2013年4月24日清晨，籠罩在輕薄晨光中的上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)此刻蕩漾著別樣的期待。

5時(shí)43分，在人們略帶緊張的期盼目光中，一架普通的空客A320型飛機(jī)帶著令人振奮的轟鳴聲沖入云霄。7時(shí)08分，經(jīng)過(guò)85分鐘的飛行，飛機(jī)穩(wěn)穩(wěn)地降落在跑道上?！帮w行過(guò)程中動(dòng)力很足，與使用傳統(tǒng)航空燃料沒(méi)有區(qū)別！”步出舷梯，機(jī)長(zhǎng)劉志敏、周曉青激動(dòng)地匯報(bào)。

“我們成功了！我們生物航煤的質(zhì)量是世界一流的！”等待多時(shí)的中石化領(lǐng)導(dǎo)和工作團(tuán)隊(duì)激動(dòng)地鼓掌歡呼。他們不能不興奮，因?yàn)檫@標(biāo)志著中國(guó)自主研發(fā)生產(chǎn)的1號(hào)生物航煤在商業(yè)客機(jī)首次試飛取得成功，中國(guó)成為繼美國(guó)、法國(guó)、芬蘭之后第四個(gè)擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家。由此，中國(guó)石化成為國(guó)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)，開(kāi)啟了生物航煤的新時(shí)代。

生物航煤是指由生物質(zhì)加工生產(chǎn)的、可替代傳統(tǒng)航煤并能在全生命周期實(shí)現(xiàn)溫室氣體減排的液體烴基噴氣燃料。通俗地說(shuō)，就是以可再生資源為原料生產(chǎn)的航空煤油，一般以棕櫚油、麻風(fēng)子油、海藻油、餐飲廢油、動(dòng)物脂肪等為原料。

“發(fā)展生物航煤對(duì)于保障我國(guó)能源安全、取得綠色低碳競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)具有重要戰(zhàn)略意義?！敝袊?guó)石化石油化工科學(xué)研究院航空燃料專家陶志平表示。

瞄準(zhǔn)生物能

節(jié)能減排，降低環(huán)境污染，提倡環(huán)保經(jīng)濟(jì)，一直以來(lái)都是全球共識(shí)。在航空領(lǐng)域亦不例外。

此前，歐洲議會(huì)和歐盟委員會(huì)通過(guò)法案，2012年1月1日起將國(guó)際航空業(yè)納入歐盟碳排放交易體系。這意味著全球4000多家經(jīng)營(yíng)歐洲航線的航空公司需要為超出配額的碳排放支付購(gòu)買成本，其中進(jìn)入歐盟征稅名單的中國(guó)航空公司有33家。雖然中航協(xié)一直表示反對(duì)，但從全球來(lái)看，建立碳排放體系和實(shí)施碳減排正逐步在全球航空產(chǎn)業(yè)形成共識(shí)。

業(yè)內(nèi)有專家算過(guò)一筆賬，按歐盟碳稅的征收方法，中國(guó)民航業(yè)未來(lái)9年將累計(jì)支出約176億元人民幣。這還只是一個(gè)相對(duì)保守的估計(jì)。隨著碳交易配額需求的不斷增加，中國(guó)航空公司支付的碳減排成本有可能成倍增加。

不僅如此，根據(jù)我國(guó)“十二五”規(guī)劃，到2015年單位GDP二氧化碳排放降低17%，單位GDP能耗下降16%。同時(shí)，我國(guó)也已經(jīng)在哥本哈根氣候大會(huì)上承諾，到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。為此，中國(guó)民航局提出了“到2020年我國(guó)民航單位產(chǎn)出能耗和排放比2005年下降22%”的目標(biāo)。

除了節(jié)能減排的壓力外，我國(guó)航空煤油行業(yè)還面臨資源緊缺的壓力。2011年我國(guó)航空煤油消費(fèi)量超過(guò)1800萬(wàn)噸，居世界第二位。據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)全球航空煤油需求每年增長(zhǎng)不足5%，而我國(guó)以每年10%以上的速度增長(zhǎng)。在石油煉制過(guò)程中，直餾航空煤油餾分僅占原油總量的4.8%，即使加上部分重油的加氫裂化，航空煤油餾分也僅占20%左右。國(guó)內(nèi)石油需求的巨大缺口，必將影響未來(lái)航空煤油的穩(wěn)定供給。

多重壓力將生物質(zhì)燃料推到臺(tái)前。生物質(zhì)燃料以其在節(jié)能減排、綠色環(huán)保等方面的突出優(yōu)勢(shì)吸引了大眾目光?？梢哉f(shuō)，生物航煤在燃燒中排放出的二氧化碳、硫化物等遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于礦物燃油，況且生物質(zhì)在生長(zhǎng)過(guò)程中也會(huì)從大氣中吸收大量的二氧化碳。

“相較于傳統(tǒng)航煤，生物航煤可實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳55%?92%。生物航煤不僅原料可以再生、具有可持續(xù)性，而且無(wú)須對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改裝，具有很高的環(huán)保優(yōu)勢(shì)?！倍辔恢惺瘜＜冶硎尽?/p>

資料顯示，目前我國(guó)已成為年消費(fèi)量近2000萬(wàn)噸航空燃料的消費(fèi)大國(guó)。據(jù)國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，至2020年中國(guó)民航飛機(jī)加油量達(dá)4000萬(wàn)噸，生物航煤達(dá)到航油總量的30%，也就是1200萬(wàn)噸。按照每噸1萬(wàn)元計(jì)算，意味著到2020年中國(guó)民用航空生物航煤市場(chǎng)總值將超過(guò)1200億元，市場(chǎng)前景廣闊。

事實(shí)上，對(duì)生物航煤的研發(fā)在國(guó)際上早有先例，國(guó)外石油公司生物航煤技術(shù)的研究有些已取得顯著進(jìn)展。一些歐美國(guó)家和日本等國(guó)2008年開(kāi)始就廣泛開(kāi)展了生物噴氣燃料的示范飛行，2011年6月進(jìn)行了世界上第一次生物航煤商業(yè)化飛行。據(jù)悉，2011至2012年，全球生物航油已在9個(gè)航班上實(shí)現(xiàn)了商用。

出于踐行低碳戰(zhàn)略的使命，更因?yàn)橐庾R(shí)到生物航煤的前景和戰(zhàn)略意義，占有國(guó)內(nèi)航油70%市場(chǎng)份額的中石化早在2009年就啟動(dòng)了生物航煤的研發(fā)。2011年，中國(guó)石化將下屬杭州煉油廠原有裝置改造成一套2萬(wàn)噸/年生物航空煤油工業(yè)裝置，并成功進(jìn)行了制備生物航空煤油的工業(yè)試驗(yàn)。而此次1號(hào)生物航煤的試飛成功，標(biāo)志著中石化拉開(kāi)了我國(guó)生物航油商業(yè)化進(jìn)程的序幕。

攻堅(jiān)克難

“生物航煤的研發(fā)過(guò)程是一段艱苦奮斗的探索之旅，也是一段自力更生的創(chuàng)新之旅?！碧崞?月24日中石化1號(hào)生物航煤試飛成功，陶志平覺(jué)得自己和同事們所有的辛苦都有了補(bǔ)償。

生物航煤的燃燒性能關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，這是決定成功與否的關(guān)鍵。因此，在試飛試驗(yàn)程序中重點(diǎn)比較了生物航煤與普通航煤對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)推力的影響?！笆褂弥袊?guó)石化自主開(kāi)發(fā)的生物航煤生產(chǎn)技術(shù)，我們把植物油變成了與普通航煤組成和性質(zhì)基本一致的組分。與普通航煤相比，這種生物航煤基本不含芳烴、硫、氮等雜原子，具有燃燒性能好的優(yōu)點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力更充足?！睂?shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了陶志平的自信。

整個(gè)飛行過(guò)程中，機(jī)長(zhǎng)及機(jī)組人員對(duì)飛行過(guò)程中的所有試驗(yàn)項(xiàng)目都很滿意，對(duì)動(dòng)力性能、飛行參數(shù)、油耗等均給出很高評(píng)價(jià)。各種贊譽(yù)涌向中國(guó)石化的生物航煤研發(fā)團(tuán)隊(duì)，多年來(lái)自主研發(fā)高端技術(shù)的艱辛在這一刻都化作欣慰。

由于生物航油的研發(fā)屬于前沿領(lǐng)域，充滿了不確定性，因此國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)采取技術(shù)合作的方式推進(jìn)。中石油與國(guó)際巨頭霍尼韋爾公司合作，于2008年生產(chǎn)出首批15噸生物航煤。2012年，中國(guó)商飛與波音公司共同出資建立中國(guó)商飛—波音航空節(jié)能減排技術(shù)中心，向生物航油發(fā)起沖擊。中石化則全力自主研發(fā)。2009年6月，加氫法生物航煤技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目正式立項(xiàng)。2011年，生物航煤研發(fā)與應(yīng)用項(xiàng)目升格為中國(guó)石化十條龍攻關(guān)項(xiàng)目。

以動(dòng)植物油脂為原料生成符合噴氣燃料要求的生物航煤產(chǎn)品，在我國(guó)還是全新課題，技術(shù)難度和生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)讓很多公司望而卻步。

“生物質(zhì)資源要通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)化，變成完全適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的燃料油，要在不改造發(fā)動(dòng)機(jī)的情況下，直接與傳統(tǒng)化石燃料調(diào)配使用，對(duì)技術(shù)開(kāi)發(fā)提出了很高的要求。”研發(fā)過(guò)程中難點(diǎn)多多，中國(guó)石化石油化工科學(xué)研究院院長(zhǎng)龍軍深有感觸。

好在早于2006年，石科院就開(kāi)始了生物油脂加氫技術(shù)的開(kāi)發(fā)，有了深厚的技術(shù)積累。在研發(fā)模式和方法上，石科院突破傳統(tǒng)思維，大膽應(yīng)用領(lǐng)先的分子煉油理念，從分子水平認(rèn)識(shí)原料和目標(biāo)產(chǎn)物的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，研究反應(yīng)機(jī)理與反應(yīng)過(guò)程。經(jīng)過(guò)全體研究人員團(tuán)結(jié)一致，一次次不斷試驗(yàn)、總結(jié)和反復(fù)調(diào)整，最終完成了將動(dòng)植物油轉(zhuǎn)化為生物航煤的成套技術(shù)開(kāi)發(fā)。要知道，目前國(guó)際上只有少數(shù)幾家公司開(kāi)展這方面的研發(fā)。

在此過(guò)程中，中石化不斷摸索創(chuàng)新。飛機(jī)在空中溫度要低到零下幾十?dāng)z氏度，因此航空煤油必須具有良好的低溫流動(dòng)性，而目前的生物油一般由動(dòng)植物油混在一起，冷凝點(diǎn)太高。中石化自主研發(fā)的生物航煤技術(shù)完全解決了這一問(wèn)題?！昂接蜆?biāo)準(zhǔn)的冰點(diǎn)是零下47攝氏度，而用我們技術(shù)生產(chǎn)的生物航煤產(chǎn)品冰點(diǎn)可以達(dá)到零下60多攝氏度?！敝袊?guó)石化科技部煉油新產(chǎn)品和新能源開(kāi)發(fā)專家李毅對(duì)《國(guó)企》記者表示。

地溝油變身航空燃料的加工技術(shù)也是其一。龍軍表示，該工藝突破了以往原料范圍的局限性，既可以是椰子油、菜子油、麻風(fēng)樹(shù)油等木本植物油，也可以利用餐飲廢油、海藻油和動(dòng)物油脂及費(fèi)托合成生成油等，原料范圍十分廣泛。據(jù)悉，2011年12月，中石化以棕櫚油為原料生產(chǎn)出了合格的生物航煤。2012年10月，成功生產(chǎn)出以餐飲廢油為原料的生物航煤。

就是在與一個(gè)個(gè)挑戰(zhàn)的正面交鋒中，中石化自主創(chuàng)新，生物航煤技術(shù)趕超了國(guó)際水平。

瓶頸待解

中國(guó)自主創(chuàng)新的技術(shù)往往不能成功地進(jìn)行商業(yè)化，已經(jīng)成為中國(guó)式的研發(fā)困境。也正因此，業(yè)內(nèi)人士紛紛擔(dān)憂中石化自主創(chuàng)新的生物航煤技術(shù)叫好不叫座：“雖然技術(shù)難題已被解決，但如果生產(chǎn)成本難以降低，今后的商業(yè)化之路仍步履艱難。”

陶志平也直言，發(fā)展生物航煤具有廣闊前景，但目前價(jià)格是普通航油的兩倍以上。突破成本過(guò)高的瓶頸，是生物航煤商業(yè)化必須跨過(guò)的關(guān)口。

“原材料成本和工藝成本助推了生物航煤的制造成本。我們的工藝已經(jīng)很精簡(jiǎn)，成本很難在短期內(nèi)大幅降低。唯一的出口在于原材料成本。但是，餐飲廢棄油在2011年每噸價(jià)格超過(guò)7000元，與食用棕櫚油價(jià)格接近?！崩钜銓?duì)記者說(shuō)。

原料持續(xù)供應(yīng)也成問(wèn)題。為了避免與人爭(zhēng)糧，生物航煤的原材料往往來(lái)自多種富油植物。以中國(guó)石油為例，目前已建立了一個(gè)120萬(wàn)畝的生物原料種植基地。但是富油植物的種植需要時(shí)間，也難以大規(guī)模種植?！坝行┲参镉械赜驓夂虻南拗?，有些可能多年后才能采摘，大規(guī)模種植又存在與糧爭(zhēng)地的問(wèn)題。這些因素都導(dǎo)致了加氫法工藝路線所需原材料的匱乏?！崩钜惚硎?。

不與天爭(zhēng)時(shí)，不與糧爭(zhēng)地，循環(huán)利用是否可行？中國(guó)一年動(dòng)物和植物油消費(fèi)總量2250萬(wàn)噸，所產(chǎn)生的餐飲廢油意味著巨大的生物航煤原料來(lái)源。但是，由于回收渠道的不健全，回購(gòu)成本巨大，很多生物能源企業(yè)甚至無(wú)“油”可用。

“販賣地溝油利潤(rùn)巨大，航油企業(yè)抵不過(guò)小販的高價(jià)回收，每年至少有200萬(wàn)～300萬(wàn)噸餐飲廢棄油流回餐桌?！睆B門大學(xué)中國(guó)能源經(jīng)濟(jì)研究中心主任林伯強(qiáng)強(qiáng)調(diào)，地溝油是生物航煤燃料中最能大規(guī)模利用的原料，地溝油利用不好，商業(yè)化運(yùn)營(yíng)幾乎免談。林伯強(qiáng)建議，政府部門應(yīng)該高價(jià)回收地溝油，同時(shí)嚴(yán)厲打擊地溝油回流餐桌的行為，并給予生物航油企業(yè)一定的補(bǔ)貼，推動(dòng)行業(yè)的發(fā)展。

據(jù)悉，在生物燃料中，除了規(guī)模較大的燃料乙醇外，其他品種還沒(méi)有得到補(bǔ)貼。而在國(guó)外，為增強(qiáng)能源多樣性，實(shí)現(xiàn)能源獨(dú)立和安全，不少國(guó)家對(duì)生物燃料生產(chǎn)制定鼓勵(lì)政策，尤其針對(duì)用于交通運(yùn)輸?shù)纳锶剂现贫颂厥鈨?yōu)惠政策，包括制定強(qiáng)制性的調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)、對(duì)生物燃料提供補(bǔ)貼、減免稅負(fù)、給予研發(fā)資金支持等。目前有31個(gè)國(guó)家確定了生物燃料調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)，至少有19個(gè)國(guó)家和地區(qū)實(shí)施了燃料免稅和生產(chǎn)補(bǔ)貼政策。李毅對(duì)記者表示，國(guó)家的政策導(dǎo)向和支持對(duì)生物航煤發(fā)展至關(guān)重要。目前，杭州石化因與杭州市產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略不符而被要求搬出 。

雖然當(dāng)下生物航煤的商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)是“好事多磨”，但中石化依然信心滿滿。“中國(guó)石化下一步將致力于拓展生物航煤原料來(lái)源，持續(xù)提升技術(shù)水平和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，為航空業(yè)減排增效提供可靠的油品解決方案，同時(shí)加快推進(jìn)生物航煤的商業(yè)化應(yīng)用，為我們共同的藍(lán)天綠水做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)?！崩钜愀嬖V記者。