文/陳福民/

變“地溝油”為航空燃油

文/陳福民/

2015年3月21日我國自制地溝油航煤商業(yè)首飛成功

2013年4月24日清晨5點43分，東方航空公司一架現(xiàn)役空客A-320飛機在上海虹橋國際機場騰空而起，飛機時而爬高，時而平飛，時而加速，時而轉(zhuǎn)彎……當空客A-320在虹橋機場上空飛行了1個半小時后降落、滑行至停機坪時，一批中美航空科技人員和記者圍了上去，歡喜地與空勤人員擁抱問候……這就是我國成功實施首次自主產(chǎn)權生物航空燃油驗證試飛的場面。

令人歡欣和驚奇的是，這次東航現(xiàn)役空客A-320飛機試飛，飛機加注的是獨特的中國首次自主知識產(chǎn)權的生物航空燃油，在1個半小時的本場驗證飛行中，記錄下各項重要數(shù)據(jù)、指標。試飛組按照驗證飛行科目設置的全流程要求，對混合生物燃油加注配比、巡航階段溫度測定、飛行高度影響、航前航后發(fā)動機孔探檢查，以及特殊情況處置等工作進行了全面測試，結(jié)果令人滿意。

所謂生物航空燃油的原料有廢棄動植物油脂（地溝油）、農(nóng)林廢棄物、油藻等，而這次試飛加注的航空燃油部分是由“地溝油”轉(zhuǎn)化，部分是由棕櫚油轉(zhuǎn)化。

“地溝油”怎么會搖身一變成為航空燃油？“地溝油”上天是否夠安全？“地溝油”上天有什么意義，它的之路有多漫長？

荷蘭開創(chuàng)了“地溝油”上天的先河

報載，2011年6月，荷蘭皇家航空公司一架波音737飛機搭乘著171名乘客，從荷蘭的阿姆斯特丹飛往法國巴黎，這是荷蘭航空在全球第一次使用新型航空燃料進行的商業(yè)飛行。這種新型燃料的原料是用“地溝油”提煉的航空煤油。

這一消息轟動了中國。因為地溝油在國內(nèi)人人喊打，在地球的另一端，荷蘭皇家航空公司怎么會來華采購地溝油樣品回去變成供飛機上天的燃料，難道這次試飛成功還有中國地溝油的“功勞”？

原來，荷蘭皇家航空公司從2009年開始探索生物燃油替代航空煤油的可能性。其中確有一個荷蘭航空試喝中國地溝油帶走20噸樣品油試飛的故事。

那是2011年秋天，荷蘭地溝油航班運營方委派一名商務代表來華采購樣品。這名代表是一位31歲、身高接近2.2米的荷蘭帥哥，因為最喜歡中國臺灣歌手費翔，他給自己取了一個中文名字“費海耀”。他是北京瑞荷恒一商務科技公司職員，他曾兩次到青島與青島福瑞斯生物能源科技公司洽談，要購買一批地溝油樣品回國試用。

在福瑞斯產(chǎn)品實驗室，費海耀看到了擺滿好幾張桌子的數(shù)百個生物柴油樣品，滿心歡喜。他拿出了帶來的一份地溝油檢驗報告，表示只有主要指標達到這個標準的地溝油才符合他采購的要求。在福瑞斯產(chǎn)品實驗室，工作人員將費海耀選中的那瓶樣品進行檢測對比發(fā)現(xiàn)，9項指標中有7項是達標的，另外兩項指標在經(jīng)過處理后也可達標。費海耀對此樣品比較滿意，提出要采購20噸作為樣品，運回荷蘭做試用。

荷蘭開創(chuàng)了“地溝油”上天的先河

在對樣品指標確認后，最讓費海耀關心的就是價格了。

桌子的數(shù)百個生物柴油樣品

目前福瑞斯收購一噸地溝油的成本大約是4500多元，收上來的地溝油雜質(zhì)很多，需要經(jīng)過一系列工藝，一噸地溝油的處理成本約為1500多元，再加上運輸、檢驗等成本，一噸地溝油加工成生物柴油后的出廠成本在6500元上下。按照目前的市場價，一噸生物柴油的銷售價格是7500元以上（比石化柴油便宜1000元左右）?？紤]到做“長期的買賣”，按照成本價核算，他們給費海耀一噸的報價在6500元左右。

“3000元！”費海耀的報價讓在場的中國人哭笑不得。在這個老外看來，中國人喜歡漫天要價，必需“攔腰砍價”。而更重要的原因是，在荷蘭，地溝油收集、加工政府有高補貼。既然想薄利多銷，價格就要低一些。

然而，經(jīng)過一番解釋后，費海耀將福瑞斯的報價單發(fā)回荷蘭總部后幾天，雙方價格基本上談攏了。

在中國生活5年，費海耀顯然熟諳中國商業(yè)談判?！拔覀兠磕晷枰?2萬噸地溝油，有長期的、大量的需求?！毖酝庵?，希望在中國的采購價能夠更加“合理”。

事實上，除了原料成本外，對青島地溝油能否助飛荷蘭的地溝油航班，顯然還有很多很多問題需要解決。例如運輸費用問題，通過海上集裝箱運輸，從青島到地球另一端的荷蘭，每噸地溝油的運費可能不會低于300元人民幣。

而站在荷蘭方的立場，荷蘭皇家航空公司旗下的SkyNRG公司經(jīng)理德克?克羅內(nèi)梅杰也曾表示，由于原料成本和技術問題，該公司的這種地溝油燃油的價格是普通飛機燃油的3倍多。因為價格原因，目前荷航采取了50%地溝油燃料，50%化石燃料的混合燃料。

那么，價格高，為什么還要用？其實，荷蘭人考慮更多的是一筆環(huán)保賬。荷蘭航空方面曾稱，之所以選擇地溝油進行研究，主要是由于不用重新生產(chǎn)農(nóng)作物，這就減少了生產(chǎn)過程中的碳排放；此外，廢棄油脂目前都是就地取材，也可以節(jié)省不少交通運輸費用。同時，相對于傳統(tǒng)的化石燃料，地溝油原料可以減排60%～80%，今后還可能增加到90%。根據(jù)歐盟要求，航空公司必須減少一定比例的二氧化碳排放，而“地溝油”燃料恰恰能實現(xiàn)這樣的要求。有關專家也拷出，飛機在飛行的時候要大量消耗航空煤油，而使用生物燃油對環(huán)境保護的作用要強于航空煤油。

為什么要變“地溝油”為航空燃油

當今能源界對研發(fā)生物能源熱點一個最概括的解釋是，植物通過光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學能存儲在體內(nèi)。人們通過對活著或者剛剛死去的植物進行處理，能提取出固體、液體或氣體燃料。因為這種能源可再生，污染小，因此，人們嘗試用玉米、麥稈、麻、棕櫚等各種植物生產(chǎn)生物燃料。

地溝油如何轉(zhuǎn)變航煤

當前，“綠化”飛機燃油大致有著三種方式：一種是研制如何將木材、玉米干草和麥稈等物質(zhì)中的蔗糖轉(zhuǎn)化，變成類似于飛行燃油的能源；另一種則是在研究將煤高溫液化，變成可用于飛機的碳氫化合物的合成燃料；那第三種方式就是像荷蘭SkyNRG這樣的公司，專攻植物油的轉(zhuǎn)化。

事實上，“地溝油”能變?yōu)楹娇杖加椭允荜P注，也正是SkyNRG公司的植物油轉(zhuǎn)化研究的成果。

地溝油與生物航煤

在荷蘭，餐館和食品店都有著較為規(guī)范的廢油回收系統(tǒng)，一般剩余的廚后菜油會采集起來循環(huán)使用，作為家畜飼料添加，或進行分解，或制為生物燃料。于此同時，家庭的廚后菜油卻一般倒入垃圾桶或沖入廁所，從來沒有回收利用過。

這個“空白”被SkyNRG公司發(fā)現(xiàn)了。SkyNGR公司是目前世界最大的可持續(xù)航空燃料供應商，他們認為，這些用過的食用植物油應該更多循環(huán)使用，如果處理得好，可以成為很好的生物燃料原料。作為荷蘭皇家航空旗下的公司，他們自然想到用這些油驅(qū)動飛機。

植物油如何轉(zhuǎn)變成飛行燃油？SkyNRG公司采用了“加氫可再生飛行燃料”技術。

先將植物油進行脫氧處理，然后就是一系列的有機化學過程，關鍵一步是進行加氫裂化，在持續(xù)的氫氣壓力作用下，分子間碳鍵被破壞，生成較小的碳氫化合物，其產(chǎn)物就是不飽和烴，此時，就已經(jīng)很接近燃料了，然后再進行“異構(gòu)化”，即將化學物質(zhì)的自身組成結(jié)構(gòu)進行改變，真正成為所需要的“可再生飛行燃料”。

但在德克看來，“地溝油”變廢為寶的過程中，最大的障礙并非技術門檻，而是標準很高的法律門檻。歐盟對于生物燃料的要求很高，不是隨便什么原料都可以拿來做燃料用以商業(yè)使用。

據(jù)荷航總裁卡米爾?厄爾林斯說，早在2009年，荷航的一架波音747飛機已經(jīng)在引擎中采用了50%的生物燃料，證明利用生物煤油飛行在技術上是可行的。但直到2011年，“加氫可再生飛行燃料”技術才通過國際標準組織的認證，允許其在商業(yè)飛行中使用。

過了“法律門檻”，直接促成了荷航的決定。2011年6月22日，荷航宣布，要從9月開始，在200架阿姆斯特丹-巴黎航線上使用“地溝油”燃料，形成一條“綠色飛行通道”。根據(jù)荷航的聲明，航空公司無需對飛機引擎做任何改動，就可以使用“地溝油”燃料。

生物燃料對環(huán)境的破壞一直是其受到詬病的原因之一。那么，“地溝油”燃料究竟有什么優(yōu)勢呢？

此前，棕櫚油轉(zhuǎn)換的生物燃料技術已經(jīng)被證實是可行的，但是，棕櫚油的生產(chǎn)已經(jīng)對馬來西亞和印尼等地的森林和人類棲息地造成了嚴重的破壞，將其轉(zhuǎn)為飛行燃料，可能會加重這種破壞。

英國的維珍航空公司曾在倫敦到阿姆斯特丹飛行航線上使用了5%的生物燃料，但光一趟飛行就需要15萬個椰子。

在這種情況下，“地溝油”燃料的使用效率成為它的優(yōu)勢。生物柴油同樣是將植物油轉(zhuǎn)化為燃油，但它一般不能單獨使用，要和普通柴油混合使用，最終的混合燃料中，往往只能帶有20%，甚至5%的生物柴油。但經(jīng)過加氫處理，廢棄的“地溝油”可以100%地替代石化燃料。

此外，科學家研究指出，相比普通的飛行燃油，這種“地溝油”轉(zhuǎn)化而來的新型燃料的效益還要多出1%到2%，也就是說，使用這種燃料的飛機，還可以多飛1%～2%。

因此，“地溝油”燃料的優(yōu)勢是：排碳少效率高，還能多跑路。

荷蘭從2012年開始，以“地溝油”制成的生物燃料為動力的客機，已執(zhí)飛阿姆斯特丹至巴黎航線和至里約熱內(nèi)盧航線。荷航董事長表示，荷航的目標是2015年讓生物燃油占該公司飛行總耗油量的1%。據(jù)預計，至2020年底歐洲航空業(yè)每年將使用200萬噸生物煤油作為飛行燃料，約占歐洲飛行燃料消耗總量的3%。

我國“地溝油”變航煤的前景廣闊

用“地溝油”變身的航空燃料也叫生物航煤，它是以可再生資源為原料生產(chǎn)的航空煤油，原料主要包括椰子油、棕櫚油、麻風子油、亞麻油、海藻油、餐飲廢油、動物脂肪等。與傳統(tǒng)石油基航空煤油相比，在全生命周期中具有很好的降低二氧化碳和顆粒污染物排放的作用。

但是，將“地溝油”變身生物航煤不能“一步登天”，其技術壁壘是很大障礙。許多國家走過的是第一步，先變?yōu)椤吧锊裼汀?，然后?jīng)過特殊工藝處理，再到航空生物煤油。

生物柴油誕生于1988年，是由德國聶爾公司發(fā)明，它是以菜子油為原料，提煉而成的潔凈燃油。自從20世紀90年代以來，生物柴油以其優(yōu)越的環(huán)保性能受到了各國的重視。美國、加拿大、巴西、日本、澳大利亞、印度等國都在積極發(fā)展這項產(chǎn)業(yè)。歐盟國家2001年生物柴油產(chǎn)量已超過100萬噸。生物柴油的使用份額已占到成品油市場的5%。美國1990年開始以小規(guī)模用大豆油生產(chǎn)生物柴油，并被國家能源署列為清潔燃料，進行推廣應用。美國能源署要求，到2010年止，美國的生物柴油產(chǎn)量從現(xiàn)有的100萬噸提高到1200萬噸。

盡管生物柴油在歐美以及東南亞已經(jīng)是非常成熟的產(chǎn)業(yè)了，但是目前主要是以一代糧食作物油脂作為原材料，比如說棕櫚油、大豆油和菜籽油等等。這里就產(chǎn)生了很多爭議，很多人認為使用食物為原料來生產(chǎn)能源，變相抬高了國際食物供應的價格，還有包括砍伐森林和土地利用不當?shù)膯栴}，直到現(xiàn)在還有很多爭論。所以生物航空燃料業(yè)從最初開始就立志用更環(huán)保的二代原材料，這里面就包括廢棄物和一些非糧作物等等。

目前，全球有十幾個國家地區(qū)生產(chǎn)銷售生物柴油，生產(chǎn)國有美國、歐盟成員國、阿根廷、馬來西亞、印度、日本。推廣力度最大數(shù)德國，生物柴油被應用在奔馳、寶馬、大眾、奧地的轎車上，德國現(xiàn)有900多家生物柴油加油站，并規(guī)定在主要交通要道只準銷售生物柴油。他們都積極尋找廢棄物來生產(chǎn)生物柴油，特別是相對于生物航煤來說，生物柴油對廢棄油脂的質(zhì)量要求不高，很多酸化油、地溝油經(jīng)過處理之后都可以應用。

而荷蘭航空也并不是唯一一家將廢棄油“飛上天”的公司。公開資料顯示，早在2008年，英國已有航空公司嘗試了將動物油脂轉(zhuǎn)化為航空燃油，并進行了試航；2011年，英國湯姆森航空公司也嘗試將飛機其中一個引擎中的燃料，改變成廢棄油處理成的燃料油，實現(xiàn)了試航成功；2012年6月，荷蘭航空的“廢棄油”航班也開始執(zhí)飛洲際航線。

如今，荷蘭致力于“地溝油”變身生物航煤的研究和實踐給人以啟示，之所以選擇地溝油作為航空燃料的原料，主要是由于不用重新生產(chǎn)農(nóng)作物，這就減少了生產(chǎn)過程中的碳排放；此外，廢棄油脂目前都是就地取材，也可以節(jié)省不少交通運輸費用。專家預言，在不遠的將來，用地溝油來做航空飛行燃料，將是很多航空公司和飛機制造商的理想選擇。

我國研制的“地溝油”生物航煤成功首飛

在我國，從地溝油里提取“生物柴油”的科技項目也正在實施。目前，一座垃圾油消納廠，可將回收后的垃圾油，通過先進的處理技術轉(zhuǎn)化成一種綠色能源——生物柴油，可達到年產(chǎn)2萬噸生物柴油。據(jù)介紹，一噸垃圾油可制成850公斤生物柴油和100公斤甘油。這種生物柴油是一種安全、清潔、高效的可再生燃料，與普通的礦物柴油相比，柴油車使用這種柴油排放的尾氣中不含二氧化硫，而且碳氫化合物和一氧化碳也大大降低。

隨著“地溝油”變身生物燃料技術標準日臻完善和成熟，“地溝油”若想在航空業(yè)大面積使用并實現(xiàn)市場化，原料的供應將成為關鍵。中國被認為是有豐富“地溝油”原料的產(chǎn)地。我國每年產(chǎn)生地溝油450萬噸，尋求將廢棄“地溝油”轉(zhuǎn)化為航油的方法能增加生物燃料的地區(qū)供應量并改進生物燃料的可提供性。

值得指出的是，我國現(xiàn)已具備用餐飲廢油生產(chǎn)生物航煤和生物柴油的能力，為“地溝油”資源回收利用探索出一條綠色之路。2014年10月，美國波音公司與中國商用飛機有限責任公司合作建立的中美航空生物燃料示范項目已在杭州正式投入運營，已經(jīng)就“廢棄油脂”開發(fā)了一條新的轉(zhuǎn)化途徑，將人們常說的“地溝油”，轉(zhuǎn)化為可持續(xù)航空生物燃料。預計每年可將18億升（5億加侖）廢棄食用油轉(zhuǎn)化為生物燃料，當前正式試產(chǎn)的日產(chǎn)量可達半噸。

該轉(zhuǎn)化途徑是將廢棄油脂簡單清洗后，先轉(zhuǎn)化為一種中間化工品，在此過程中去掉雜質(zhì)，提高產(chǎn)品純度，然后基于這種中間品開發(fā)一系列后續(xù)的轉(zhuǎn)化方案。與傳統(tǒng)油脂直接加氫脫氧相比，這一方式據(jù)說更為經(jīng)濟。

波音預計到2033年中國將需要超過6020架新飛機，可持續(xù)生產(chǎn)的航空生物燃料比傳統(tǒng)噴氣機燃油碳排放降低了50%～80%。

2015年3月21日，一架由波音737機型執(zhí)飛的海南航空飛機從上海虹橋飛抵北京。本次航班使用的是新型能源生物航油，這是我國首次使用生物航煤進行載客商業(yè)飛行的喜訊。