□ 陶志平

發(fā)展生物航煤具有廣闊前景，但目前其價(jià)格是普通航油的兩倍以上，突破成本過高的瓶頸是生物航煤必須跨過的關(guān)口。

為減少溫室氣體排放，各國紛紛制定了自己的減少溫室氣體排放計(jì)劃和可再生能源開發(fā)計(jì)劃。歐盟的碳排放交易計(jì)劃引起了世界對航空業(yè)排放的關(guān)注，也帶來世界各國對航空生物燃料開發(fā)的重視。根據(jù)國際排放協(xié)議，到2050年，全球二氧化碳排放降低到2005年水平的一半。國際航運(yùn)協(xié)會（IATA）預(yù)測，航空工業(yè)二氧化碳排放需要達(dá)到2005年水平或更低。為實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)，IATA提出到2017年，噴氣燃料中可再生噴氣燃料的比例要達(dá)到10%。

根據(jù)我國“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%，非化石能源占一次能源消費(fèi)比重提高3.1個(gè)百分點(diǎn)，主要污染物排放總量減少8%～10%。除了節(jié)能減排的壓力，我國航空煤油行業(yè)還面臨資源緊缺的壓力。2011年我國航空煤油消費(fèi)量超過1800萬噸，居世界第二位。據(jù)預(yù)測，未來全球航空煤油需求每年增長不足5%，而我國則以每年10%以上的速度增長。而在石油煉制過程中，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。國內(nèi)石油需求的巨大缺口，必將影響未來航空煤油的穩(wěn)定供給。發(fā)展生物航煤對于保障我國能源安全、取得綠色低碳競爭優(yōu)勢具有重要戰(zhàn)略意義。

國外紛紛開發(fā)生物航煤

為了應(yīng)對環(huán)境和資源的雙重壓力，國外石油公司紛紛開始生物航煤技術(shù)的研究，有些已取得顯著進(jìn)展。所開發(fā)的技術(shù)可采用動(dòng)植物油脂、地溝油、秸稈等為原料，經(jīng)過加氫和費(fèi)托合成等技術(shù)來生產(chǎn)航空生物航煤。一些歐美國家和日本等從2008年開始，廣泛開展了生物噴氣燃料的示范飛行，2011年開始進(jìn)行生物噴氣燃料的商業(yè)飛行。這些生物燃料主要以椰子油、棕櫚油、麻風(fēng)子油、亞麻油、海藻油、餐飲廢油、動(dòng)物脂肪等為原料生產(chǎn)。

目前國外生產(chǎn)生物噴氣燃料工藝主要有加氫精制、費(fèi)托合成和采用新原料和工藝等。加氫精制生產(chǎn)生物噴氣燃料工藝，代表性的是美國UOP公司以及合成油Syntroleum Corporation公司的Bio-SynfiningTM工藝。其工藝均以動(dòng)植物油脂為原料，生產(chǎn)出的航煤與常規(guī)石油基噴氣燃料碳數(shù)分布基本相同。生物質(zhì)氣化、費(fèi)托合成法，以纖維素、木質(zhì)素等生物質(zhì)為原料，先氣化生成合成氣，合成氣經(jīng)費(fèi)托合成生成蠟，蠟再加氫裂化、加氫異構(gòu)改質(zhì)生產(chǎn)生物航煤。芬蘭Neste Oil公司投資1950萬美元在芬蘭Varkaus建設(shè)的生物航空燃料和可再生柴油示范裝置于2010 年投產(chǎn)。該裝置以木材及其廢棄物為原料，先通過氣化生產(chǎn)合成氣，再通過費(fèi)托合成生產(chǎn)合成油，最后通過加氫改質(zhì)技術(shù)生產(chǎn)生物航空燃料和可再生柴油。

此外，采用新原料和工藝的生物航煤生產(chǎn)技術(shù)不斷被研發(fā)出來。南非Sasol公司開發(fā)出含芳烴的合成航煤（SKA）新工藝，不同于現(xiàn)在采用鈷基催化劑的低溫費(fèi)托合成技術(shù)，SKA技術(shù)采用鐵基催化劑以及高溫費(fèi)托合成工藝，所生產(chǎn)的合成烴含有在航煤餾分內(nèi)的單環(huán)芳烴。Bygoy公司開發(fā)出了生物代謝合成航煤（SKM）技術(shù)。醇類精制噴氣燃料是一種生物代謝合成航煤，Bygoy公司以乙醇或其他醇類為原料生產(chǎn)100%全合成生物噴氣燃料，計(jì)劃在2013年通過認(rèn)證。

□ 2011年10月，國航成功進(jìn)行國內(nèi)首次生物航煤試飛。 何時(shí) 供圖

國內(nèi)生物航煤開發(fā)已經(jīng)起步

在綠色低碳的世界潮流下，國內(nèi)一些研究機(jī)構(gòu)、大學(xué)和石油公司也紛紛加入開發(fā)生物航空煤油技術(shù)的隊(duì)伍。早在2009年，中國石化就啟動(dòng)了生物航煤的研發(fā)，其所屬的石油化工科學(xué)研究院開發(fā)出了具有自主產(chǎn)權(quán)的加氫法生產(chǎn)生物航空煤油成套技術(shù)，2011年采用該技術(shù)在中國石化杭州煉油廠改造建成了一套工業(yè)示范裝置，并成功進(jìn)行了制備生物航空煤油的工業(yè)試驗(yàn)。中國石化的費(fèi)托合成技術(shù)也已成熟，相關(guān)工業(yè)應(yīng)用裝置預(yù)計(jì)在2013年投產(chǎn)，不僅開辟了生物航空煤油的生產(chǎn)技術(shù)路線，同時(shí)也拓展了原料來源。

霍尼韋爾旗下UOP公司正與中國石油商談在華合作建立首個(gè)年產(chǎn)6萬噸的航空生物燃料煉油廠，該煉油廠有望在2013～2014年投入商業(yè)運(yùn)營。

生物航煤將成為石油基航空煤油的有力補(bǔ)充，不僅可以有效降低碳排放，也可作為拓展非石油資源生產(chǎn)航空煤油的新途徑，減輕我國對進(jìn)口石油過分依賴的壓力，具有廣闊的發(fā)展前景。

但是生物航煤開發(fā)在全球范圍內(nèi)尚屬剛剛起步，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還有很長的路要走。目前生物航油的價(jià)格是普通航油的2～3倍左右，成本較高，其經(jīng)濟(jì)性的突破是一個(gè)關(guān)鍵。同時(shí)，原料持續(xù)供應(yīng)也是需要解決的問題。為此，采用新的原料生產(chǎn)航空煤油的技術(shù)也在開發(fā)中，如微藻養(yǎng)殖生產(chǎn)生物航空煤油技術(shù)以及餐飲廢油、地溝油加工生產(chǎn)航空煤油技術(shù)等。