生物航油難解近渴

歐盟航空碳稅箭已離弦。

2012年初始，美國航空公司、全美航空集團、達美航空公司和美國聯(lián)合航空公司等四大航企按捺不住，決定對美國飛往歐盟的航班收取額外的每架次3美元（約18.9元人民幣）的費用。德國漢莎航空公司也表示受歐盟的排放交易體系（ETS）影響將實行更高票價。

早在2009年12月，美國航空運輸協(xié)會聯(lián)合三家美國航空公司提起訴訟，稱歐盟征收碳排放稅違反國際法規(guī)，要求歐盟放棄于2012年將全球進出歐盟的航空公司納入其排放交易體系。2011年12月21日，歐洲法院做出最終判決，美國敗訴。

至此，雖遭遇多國強烈反對和質(zhì)疑，歐盟堅持自1月1日起實施ETS，飛過歐洲上空的飛機將被強收“買路錢”。按照ETS規(guī)則，2012年各家航空公司需要為其碳排放的15％埋單，最后支付期限為2013年，屆時將對不遵守該稅法的航空公司進行罰款。

2月6日新華網(wǎng)報道，根據(jù)國務院授權，中國民用航空局于近日向各航空公司發(fā)出指令，未經(jīng)政府有關部門批準，禁止中國境內(nèi)各運輸航空公司參與歐盟排放交易體系，禁止各運輸航空公司以此為由提高運價或增加收費項目。中國航空運輸協(xié)會副秘書長柴海波接受《財經(jīng)》記者采訪時表示，“歐盟態(tài)度一貫強硬，中歐之間存在溝通渠道，但沒有新進展?！?/p>

他認為，各航空公司若不執(zhí)行歐盟規(guī)則，也不繳納罰款，歐盟方面可能扣留飛機，但“很難想象這種局面會真正出現(xiàn)”。

漢莎航空公司在回復《財經(jīng)》記者書面采訪時表示，歐洲不可能升級與其重要合作伙伴的沖突，只有進一步談判，才能帶來解決方案。

然而，無論各國如何應對歐盟航空碳稅問題，碳減排都將是最終出路。過去40年中，飛機的燃油消耗和二氧化碳排放已相對減少了70％。

燃油效率更高的飛機、空中交通管理系統(tǒng)的優(yōu)化、生物燃油，被視為航空減排的三大關鍵點。其中，生物燃油成為航空業(yè)應對ETS以及氣候變化的長期規(guī)劃目標。2011年，全球多家航空公司進行了生物燃油試飛。

但是生物燃油成本高企、原料不足等問題難以繞行，尤其在中國，基礎研究都處于空白狀態(tài)。

美國領先生物燃油

其實，無論是傳統(tǒng)燃油還是生物燃油，在飛行中所產(chǎn)生的碳排放量差異并不大，而生物燃油受青睞的原因在于，其原料在種植階段吸收了大氣中的二氧化碳，以整個生命周期的碳排放來計算，就大為降低。也就是說，生物燃油的最重要的減排作用發(fā)生在種植階段。

從以往試飛數(shù)據(jù)看，對比航空煤油和以麻風樹（又稱小桐子）、藻類、鹽生植物等為來源的生物燃油，在全生命周期中，硫和顆粒物的減排效果基本可以達到100％，碳排放可以減少60％－80％。因此，國際航空運輸協(xié)會（IATA）也推薦以藻類和亞麻薺，或麻風樹為原料生產(chǎn)的生物燃油，并預計其可使航空業(yè)每年減少0.7％的碳排放量。

IATA還樂觀地將目標設定為：2017年10％的燃油由生物燃油替代。

2011年10月28日，國航的一架波音747-400大型飛機，在首都機場進行了中國首次航空生物燃油驗證飛行。波音747-400共有四臺發(fā)動機，試飛中僅有一臺發(fā)動機使用生物燃油，其他三臺發(fā)動機仍使用普通航空煤油。

此次驗證飛行使用的生物燃油，是以麻風樹為原料，使用時與普通航空煤油1∶1比例相混合。這批15噸航空生物燃油是基于霍尼韋爾環(huán)球油品公司（下稱霍尼韋爾）工藝技術生產(chǎn)的，原料來自中石油在西南地區(qū)種植的麻風樹油原料合作基地。

其中，中石油旗下的石油化工科學研究院負責麻風樹原料油技術研發(fā)和生產(chǎn)組織落實；作為精煉技術開發(fā)商，霍尼韋爾提供技術，將麻風樹原料油轉(zhuǎn)換為航空生物燃油；中國航空油料集團公司（下稱中航油）則將航空生物燃油與傳統(tǒng)航空煤油按1∶1比例調(diào)和；而有多次生物燃油飛行經(jīng)驗的波音公司與航空發(fā)動機廠商美國普·惠公司（PW）提供飛機及發(fā)動機技術支持。

國航這僅僅一小時的不載客試飛，由多家行業(yè)翹楚鼎力相助，其原因在于，將生物燃油用于民航，有多種苛刻嚴謹?shù)募s束條件。比如，航空器要求生物燃油性質(zhì)須與現(xiàn)行航空煤油接近，并能混合使用；生物燃油必須經(jīng)過充分測試研發(fā)，以保證其與航空發(fā)動機和相關材料兼容等。

此次試飛所用生物燃油獲得了美國材料與實驗協(xié)會（ASTM）批準，用于商業(yè)飛行，其所依據(jù)的是2011年7月1日，該協(xié)會發(fā)布的含合成烴類的航空渦輪機燃油標準規(guī)范。該標準的發(fā)布意味著生物燃油被允許在航空領域大展手腳。

從化學角度來說，只要是燃料油，其作為動力的原理，都是燃燒其有效的C（即含碳的烷烴基）成分，從而得到熱動力，支持飛行。該標準認定，可再生燃油可與傳統(tǒng)燃油相調(diào)和，因為這些來自植物油或動物油的可再生燃油組分，與噴氣燃油的烴類相同。

去年7月發(fā)布的這一標準，還提供了商業(yè)飛行技術參考及依據(jù)，這是多家飛機制造商、發(fā)動機制造商以及相關公司機構(gòu)通過大量試驗及驗證飛行制定出的，像其他領域一樣，能夠制定標準且被市場認同者，即為領先者。顯然，美國在生物燃油研發(fā)領域遙遙領先。

向航空煤油看齊

波音公司向《財經(jīng)》記者介紹，民用飛機上使用的生物燃油需要滿足：單位重量和體積含有較高能量；在惡劣環(huán)境下，燃油性能也保持良好；達到飛機渦輪發(fā)動機的苛刻要求；達到所有航空安全方面的要求，使用時不需要對飛機及發(fā)動機進行改造。

這些要求，簡單地歸納就是生物航油的成分必須與傳統(tǒng)的航油沒有大的區(qū)別，燃燒值亦接近。

與傳統(tǒng)燃料的驗證一樣，生物燃油驗證飛行之前，需檢驗其基本性質(zhì)，檢驗數(shù)據(jù)包括層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?、可燃極限、煙粒生成等重要數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)必須與傳統(tǒng)燃油接近。

生物燃油替代傳統(tǒng)航油，最重要的是完成兩方面任務：一是與設備的兼容性。如果生物燃油的溶解性質(zhì)與傳統(tǒng)燃油不配備，就有可能損害航油管路，使其溶解或腐蝕。一旦發(fā)生這種情況，將直接威脅安全飛行。

另外，使用生物燃油時，飛機的點火、熄火，以及油門加減情況要和使用傳統(tǒng)航油至少接近。也就是說，要考慮保持飛行員的點火、熄火（即開車和停車）和加減油門過程中操作慣性。目前飛機試飛時，一般四臺發(fā)動機中，只有一臺發(fā)動機使用生物燃油與傳統(tǒng)航油的混合物，就是為了保證安全性。

看上去簡單的任務需經(jīng)過一系列測試，且要包括發(fā)動機制造和飛機制造在內(nèi)的多行業(yè)企業(yè)通力合作。

世界上首次商業(yè)飛機生物燃油試驗飛行始于2009年1月7日，由美國大陸航空公司的一架波音737客機完成。波音公司的生物燃油合作伙伴正是霍尼韋爾。2011年7月，全球首個使用生物燃油的定期商業(yè)客運航班由空客公司與德國漢莎航空公司推出，漢莎航空公司在這方面一直雄心勃勃?？罩锌蛙嘇321飛機執(zhí)飛，其使用的生物燃油皆由芬蘭納斯特石油公司（Neste Oil）提供。

《財經(jīng)》記者了解到，由于中國所使用的民航客機多來自波音、空客兩大制造商，由于國內(nèi)缺乏航空燃油的基礎數(shù)據(jù)，國內(nèi)航空煤油標準是沿襲國際標準，而生物航油亦將依法炮制。

北京航空航天大學能源與動力工程學院教授林宇震正在進行航空生物燃油的燃燒室試驗研究。他介紹，出于安全考慮，航空生物燃油的發(fā)展理念就是向航空煤油看齊，以便可以直接摻兌使用，而不需要更改航空軟件和硬件。標準卡得非常嚴，哪怕做輕微改動，都需要漫長的設計測試工作。

國家發(fā)改委綜合運輸所研究員董焰透露，國務院成立了一個生物燃油專門項目組，國航試飛就是這一項目的第一行動。但多位接受《財經(jīng)》記者采訪的業(yè)內(nèi)人士都無法說明，該項目的開始時間和未來發(fā)展的時序性計劃。與美國相比，在航空生物燃油整體研發(fā)上，中國尚沒有相關研究規(guī)劃與政策。

原料難題

歐盟委員會、空客、漢莎等和生物燃油制造商德國科隆公司（Choren實業(yè)）、納斯特石油公司、霍尼韋爾發(fā)起了一個名為“生物燃油航線”（Biofuel Flightpath）倡議行動，以支持和倡導生物燃油的生產(chǎn)、倉儲和分銷，致力于在航空業(yè)提高生物燃油的使用率并最終達到商業(yè)化，并設定了在2020年使可持續(xù)生產(chǎn)的生物燃油年產(chǎn)量和消耗量達到每年200萬噸，以此來提高生物燃油的使用率，推動其商業(yè)化。

同時，在生物燃油的減排認證上，歐盟去年規(guī)定，凡在歐盟市場上銷售的生物燃油，均需進行可持續(xù)性認證，要求生物燃油原料生產(chǎn)遵循生物、作物多樣性及土地自然變化，要求認證系統(tǒng)進行燃油鏈生命周期評價與監(jiān)督等。

漢莎航空公司就表示，生物燃油原料需要從可持續(xù)生物燃油圓桌會議（RSB）等認證計劃中獲得認證，這個圓桌會議是一個全球范圍內(nèi)由利益相關方參與的多邊計劃，一直在促進生物燃油的可持續(xù)發(fā)展。

與之前玉米、大豆等第一代生物燃油原料需要大面積耕地、且是糧食作物不同，新一代生物燃油原料不再與民爭地。比如原料之一微藻，是一類無葉片及根系的簡單光合植物，含有較高脂類，光合作用效率比樹木高，且適應能力強，生長周期僅2天－5天，藻類在水中養(yǎng)殖過程就可以實現(xiàn)自動化。而麻風樹也是一種含油量高且分布廣泛的熱帶植物。

盡管如此，生物燃油仍面臨著成本過高的難題。一般而言，成本過高是由于生產(chǎn)規(guī)模不大，而前期研發(fā)成本高昂所致。由于生物燃油還處于研發(fā)階段，從原料收集、榨取油脂到加氫去氧提煉，都是小規(guī)模的摸索，各航空公司試飛的生物航油其實都是基于實驗產(chǎn)品，市場需求尚未成型。

中航油新聞發(fā)言人馬曉華亦告訴《財經(jīng)》記者，生物航油批量生產(chǎn)尚不現(xiàn)實，國內(nèi)還有很多技術上的瓶頸沒有突破，國航試飛所用的生物航油只有初加工部分是在中國完成，后期的深度加工是合作的外方拿到美國去進行的。

據(jù)他透露，中石油、中石化都在努力，以期早日尋求解決方案，但他相信這條路還很漫長。

對未來原料供給，中石油一位工作人員表示不樂觀，“能否批量生產(chǎn)，目前中石油沒有相關戰(zhàn)略規(guī)劃，生產(chǎn)前景不明?！?/p>

中航油質(zhì)量安全環(huán)保部總經(jīng)理陳開彬分析，目前全世界都沒有形成經(jīng)濟的批量生產(chǎn)，全球都在探討中，主要是原料問題，目前可利用的生物品類雖不少，但收獲物經(jīng)篩選后，可利用的不多。

以煤和天然氣作為原料獲得的替代傳統(tǒng)航空燃油，不符合碳減排趨勢。地溝油，也是生物燃油的原料備選。2011年6月，荷蘭皇家航空公司的一架波音737飛機使用了以地溝油提煉的航空燃油。當年11月該航空公司還曾到青島聯(lián)系地溝油采購事宜。

北京航空航天大學能源與動力工程學院教授楊曉奕就從事這方面的研究，她認為，地溝油利用主要是出于給它找到合適的出路，以避免其回到餐桌上。此前地溝油也被用于提煉生物柴油，但對比普通柴油沒有價格優(yōu)勢，無法大規(guī)模開展，若能研發(fā)出更好的技術提煉成航空燃油，就可以價格優(yōu)勢開拓產(chǎn)業(yè)規(guī)模。

不過中國航空油料集團北美航油有限公司業(yè)務經(jīng)理侯宇紅認為，地溝油還存在來源不穩(wěn)定的問題，因此不看好其前景。

波音公司正在與多國政府、企業(yè)及高校合作，尋求在各地建立航空生物燃油產(chǎn)業(yè)鏈的可行性。漢莎航空公司也在進行生物燃油的小規(guī)模生產(chǎn)，以及長期生產(chǎn)的優(yōu)化方案研究。

不過，由于航空生物燃油在全球皆未能大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，漢莎航空公司已遭遇庫存不足的尷尬。就在1月初，漢莎航空公司由于庫存的生物燃油即將耗盡，決定終止試飛工作。

歐盟強硬推出的航空碳稅，是否能促使航空生物燃油加速商業(yè)化呢？至少，現(xiàn)在有了一個動力。