《中国民航报》、中国民航网 记者张丰蘩 报道:不想让地沟油上桌,那就让它“上天”吧!
9月13日,中国石化镇海炼化拿到了民航局出具的生物航煤适航证书,标志着中国首套生物航煤工业装置产出的生物航煤即将飞向蓝天。数据显示,我国目前航煤年消费量约3000万吨,若全部以生物航煤替代,一年可减少二氧化碳排放约5500万吨,相当于植树近5亿棵,或者超过3000万辆轿车停开一年。该消息发布后,引起舆论广泛关注。网友热议,喝上“地沟油”的飞机不仅可以正常运行,还可以实现绿色飞行。
市场有多大?
当前,减排降碳话题备受关注。航空运输业的碳排放主要来自飞机航空燃油燃烧,与电力、汽车等行业相比,航空业绿色转型的步伐偏慢。数据显示,2019年,航空运输业产生的二氧化碳排放量超过全球排放总量的2%。气候行动追踪组织将航空业碳中和发展目标进展评为“严重不足”。
距离实现“双碳”目标的日子越来越近,航空燃料的绿色转型需求越发迫切。中国新闻网指出,目前,航空公司碳减排的主要措施有四类:一是技术革新,也就是引进更低碳节油的飞机,包括电动飞机、氢能飞机;二是运营效率提升,包括飞机减重、航路优化等;三是可持续航空燃料;四是市场机制,也就是航空业通过向其他行业购买碳减排指标达到自身减排的目的。《经济日报》进一步分析了这四类措施的可行性,认为民航飞机的特点和现阶段的技术水平决定了电能、氢能难以在短期内实现规模替代,并对碳减排提供有效帮助。航空业在低碳能源上没有太多选择,从技术及已有商业应用角度看,中短期内可持续航空燃料将成为航空业碳减排的主要驱动力。数据显示,在相关减排措施中,可持续航空燃料在实现2050年碳中和目标过程中的贡献最大,减排贡献可以达到80%。
而在可持续航空燃料中,生物航煤则是目前应用较广的一种。生物航煤是指从废弃油脂、农林废弃物、藻类等生物质原料中提炼的可供航空器使用的新型燃料,无须对飞机现有燃油、动力等相关系统进行改造。其成分与传统航煤基本一致,燃烧过程中碳排放比例不变。由于其原料在生长过程中会吸收空气中的二氧化碳,除炼化中的能耗外,不会额外增加空气中二氧化碳的含量,从而收到减少碳排放的效果。根据测算,生物航煤全生命周期二氧化碳减排幅度在67%~94%。
目前,生物航煤的主要生产工艺路线包括加氢法、费托合成法、生物质热裂解技术、催化裂解技术、生物异丁醇转化等,其中加氢法和费托合成法生物航煤制备技术发展迅速。参考网相关报道指出,无论哪种工艺生产的生物航煤均可达到“航空替代燃料可持续标准”,是一种具有较高技术成熟度和市场应用前景的可持续航空燃料,因此被多数国家视为航空减排的关键。
发展有多久?
实际上,生物航煤的减排优势早就得到了国际社会的认可,成为全球航空燃料绿色发展的重要方向。一些欧美国家从2008年开始开展生物喷气燃料示范飞行。早在2008年,英国维珍大西洋航空的一架波音747客机就采用与传统燃料混合的生物燃料,成功从英国伦敦飞往荷兰阿姆斯特丹。因此,参考网认为英国是民航领域最早完成生物航煤飞行试验的国家。2011年,全球燃油标准机构批准了生物航煤在民用航空领域的应用。随即德国汉莎航空执飞生物航煤定期航班,并持续了半年之久。2015年,通过每年向用户提供250万升含50%生物航煤的航空燃料,挪威奥斯陆机场成为全球首个定期供应生物航煤的枢纽机场。
目前,国外生物航煤的发展重点已从原材料生产、加工工艺研究转向了商业应用,开展了大量试飞和应用推广工作。数据显示,截至2020年底,使用生物航煤的商业飞行已超过10万次;美国、瑞典、挪威的5个机场已实现生物航煤的常规加注,8个机场进行了生物航煤的批次加注。去年12月,美国联合航空顺利实现采用100%可持续航空燃料的首次客机运营,航线从芝加哥奥黑尔国际机场(ORD)到华盛顿里根国家机场(DCA),被不少媒体认为是航空史上的一大壮举。
在我国,中石油最早涉足生物航煤领域,2011年国内首次生物航煤验证飞行圆满成功。此外,中石化于2009年开始以餐饮废油为原料的加氢工艺研究,2014年民航局向中石化颁发了国产1号生物航煤技术标准规定项目批准书。
此外,不少高校和科研院所也从生物航煤的研发等角度进行了持续性研究。今年8月,中国民航大学南校区种植超级芦竹试验田就引发了高度关注。公开信息显示,超级芦竹生长产生的干生物量、吸收的二氧化碳量、释放的氧气量约为热带森林的5倍、玉米秸秆的7倍、水稻秸秆的15倍以上。因此,超级芦竹也被称为新型植物能源。通过规模种植超级芦竹,再进行加工,只需一年时间,就能生长出可以替代燃煤的植物能源,进而通过炼制工艺,生产出负碳航空能源——可持续航空燃料。经初步测算,超级芦竹亩产可加工炼制0.6吨可持续航空燃料,仅需1.15亿亩盐碱荒地种植超级芦竹,就可满足民航业2060年碳中和的土地需求。
商业化有多难?
早在2013年,国际航空运输协会飞行环境总监保罗·斯蒂尔在国际民航组织的一次会议上指出:“从技术研发、试飞成功到实现大规模商用,生物航煤的发展将遭遇一个低谷。前一个阶段的成果是行业努力所能取得的,但之后就需要政府层面的更多支持和帮助。”
保罗·斯蒂尔所说的也是目前生物航煤的发展困境。虽然生物航煤的发展势头迅猛,但总体而言,其实际应用量仍然很小。《中国质量报》指出,2019年,全球生物航煤产量仅22吨,而商业航线全年的航煤用量则达到3亿吨,占比尚不足0.1%。有业内人士预测,即使所有已知的生物航煤开发项目全部落地,其供应量也只能达到2030年预计全球航煤需求的1%左右。文章还指出了制约生物航煤大规模应用的两个主要因素,一是技术要求高,二是投入成本大。技术要求方面,与矿物航煤不同,“地沟油”存在杂质多、酸值高、含盐量大等诸多问题,需要不断裂化、提纯、去杂质。成品生物航煤对铁离子含量的要求在0.1ppm,相当于每千克生物航煤中铁离子含量不得高于0.1毫克,这使得生物航煤金属质量指标的控制难度提升了好几个等级。技术要求高意味着更大的成本投入。成本投入方面,“地沟油”收集、运输也占据了一大块,收集难,质量与定价监管也不容易。在一系列综合成本叠加下,生物航煤的生产成本差不多是普通矿物航煤的3倍~4倍。《经济日报》也认为成本高昂、原料供应缺乏保障是当前我国生物航煤未能实现大范围商业应用的原因。此外,缺乏强力政策扶持也是原因之一。
不过,两家媒体均认为生物航煤应用是大势所趋,这一点不会改变。在“双碳”目标下,必须从国家战略高度以更超前的眼光加快产业发展。“一方面,要在国家层面加强顶层设计。研究出台可持续航空燃料中长期发展规划,建立生物航煤优先利用机制,出台终端补贴政策;推动生物航煤商业化生产,规范原料种植收集、燃料储运机制,并开通生物航煤示范运营航线。另一方面,政府部门应加强政策鼓励和引导,加强技术研发攻关和资金支持,尽快突破以纤维素等为原料的新一代生物航煤生产技术,以破解原料制约难题”。
在探寻生物航煤商业化道路之外,不少媒体认为推动我国生物航煤应用是民航强国建设的重要组成部分。参考网认为,生物航煤产业在国内有着得天独厚的条件,除市场前景广阔外,西北地区的土地虽具有干旱、贫瘠的特点,但非常适宜麻疯树、亚麻荠等耐旱作物种植,是生物航煤原料的优良产地。尤其是随着2016年首架ARJ21-700飞机交付运营、2017年C919飞机首飞成功,国内已经具备相关技术、经验与条件开展飞机验证和试飞工作,为国内生物航煤技术发展提供了新的可能。在我国生物航煤研发初期首选国产大飞机,不仅能收到更好的宣传效果,产生社会效应,更重要的原因在于飞机端验证、飞行保障等关键环节和核心技术研发。如此可以通过制度优势更好地支持技术研究和产业链建设,助力我国成为生物航煤新规则的制定者和标准的领跑者。