無論媒體如何熱衷，在不少業(yè)內(nèi)專家看來，大規(guī)模推動(dòng)“地溝油變航空煤油”的想法還是太過幼稚了。
    一位航空燃料研究員表示，雖然目前全球航空生物燃料技術(shù)取得了不小的進(jìn)步，但無論哪一種技術(shù)都與大規(guī)模商用之間存在著一道難以跨越的門檻，現(xiàn)在還很難看出哪種技術(shù)會(huì)成為主流。
    航空業(yè)界的減排壓力開始越來越大了。目前歐盟已率先提出了收取“航空碳稅”的法案，根據(jù)其規(guī)定，全球4000多家經(jīng)營歐洲 航線的航空公司從2012年開始就必須為超出配額的碳排放支付購買成本。
    中國航空公司進(jìn)入歐盟征稅名單，按歐盟碳稅的征收方法，中國民航業(yè)未來9年將累計(jì)支出約176億元人民幣。這意味著，如果不能在生物航空燃料技術(shù)上取得突破，那么中國航空公司要付出巨大的成本。
    不過，也有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為這或許是一件好事，倒逼機(jī)制更有利于航空界加速研發(fā)，以推動(dòng)航空減排的提前實(shí)現(xiàn)。
    1、“地溝油”率先飛天：油脂“加氫法”堪稱最成熟技術(shù)
    很少有人會(huì)知道，就在今年2月，中國成為了全球第一個(gè)對生物航煤產(chǎn)品進(jìn)行適航審定并頒發(fā)許可證書的國家。
    我國也繼美國、法國、芬蘭之后擁有了自己的生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)，中國石化（以下簡稱“中石化”）更成為國內(nèi)    首家擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。中石化新聞發(fā)言人呂大鵬向記者證實(shí)，2014年2月12日，中國民用航空局正式向中國石化頒發(fā)1號(hào)生物航煤技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定項(xiàng)目批準(zhǔn)書，可投入商業(yè)化應(yīng)用。
    具體來說，該公司所研制的“生物航煤”是以可再生資源為原料生產(chǎn)出的航空煤油，原料主要包括椰子油、棕櫚油、麻風(fēng)子油、亞麻油、海藻油、餐飲廢油、動(dòng)物脂肪等。
    不過，中石化方面特別強(qiáng)調(diào)，該公司制造的“生物航煤”不但可以把菜籽油、棉籽油、棕櫚油、大豆酸化油等當(dāng)作原料，還可以用餐飲廢油作原料，這解決了餐飲廢油科學(xué)、合法、高效應(yīng)用的難題，走出了一條餐飲廢油資源化綠色應(yīng)用的新路。
這成為了不少媒體跟蹤報(bào)道的重要新聞點(diǎn)，但中石化方面在多次記者采訪中都未能透露，餐飲廢油也即人們俗稱的“地溝油”到底能在他們的生產(chǎn)原料中占據(jù)多大的份額。
    “其實(shí)，目前以動(dòng)植物油脂為原料的生產(chǎn)工藝在原理上都一致，簡單來說就是‘加氫法’。”多年從事生物航煤研究的中國科學(xué)院廣州能源研究所（以下簡稱“能源所”）方面在接受記者采訪時(shí)表示，加氫法的確是目前生產(chǎn)生物航空燃料最為成熟的方法之一，但地溝油絕對不是最主要的原料。
    該所研究人員向記者講解了“加氫法”的主要生產(chǎn)流程，據(jù)其介紹，加氫法最核心的生產(chǎn)環(huán)節(jié)有兩個(gè)，一個(gè)是“轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)”，還有一個(gè)就是“加氫”。
    所謂“轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)”就是讓油脂與甲醇進(jìn)行反應(yīng)，從而生成脂肪酸甲酯和甘油兩種物質(zhì)，然后再將甘油作為副產(chǎn)物分離出來，留下脂肪酸甲酯，這也就是生物柴油的主要成分。“為什么要進(jìn)行轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)？就是為了讓油脂分子變小，從而讓其不容易凝固。”據(jù)研究人員表示，動(dòng)植物油脂的分子都很大，每個(gè)分子的結(jié)構(gòu)由三個(gè)脂肪酸和一個(gè)甘油組成，其中甘油有三個(gè)碳，每個(gè)碳上連一個(gè)脂肪酸，導(dǎo)致整體分子結(jié)構(gòu)過長。而油脂分子的碳鏈越長，就越容易凝固，所以要通過這一反應(yīng)把甘油分離出來，縮短碳鏈。
    不過要想把這樣生成的“生物柴油”變?yōu)檎嬲暮娇丈锶剂?，還要再進(jìn)行加工，其中最關(guān)鍵的就是“加氫”環(huán)節(jié)，簡單來說，就是在加熱、高氫壓和催化劑的作用下，使脂肪酸甲酯發(fā)生脫氧和異構(gòu)化反應(yīng)。
    “我們知道，飛機(jī)在高空飛行要求的動(dòng)力是很高的。而生物柴油里面含有氧，所以單位體積、單位重量的熱值都是無法達(dá)到航 空需求的。所以加氫的第一個(gè)目的，就是脫氧。加氫的第二個(gè)作用就是進(jìn)行分子異構(gòu)，從而保證生產(chǎn)出的航空生物燃料不會(huì)出現(xiàn)低溫凝固的現(xiàn)象”。
    研究人員解釋道，“通過轉(zhuǎn)脂化反應(yīng)生成的油品的分子中碳鏈依然是直的。我們加入催化劑之后，就使分子中的碳鏈發(fā)生異構(gòu)，讓它們變成支鏈狀，這樣就能使油品保證很好的低溫流動(dòng)性。如此一來，飛機(jī)在高空中飛行時(shí)，油料才不會(huì)因太過寒冷而凍起來”。
    2、飛天成本高昂：生物燃料技術(shù)原料雙卡殼
    在生物航空燃料研發(fā)方面，正在加緊研發(fā)腳步的絕對不僅有中石化一家。
    波音與空客兩大航空制造業(yè)巨頭也都分外積極。其中，波音公司就在接受本報(bào)記者采訪中表示，一種用于地面車輛的可再生燃料“綠色柴油”可成為可持續(xù)航空生物燃料的重要新來源，其全壽命周期的二氧化碳排放比石化燃料要低至少50%。公司目前正在與美國聯(lián)邦航空局及其他合作方共同開展工作，以使綠色柴油在飛機(jī)上的應(yīng)用獲得批準(zhǔn)，從而進(jìn)一步降低航空業(yè)的碳排放。
    按照波音公司的估算，在美國、歐洲和新加坡，已經(jīng)存在大規(guī)模的綠色柴油生產(chǎn)能力，可供應(yīng)全球民用噴氣式飛機(jī)燃料需求的1%，約為6億加侖。而按美國政府每加侖補(bǔ)貼3美元計(jì)算，其批發(fā)成本也將逐步具有競爭力。
    然而，至記者截稿時(shí)，波音公司方面一直表示，目前還不能分享將這種“綠色柴油”轉(zhuǎn)化為航空生物燃料的工藝。但業(yè)內(nèi)分析，如果還是以油脂來進(jìn)行轉(zhuǎn)化，其手法或仍是“加氫法”，不過其“加氫”環(huán)節(jié)的效果可能不同，這決定了產(chǎn)品的市場化水平。
    資料顯示，目前波音使用“加氫法”生產(chǎn)出的航空生物燃料成本大概在1.5萬元一噸左右，依然是傳統(tǒng)航空燃料1.5倍。這也就無怪乎波音方面在計(jì)算成本時(shí)特別要將美國政府給予的補(bǔ)貼計(jì)算進(jìn)去，否則這種產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性的確太低。由此可見，技術(shù)水平的提升難題是“加氫法”制造生物航煤的一個(gè)重要門檻。
    不過，也有航空燃料研究專家表示，以動(dòng)植物油脂為原料進(jìn)行的“加氫法”最大的問題還不是技術(shù)瓶頸，而是生產(chǎn)原料的緊缺，尤其是我國這類油料作物缺乏的人口大國，動(dòng)植物油脂的供應(yīng)難以滿足制煉需求。
如果要大規(guī)模提升植物油脂的供應(yīng)，我國就要大范圍地種植各種可供榨油的作物，“但政府早就規(guī)定了不能‘與糧爭地’，所以只能到邊遠(yuǎn)的荒山、荒地去種，但這些土地上作物的收集、采摘都無法實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，成本又會(huì)不斷升高。”能源所方面認(rèn)為。
    在“地溝油”的供應(yīng)上，專家表示可能性太小了：“這還不是收集體系的問題，而是餐余廢油的量本身太小了，就是能夠全部收集也不夠用。日本是催化劑技術(shù)最先進(jìn)的國家，也是餐余廢油回收體系最健全的國家，該國擁有超過一億多的人口，航空市場十分發(fā)達(dá)，但日本都沒有大舉推動(dòng)‘地溝油轉(zhuǎn)化為航空燃油’的技術(shù)，就是因?yàn)楣┙o量太小了”。一名產(chǎn)業(yè)分析師估算，全國每年的“地溝油”供給量僅接近千萬噸，按現(xiàn)在的轉(zhuǎn)化率，可提供的生物航空燃料實(shí)在太少了。

    3、秸稈的飛天夢想：纖維素合成技術(shù)機(jī)遇問題并存
    既然“加氫法”有著自己難以跨過的門檻，那么其他方法又是否可行呢？
    能源所方面就表示，他們在研究著一種以纖維、木質(zhì)等生物質(zhì)為原料生產(chǎn)生物航空燃料的技術(shù)，那就是“水相合成”法，這種方法與加氫法的技術(shù)路徑不同，它是通過生物質(zhì)降解糖化—水相催化合成的手段制造生物航煤的，水相合成法中除了脫氧反應(yīng)以外，還包括碳鏈增長、異構(gòu)及芳構(gòu)化等一系列反應(yīng)。
    目前能源所擁有著國內(nèi)唯一一家研究該技術(shù)的團(tuán)隊(duì)，該所也建起了全國唯一的水相合成制煉生物航油的“中試裝置”，并已在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)。
    該團(tuán)隊(duì)向記者詳細(xì)介紹了整個(gè)制造過程：“我們首先要進(jìn)行‘糖化’，也就是把纖維素類生物質(zhì)原料進(jìn)行水解，變成水溶性碳水化合物。說白了就是和做酒精一樣，感覺就像把草變成酒精，這一步的技術(shù)已經(jīng)比較成熟了”。
    緊接著，進(jìn)行關(guān)鍵的第二步，也就是“水相合成”了，“和‘加氫法’在原理上差不多，我們也要對這些碳水化合物進(jìn)行加氫脫氧，只是這次是在水溶液里面加氫，所以較為復(fù)雜”。
    在“水相合成”反應(yīng)完成之后，剩下來要做的就是“相分離”，“這一步很好理解，在水中形成油之后，油會(huì)浮在水面上，我們只要直接進(jìn)行回收就好了。”團(tuán)隊(duì)研究人員表示，回收方便是“水相合成”技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)。
    與此同時(shí)，油脂轉(zhuǎn)化所面臨的原料缺乏問題也不會(huì)在纖維素轉(zhuǎn)化技術(shù)上體現(xiàn)出來。“我國的纖維素產(chǎn)量非常高，根據(jù)2010 到2011年的數(shù)據(jù)，一年就差不多有7億噸的產(chǎn)量，大家看到的秋天滿大街的秸稈都是纖維素。而我們現(xiàn)在差不多每8噸生物質(zhì)秸稈就能轉(zhuǎn)化為1噸生物航煤，以此推算，如果全部轉(zhuǎn)化，至少也能得到8000萬噸到9000萬噸的產(chǎn)量。”團(tuán)隊(duì)研究人員認(rèn)為，纖維素原料的供給能力十分可觀，可達(dá)油脂原料的幾十甚至上百倍。
    而在中國石油規(guī)劃總院羅艷托所撰寫的《中國航空煤油市場現(xiàn)狀分析與趨勢預(yù)測》一文中，專家預(yù)測，我國2015年和2020年國內(nèi)航空煤油需求量分別將達(dá)到2800萬噸和4000萬噸，纖維素原料轉(zhuǎn)化可獲得的生物航煤產(chǎn)量確可在理論上滿足我國航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需求。
    當(dāng)然該技術(shù)也有著自己的門檻。“這個(gè)和“加氫法”的技術(shù)路徑完全不同，加氫法中的所有反應(yīng)都是在油里進(jìn)行的，所以比較穩(wěn)定。而水相合成技術(shù)的加氫環(huán)節(jié)則是在水里進(jìn)行的，制約很大。水在高溫下就會(huì)蒸發(fā)，但實(shí)驗(yàn)又要求水溶液能在高溫的情況下保持液態(tài)，這就是最大的難點(diǎn)。”研究人員表示，現(xiàn)在已能夠在實(shí)驗(yàn)室階段克服這些問題。
    “國際上從2005年才開始研究水相合成技術(shù)，很多方面都不成熟。我們實(shí)驗(yàn)室階段的產(chǎn)品需要進(jìn)行工藝放大后才能真正看到產(chǎn)品商業(yè)化后可能出現(xiàn)的問題，所以水相合成的大工業(yè)裝置和催化劑等都需要進(jìn)一步研發(fā)，目前我們的項(xiàng)目也還處于中試階段。”能源所方面表示，產(chǎn)品距離“上天試飛”也還有著一段距離。
    中石化方面表示，除了“加氫法”外，費(fèi)托合成也被認(rèn)為是目前生產(chǎn)生物噴氣燃料的一項(xiàng)主要工藝，該公司目前也正在此項(xiàng)技術(shù)上加緊研究，但整個(gè)研究進(jìn)度仍然不如“加氫法”。