经全面展开。

今年5月26日，中科院青岛生物能源与过程研究所与美国波音公司正式签署了“关于推进藻类可持续航空生物燃料合作备忘录”。双方将成立一个联合研究实验室，会重点开展藻类种植、收获和加工技术的研发。

日前，中石油、霍尼韦尔、波音以及国航四方也携手，准备酝酿在未来某个时候进行首次使用生物航空燃料来试飞。

这个项目的流程如下：首先，将由中石油来提供小桐子。

中石油已在几年前于云南、贵州和四川等地展开了小桐子的实验，估计今年或者明年将会有收获。

而张宇峰也介绍，霍尼韦尔会携手中石油设计一种名为Ecofining的设备，使其利用中国生物原料既能生产绿色柴油，还能生产可再生航空燃料。

“2007年时，我们在意大利已实现了这一技术的工业化应用。这次也是首次引进该技术。去年11月，大家(霍尼韦尔和中石油)签署了一份谅解备忘录,双方公司都有意愿合作。现在，双方也正在深入地探讨进一步合作的细节，比如在哪里建设该装置，规模多大，设计怎样的工艺路线以便更适应中国的需求。希望有一个清晰的方案。”

他告诉记者，新的设施不会单独找地方，而是借助于中石油的炼厂基础再做建设。“依靠现有炼厂设备和现有的工程技术人员，对运输、工程设备等都会带来很大好处。”张宇峰透露，Ecofining设备最可能设立在四川地区。

他告诉记者，中石油提供的原料将以小桐子为主，“当然大家也在商量一些细节，把其他的第二代生物燃料也放入，如海藻、芥蓝、麻风树等四五种产品。