在剛剛結束的全國兩會上,氫能源首次被寫入政府工作報告,氫燃料不僅是未來動力的一個主要供能源,更是提供商業化儲能的清潔高效技術組成部分。未來氫能源的發展將也是世界在能源轉型過程中最關注的焦點之一,作為一次能源清潔化的代表,氫能技術是航空生物燃料生產技術的主要組成部分,涵蓋了制備方法的多個重要環節,因此,發展航空生物燃料更需要關注氫燃料和技術的不斷革新。——編者
隨著國內外環保理念的日趨提升,航空生物燃料因具有低碳排放和可持續性獲得青睞,近些年中國航空生物燃料發展迅速,逐漸擁有自主研發技術并成功投入商業化應用,但是離大規模應用仍有不小距離,我國是航空運輸大國及化石能源進口大國,航空生物燃料如何、何時實現規模化應用是一項迫切的任務。制定什么樣的產業支持政策?如何突破價格的障礙?如何保證原料持續穩定供應?如何加強國際合作形成航空生物燃料產業鏈?走入航空生物燃料的發展一探究竟。
2月23日,一架編號為B-305E的全新A320neo飛機從法國圖盧茲飛抵廣州白云國際機場,加盟中國南方航空公司機隊。此次洲際飛行使用了10%摻混比例的航空生物燃料,是南航首次使用生物航油執行跨洋飛行任務。據了解,該航空生物燃料原料使用的是甘蔗糖,相比于傳統航空煤油,減少了近50%的二氧化碳排放。該航油經過了適航性認證,具有低排放和可持續性等特點。
中國航空生物航油和國際相比起步較晚,但發展迅速。2011年10月28日,國航一架波音747-400型客機執行驗證飛行,加載了50%以麻風樹為原料的航空生物燃料,這標志著國內首次生物燃油驗證飛行圓滿成功。
2013年4月24日,東航一架A320客機加注中國首次自主知識產權的生物航空燃油在上海虹橋國際機場完成試飛,為國產新能源應用和綠色低碳飛行再次增添了實際案例。
2015年 3月21日,海南航空一架加注50%生物航空煤油的B737-800 客機從上海虹橋平穩抵達北京首都國際機場,標志著中國自主研發生產的1號生物航煤首次商業載客飛行取得圓滿成功。
2017年11月21日,海南航空一架B787-800加載15%的餐飲廢油煉化而成的生物燃油,成功飛抵美國芝加哥,成為國內首家使用生物燃料跨洋載客飛行的航空公司,標志著中美綠色示范航線生物燃料航班成功啟航。一個個生動的例子證明著航空生物燃料在未來的廣闊前景。
從生物燃油驗證飛行,到自主研發生物航油成功試飛商業載客,再到使用生物航油跨洋越洲飛行,生物燃油的發展步伐不僅走得快而且走得穩。但受制于原料供給、成本高昂等因素,離大規模應用仍有不小距離。中國生物質能源產業技術創新戰略聯盟理事長馬隆龍坦言,現在所面臨的困難和挑戰與國際上相同,就是降低成本,“如果未來中國或全球對于生物燃料有更多刺激政策,我想可能在2024年能夠看到商業上規模化地使用航空生物燃料。”
我國是航空運輸大國及化石能源進口大國,航空生物燃料可有效減排、減小對化石能源的依賴,因此有必要突破現有局限,采取措施,充分發揮我國市場的優勢,具體有以下建議措施。
要制定指導性文件、出臺相關標準和支持政策。可以參考國外的一些做法,2010年前后,國際民航運輸組織發布了預測報告、美空軍和海軍等出臺了相關規劃和發展路線圖,有效指導了航空生物燃料發展。2012年美空軍發布了《動力能源地平線》文件提出:與2005年相比,2015年實現“總量10%采用非化石能源,航空燃油消耗下降10%”(到2013年目標提前實現);2020年將實現“化石能源的使用減少30%”;2030年實現“總量的25%采用可再生能源”。當前我國碳排放交易體系尚未成形,還缺乏行之有效的監管,目前仍參照美國測試和材料協會(ASTM)制定的國際認證標準,需要建立健全符合我國國情的體系標準。
由于生物原料加工后的初步產物是柴油,還需二次裂解去碳才能產出航空燃油,因此生物燃料生產成本高于傳統燃油。芬蘭航空公司副總裁曾表示:“限制生物燃料應用的三個因素是價格、價格,還是價格。”目前,生物燃料成本是傳統燃油的2~3倍。以餐飲廢油為例,其所不同于地溝油的是必須為不含水的油脂,故而收集成本較高,據測算平均大約3噸餐飲廢油能生產1噸生物航油。要想大幅降低成本必須實現規模化生產,建立起成熟的生物航油研發、生產及供應體系。
確保原料的供應體系建設。生物燃料的原料包括動植物油脂、廢棄食用油和微生物油脂等,各種原料的產能和收率存在很大差異,如何保障可持續的原料供應仍是當前需關注、亟待解決的問題。2012年1月,德國漢莎航空公司就是因為庫存生物燃料即將耗盡且補給不足,終止了在漢堡—法蘭克福航線上使用生物燃料的A321客機航班。針對原料供應問題,我國要充分發揮地大物博的資源優勢。國際民航運輸組織的報告指出,我國西北廣大地區大量干旱、貧瘠土地,適宜麻瘋樹、亞麻薺等耐旱作物種植,是生物原料優良產地。我國每年餐飲廢油數量極大,這對為航空生物燃油的原材料提供極大便利。
各方應加強合作,實現優勢互補。國際上已有良好的合作范例,早在2012年世界三大飛機制造商空客公司、波音公司和巴西航空工業公司,在瑞士日內瓦航空與環境峰會上簽署諒解備忘錄,攜手共同促進生物燃料在航空領域的使用。中國的能源、航油和航空公司應密切合作,加強國際合作,合力助推航空生物燃料快速發展。中國石油早在2008年就與霍尼韋爾公司合作生產生物航空燃料,以麻風樹小桐子為原料采用加氫工藝技術,在四川南充建設一套年產6萬噸航空生物燃料生產裝置,并于2011年驗證飛行成功。
中國石油、中國石化等在生物航空燃料上已有相對成熟的技術儲備,應進一步加大科研投資力度,搶占產業制高點。2018年7月,我國成品油終端市場全面向外資放開。2018年全國加油站高峰論壇數據顯示,民營及外資加油站總量為5.4萬座,占比高達49.5%。成品油零售市場競爭更加白熱化,航空燃油需求巨大,搶占生物航空燃料產業的主導權可形成燃油銷售市場新制高點和競爭力。
無論是《巴黎協定》達成的碳排放目標,還是黨的十九大確立的“綠水青山就是金山銀山”的環境保護信念,都要求我國盡早實現航空生物燃料的規模化運用。中國航空工業發展研究中心李東海表示,航空生物燃料是解決我國燃油過度依賴進口、減少污染排放,甚至是發展貧困地區“精準扶貧”的理想產業,亟須從國家層面制定發展戰略和規劃,加大科研投資力度,出臺相關產業政策,制定標準,從而培育我國的航空生物燃料市場。
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