今年6月，一架由生物燃料驱动的湾流G450飞机从美国新泽西州起飞，经过7小时，顺利完成横跨大西洋的首次试航。这架飞机使用了含有荠蓝生物燃料的混合燃料。

从下个月开始，荷兰皇家航空公司在阿姆斯特丹往返巴黎的200个航班上，将正式使用生物燃料作为动力，而航班所使用的生物燃料，皆由地沟油加工而来。

事实上，随着燃油成本占航空公司运营成本的比例不断扩大，以及各航空公司碳减排压力的不断增大，全球各地的航空公司都在加速探索可替代性的生物燃料。当然，参与者还包括石油公司，以及飞机制造商。

地沟油有了新角色

对荷兰皇家航空公司来说，使用地沟油作为航空替代燃料是一次令人满意的尝试。而这次尝试，始于细心观察。

据了解，在荷兰，餐馆和食品店都有着较为规范的回收系统，一般剩余的废弃油脂（俗称地沟油）会被采集起来循环使用，作为家畜饲料的添加，或进行分解，制成生物燃料。而家庭餐厨剩余的地沟油却一般被倒入垃圾桶或冲入厕所，从来没有被回收利用过。

这样的情况被荷兰皇家航空公司看在了眼里。他们认为，这些地沟油应该也可以成为不错的航空替代燃料。于是，荷兰皇家航空公司旗下的SkyNRG公司被要求利用这些地沟油来生产新型航空燃油。

地沟油如何转变成飞行燃油？该公司采用了加氢可再生飞行燃料技术。

这一技术是先将废弃油脂进行脱氧处理，然后经过一系列的有机化学过程。关键一步是进行加氢裂化。在持续的氢气压力作用下，分子间碳键被破坏，生成较小的碳氢化合物，其产物就是不饱和烃，此时，就已经很接近燃料了。然后再进行异构化，即将化学物质的自身组成结构进行改变，让其真正成为可再生飞行燃料。

荷兰皇家航空公司方面认为，由于不用重新生产农作物，这就减少了生产过程中的碳排放；此外，废弃油脂目前都是就地取材，也可以节省不少交通运输费用。因此，相对于传统的化石燃料，地沟油原料可以减排60%～80%，今后还可能增加到90%。根据该公司的声明，航空公司无需对飞机引擎做任何改动，就可以使用地沟油燃料。此外，相比普通的燃料，这种地沟油转化而来的新型燃料的效益还要多出1%到2%，也就是说，使用这种燃料的飞机，可以多飞行1%～2%的距离。

当然，想到利用地沟油来加工航空燃料的荷兰皇家航空公司，并不是拍脑袋就获得了主意，而是在生物燃料方面经历了多年的探索和实践。据该公司总裁卡米尔·厄尔林斯介绍，其实早在2009年，荷航的一架波音747飞机就已经在引擎中试着采用了50%的生物燃料，证明利用生物燃料飞行在技术上是可行的。直到今年，加氢可再生飞行燃料技术才通过国际标准组织的认证，允许其在商业飞行中使用。
 

 

去年五月，中科院与美国波音公司签署备忘录，计划共同投资成立一个可持续航空生物燃料的联合研究实验室。

全球盯住替代燃料


不仅是荷兰皇家航空公司，国外很多航空公司和飞机制造商都已经在生物替代燃料方面迈出了坚实的步伐。生物燃料也开始在全球“试飞”。

全球两大飞机制造商——空客公司和波音公司都已积极投入到了寻找可替代生物燃料的试验中。

2009年1月7日，美国大陆航空公司的一架波音737客机成功完成北美洲首次商业飞机生物燃料试验飞行。据了解，这是全球首次利用海藻提取物进行的商业飞机生物燃料飞行。大陆航空公司使用的生物燃料主要从海藻中提取原料，与传统燃油和液化燃气相比，所产生的温室气体排放量少得多，而且不会对粮食作物或水资源造成负面影响，还有利于减少对森林的砍伐。另外，生物燃料还能够与传统的煤油燃料（A类航空燃料）混合，减少对于化石燃料的依赖。

今年7月，空客公司与德国汉莎航空公司推出的全球首个使用生物燃料的定期商业客运航班执飞。据了解，空客使用的生物燃料是把经过氢化处理的植物油、非食用动物脂肪，与传统航空燃料以1∶1的比例混合而成。7月13日，世界燃油标准组织正式批准了这种生物燃料的使用。使用生物燃料的航线是由配备了IAE发动机的空客A321飞机执飞，每日4次往返于汉堡和法兰克福。在6个月的试验期间，这架客机预计将共减排二氧化碳1500吨。

7月21日，墨西哥低成本航空公司Interjet的一架空客首次使用航空生物燃料在墨西哥完成商业飞行。据悉，这架空客A320飞机的航程大约为800千米。此次飞行所用燃油73%为传统化石燃料，余下的27%为生物燃料混合物，主要成分是由墨西哥恰帕斯州生产的麻风树油提炼而成。

另一大飞机动力系统制造商霍尼韦尔最近宣布，其绿色航空燃料已成功为首次使用生物燃料跨越大西洋试飞提供了动力。飞机使用霍尼韦尔绿色航空燃料和石油航空燃料混合而成的燃料，为飞机上的一台劳斯莱斯发动机提供动力，从北美飞抵欧洲。据了解，这是首架使用生物燃料的喷气式商务机。

据了解，霍尼韦尔这次飞行使用的生物燃料来自荠蓝，这是一种专门的能源作物，可以和小麦轮种，因此不存在食物链竞争问题，它还可以在边缘土地上生长。此次飞行的所有生物燃料的原料由美国可持续燃油公司种植和收割，这是一家总部位于美国的荠蓝技术生产商。

根据试飞结果，霍尼韦尔按生命周期分析测算，相比使用化石燃料，同一架飞机使用霍尼韦尔绿色航空燃料可减少大约5.5吨的二氧化碳净排放量。而此前，霍尼韦尔已使用荠蓝、麻风树和海藻等非食用性可再生原料生产出了超过70万加仑的绿色航空燃料应用于飞行试验。在迄今为止进行的16次生物燃料试飞活动中，每一次都证明了霍尼韦尔绿色航空燃料可满足所有飞行指标，无需对飞机或发动机进行任何改造。


中国航班即将试用


在探索航空替代生物燃料方面，中国从去年开始也终于有所行动。2010年5月，波音公司与中科院青岛生物能源与过程研究所宣布，将建立生物燃料研究实验室，致力于研发微藻航空生物燃料技术、航空生物燃料中试系统，提供高品质航空生物燃料产品，推动可持续航空生物燃料的技术研发与产业示范。同年9月2日，由中科院青能所与波音公司共同投资组建的可持续航空生物燃料联合研究实验室在青岛揭牌。

根据国家能源局的统一安排，2010年5月26日，中石油与中国国航、波音公司及霍尼韦尔环球油品公司曾签署《关于中国可持续航空生物燃料验证试飞的合作备忘录》，计划于2011年在中国北京进行首次航空生物燃料验证飞行演示。

而就在前不久，中石油旗下的石油化工研究院完成了首批航空生物燃料——小桐子精炼油的研发和生产，首批15吨航空生物燃料已正式交付中航油，等待今年下半年国航利用这批生物燃料进行试飞。

据了解，国航将提供一架装有普惠发动机的波音747飞机，以实施生物燃油验证飞行。用于提炼生物燃油的原料小桐子来自中石油的原料基地。今年下半年，国航将在中国实现首次航空生物燃料验证飞行，通过验证飞行积累航空生物燃料飞行经验，并根据试飞评估结果，与波音公司具体制定更远的越洋飞行计划。另据了解，今后中石油还将在四川建设航空生物燃料生产基地。

“其实中国在寻找替代燃料方面也存在巨大的机会。”国际航空运输协会负责航空环境的经理保罗·斯蒂尔表示，比如可以从煤炭中提取燃气，事实上目前中国的一些电厂和钢厂已经在做了。


面临成本环境压力


根据国际航空运输协会发布的预测报告，第二代生物燃料将在2012年开始正式商用。在2040年其比例将达到总燃料的50%，摆脱对石油的唯一依赖，并有望在2050年实现减排50%的目标。然而，开发生物替代燃料过程中需要解决的问题也很多。

首先是成本问题。尽管航空用生物燃料的研发如火如荼，但在开发成本和加工规模上，与现有燃料相比还不具优势。比如，荷兰皇家航空公司使用地沟油转化的燃料，目前价格是普通化石燃料的3倍多，因为其依靠目前全新的转化技术，处理成本还很高。这也是制约生物替代燃料产业迅速扩张的最大阻力，尤其是在经济不景气、油价低位运行时。

其次是来源问题。自2008年下半年全球金融危机爆发以来，在原油价格大幅回落、燃料市场需求疲弱、生物燃料产能过剩等因素的多重挤压下，全球生物燃料产业的经济动力和盈利能力迅速减弱，不少国家的生物燃料市场和产业发展出现动荡。比如在美国，玉米乙醇生产企业就一度出现大量产能闲置，部分企业申请破产，一些纤维素乙醇工厂的建设计划也被推迟。

再次是环境问题。有环保机构指出，如果处理不好，从生产到消费的过程中，生物燃料的二氧化碳排放可能比化石燃料更多。除了二氧化碳排放，还有生态问题。比如，棕榈油转换的生物燃料在技术上已被证实是可行的，但是，棕榈油的生产已经对马来西亚和印尼等地的森林和人类栖息地造成了严重破坏。世界资源研究所也曾指出，美国在2005年完成的13亿吨生物质资源潜力评估是建立在导致土地质量下降和温室气体排放不可持续基础之上的。还有个例子，英国维珍航空公司曾在伦敦到阿姆斯特丹的飞行航线上使用了5%的生物燃料（主要由棕榈果油和椰子油制成），但光一趟飞行就需要15万个椰子。

为解决上述问题，各国开始制定和实施生物燃料可持续标准和认证制度。

比如在欧盟，可持续标准相关条款甚至成为《可再生能源指令》2008年底得以最终通过的前提条件。欧盟还提出了具体量化指标，要求发展生物能源不得占用和破坏1公顷以上、覆盖率超过30%、树高超5米的林地。

巴西也于2009年明确提出了“巴西甘蔗农业生态区划”立法，以通过有序、有组织地扩大甘蔗种植业来提高甘蔗乙醇业的可持续性。

此外，印度政府也针对麻风树种植划分了优良和废弃土地。

目前，BP、雪佛龙、埃克森美孚、壳牌、道达尔、霍尼韦尔环球油品公司等一大批国际石油和生物燃料企业也已经在积极参与生物液体燃料可持续标准的研究制定，以便在未来的生物燃料市场中占得先机。

 

由于看好生物燃料的前景，近几年国外企业纷纷上马相关项目。图为美国一家企业生产的海藻生物燃料。