变“地沟油”为航空燃油

文/陈福民/

变“地沟油”为航空燃油

文/陈福民/

2015年3月21日我国自制地沟油航煤商业首飞成功

2013年4月24日清晨5点43分，东方航空公司一架现役空客A-320飞机在上海虹桥国际机场腾空而起，飞机时而爬高，时而平飞，时而加速，时而转弯……当空客A-320在虹桥机场上空飞行了1个半小时后降落、滑行至停机坪时，一批中美航空科技人员和记者围了上去，欢喜地与空勤人员拥抱问候……这就是我国成功实施首次自主产权生物航空燃油验证试飞的场面。

令人欢欣和惊奇的是，这次东航现役空客A-320飞机试飞，飞机加注的是独特的中国首次自主知识产权的生物航空燃油，在1个半小时的本场验证飞行中，记录下各项重要数据、指标。试飞组按照验证飞行科目设置的全流程要求，对混合生物燃油加注配比、巡航阶段温度测定、飞行高度影响、航前航后发动机孔探检查，以及特殊情况处置等工作进行了全面测试，结果令人满意。

所谓生物航空燃油的原料有废弃动植物油脂（地沟油）、农林废弃物、油藻等，而这次试飞加注的航空燃油部分是由“地沟油”转化，部分是由棕榈油转化。

“地沟油”怎么会摇身一变成为航空燃油？“地沟油”上天是否够安全？“地沟油”上天有什么意义，它的之路有多漫长？

荷兰开创了“地沟油”上天的先河

报载，2011年6月，荷兰皇家航空公司一架波音737飞机搭乘着171名乘客，从荷兰的阿姆斯特丹飞往法国巴黎，这是荷兰航空在全球第一次使用新型航空燃料进行的商业飞行。这种新型燃料的原料是用“地沟油”提炼的航空煤油。

这一消息轰动了中国。因为地沟油在国内人人喊打，在地球的另一端，荷兰皇家航空公司怎么会来华采购地沟油样品回去变成供飞机上天的燃料，难道这次试飞成功还有中国地沟油的“功劳”？

原来，荷兰皇家航空公司从2009年开始探索生物燃油替代航空煤油的可能性。其中确有一个荷兰航空试喝中国地沟油带走20吨样品油试飞的故事。

那是2011年秋天，荷兰地沟油航班运营方委派一名商务代表来华采购样品。这名代表是一位31岁、身高接近2.2米的荷兰帅哥，因为最喜欢中国台湾歌手费翔，他给自己取了一个中文名字“费海耀”。他是北京瑞荷恒一商务科技公司职员，他曾两次到青岛与青岛福瑞斯生物能源科技公司洽谈，要购买一批地沟油样品回国试用。

在福瑞斯产品实验室，费海耀看到了摆满好几张桌子的数百个生物柴油样品，满心欢喜。他拿出了带来的一份地沟油检验报告，表示只有主要指标达到这个标准的地沟油才符合他采购的要求。在福瑞斯产品实验室，工作人员将费海耀选中的那瓶样品进行检测对比发现，9项指标中有7项是达标的，另外两项指标在经过处理后也可达标。费海耀对此样品比较满意，提出要采购20吨作为样品，运回荷兰做试用。

荷兰开创了“地沟油”上天的先河

在对样品指标确认后，最让费海耀关心的就是价格了。

桌子的数百个生物柴油样品

目前福瑞斯收购一吨地沟油的成本大约是4500多元，收上来的地沟油杂质很多，需要经过一系列工艺，一吨地沟油的处理成本约为1500多元，再加上运输、检验等成本，一吨地沟油加工成生物柴油后的出厂成本在6500元上下。按照目前的市场价，一吨生物柴油的销售价格是7500元以上（比石化柴油便宜1000元左右）。考虑到做“长期的买卖”，按照成本价核算，他们给费海耀一吨的报价在6500元左右。

“3000元！”费海耀的报价让在场的中国人哭笑不得。在这个老外看来，中国人喜欢漫天要价，必需“拦腰砍价”。而更重要的原因是，在荷兰，地沟油收集、加工政府有高补贴。既然想薄利多销，价格就要低一些。

然而，经过一番解释后，费海耀将福瑞斯的报价单发回荷兰总部后几天，双方价格基本上谈拢了。

在中国生活5年，费海耀显然熟谙中国商业谈判。“我们每年需要12万吨地沟油，有长期的、大量的需求。”言外之意，希望在中国的采购价能够更加“合理”。

事实上，除了原料成本外，对青岛地沟油能否助飞荷兰的地沟油航班，显然还有很多很多问题需要解决。例如运输费用问题，通过海上集装箱运输，从青岛到地球另一端的荷兰，每吨地沟油的运费可能不会低于300元人民币。

而站在荷兰方的立场，荷兰皇家航空公司旗下的SkyNRG公司经理德克・克罗内梅杰也曾表示，由于原料成本和技术问题，该公司的这种地沟油燃油的价格是普通飞机燃油的3倍多。因为价格原因，目前荷航采取了50%地沟油燃料，50%化石燃料的混合燃料。

那么，价格高，为什么还要用？其实，荷兰人考虑更多的是一笔环保账。荷兰航空方面曾称，之所以选择地沟油进行研究，主要是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。同时，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%。根据欧盟要求，航空公司必须减少一定比例的二氧化碳排放，而“地沟油”燃料恰恰能实现这样的要求。有关专家也拷出，飞机在飞行的时候要大量消耗航空煤油，而使用生物燃油对环境保护的作用要强于航空煤油。

为什么要变“地沟油”为航空燃油

当今能源界对研发生物能源热点一个最概括的解释是，植物通过光合作用，把太阳能转化为化学能存储在体内。人们通过对活着或者刚刚死去的植物进行处理，能提取出固体、液体或气体燃料。因为这种能源可再生，污染小，因此，人们尝试用玉米、麦秆、麻、棕榈等各种植物生产生物燃料。

地沟油如何转变航煤

当前，“绿化”飞机燃油大致有着三种方式：一种是研制如何将木材、玉米干草和麦秆等物质中的蔗糖转化，变成类似于飞行燃油的能源；另一种则是在研究将煤高温液化，变成可用于飞机的碳氢化合物的合成燃料；那第三种方式就是像荷兰SkyNRG这样的公司，专攻植物油的转化。

事实上，“地沟油”能变为航空燃油之所以受关注，也正是SkyNRG公司的植物油转化研究的成果。

地沟油与生物航煤

在荷兰，餐馆和食品店都有着较为规范的废油回收系统，一般剩余的厨后菜油会采集起来循环使用，作为家畜饲料添加，或进行分解，或制为生物燃料。于此同时，家庭的厨后菜油却一般倒入垃圾桶或冲入厕所，从来没有回收利用过。

这个“空白”被SkyNRG公司发现了。SkyNGR公司是目前世界最大的可持续航空燃料供应商，他们认为，这些用过的食用植物油应该更多循环使用，如果处理得好，可以成为很好的生物燃料原料。作为荷兰皇家航空旗下的公司，他们自然想到用这些油驱动飞机。

植物油如何转变成飞行燃油？SkyNRG公司采用了“加氢可再生飞行燃料”技术。

先将植物油进行脱氧处理，然后就是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，真正成为所需要的“可再生飞行燃料”。

但在德克看来，“地沟油”变废为宝的过程中，最大的障碍并非技术门槛，而是标准很高的法律门槛。欧盟对于生物燃料的要求很高，不是随便什么原料都可以拿来做燃料用以商业使用。

据荷航总裁卡米尔・厄尔林斯说，早在2009年，荷航的一架波音747飞机已经在引擎中采用了50%的生物燃料，证明利用生物煤油飞行在技术上是可行的。但直到2011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。

过了“法律门槛”，直接促成了荷航的决定。2011年6月22日，荷航宣布，要从9月开始，在200架阿姆斯特丹-巴黎航线上使用“地沟油”燃料，形成一条“绿色飞行通道”。根据荷航的声明，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。

生物燃料对环境的破坏一直是其受到诟病的原因之一。那么，“地沟油”燃料究竟有什么优势呢？

此前，棕榈油转换的生物燃料技术已经被证实是可行的，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的破坏，将其转为飞行燃料，可能会加重这种破坏。

英国的维珍航空公司曾在伦敦到阿姆斯特丹飞行航线上使用了5%的生物燃料，但光一趟飞行就需要15万个椰子。

在这种情况下，“地沟油”燃料的使用效率成为它的优势。生物柴油同样是将植物油转化为燃油，但它一般不能单独使用，要和普通柴油混合使用，最终的混合燃料中，往往只能带有20%，甚至5%的生物柴油。但经过加氢处理，废弃的“地沟油”可以100%地替代石化燃料。

此外，科学家研究指出，相比普通的飞行燃油，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，还可以多飞1%～2%。

因此，“地沟油”燃料的优势是：排碳少效率高，还能多跑路。

荷兰从2012年开始，以“地沟油”制成的生物燃料为动力的客机，已执飞阿姆斯特丹至巴黎航线和至里约热内卢航线。荷航董事长表示，荷航的目标是2015年让生物燃油占该公司飞行总耗油量的1%。据预计，至2020年底欧洲航空业每年将使用200万吨生物煤油作为飞行燃料，约占欧洲飞行燃料消耗总量的3%。

我国“地沟油”变航煤的前景广阔

用“地沟油”变身的航空燃料也叫生物航煤，它是以可再生资源为原料生产的航空煤油，原料主要包括椰子油、棕榈油、麻风子油、亚麻油、海藻油、餐饮废油、动物脂肪等。与传统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颗粒污染物排放的作用。

但是，将“地沟油”变身生物航煤不能“一步登天”，其技术壁垒是很大障碍。许多国家走过的是第一步，先变为“生物柴油”，然后经过特殊工艺处理，再到航空生物煤油。

生物柴油诞生于1988年，是由德国聂尔公司发明，它是以菜子油为原料，提炼而成的洁净燃油。自从20世纪90年代以来，生物柴油以其优越的环保性能受到了各国的重视。美国、加拿大、巴西、日本、澳大利亚、印度等国都在积极发展这项产业。欧盟国家2001年生物柴油产量已超过100万吨。生物柴油的使用份额已占到成品油市场的5%。美国1990年开始以小规模用大豆油生产生物柴油，并被国家能源署列为清洁燃料，进行推广应用。美国能源署要求，到2010年止，美国的生物柴油产量从现有的100万吨提高到1200万吨。

尽管生物柴油在欧美以及东南亚已经是非常成熟的产业了，但是目前主要是以一代粮食作物油脂作为原材料，比如说棕榈油、大豆油和菜籽油等等。这里就产生了很多争议，很多人认为使用食物为原料来生产能源，变相抬高了国际食物供应的价格，还有包括砍伐森林和土地利用不当的问题，直到现在还有很多争论。所以生物航空燃料业从最初开始就立志用更环保的二代原材料，这里面就包括废弃物和一些非粮作物等等。

目前，全球有十几个国家地区生产销售生物柴油，生产国有美国、欧盟成员国、阿根廷、马来西亚、印度、日本。推广力度最大数德国，生物柴油被应用在奔驰、宝马、大众、奥地的轿车上，德国现有900多家生物柴油加油站，并规定在主要交通要道只准销售生物柴油。他们都积极寻找废弃物来生产生物柴油，特别是相对于生物航煤来说，生物柴油对废弃油脂的质量要求不高，很多酸化油、地沟油经过处理之后都可以应用。

而荷兰航空也并不是唯一一家将废弃油“飞上天”的公司。公开资料显示，早在2008年，英国已有航空公司尝试了将动物油脂转化为航空燃油，并进行了试航；2011年，英国汤姆森航空公司也尝试将飞机其中一个引擎中的燃料，改变成废弃油处理成的燃料油，实现了试航成功；2012年6月，荷兰航空的“废弃油”航班也开始执飞洲际航线。

如今，荷兰致力于“地沟油”变身生物航煤的研究和实践给人以启示，之所以选择地沟油作为航空燃料的原料，主要是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。专家预言，在不远的将来，用地沟油来做航空飞行燃料，将是很多航空公司和飞机制造商的理想选择。

我国研制的“地沟油”生物航煤成功首飞

在我国，从地沟油里提取“生物柴油”的科技项目也正在实施。目前，一座垃圾油消纳厂，可将回收后的垃圾油，通过先进的处理技术转化成一种绿色能源——生物柴油，可达到年产2万吨生物柴油。据介绍，一吨垃圾油可制成850公斤生物柴油和100公斤甘油。这种生物柴油是一种安全、清洁、高效的可再生燃料，与普通的矿物柴油相比，柴油车使用这种柴油排放的尾气中不含二氧化硫，而且碳氢化合物和一氧化碳也大大降低。

随着“地沟油”变身生物燃料技术标准日臻完善和成熟，“地沟油”若想在航空业大面积使用并实现市场化，原料的供应将成为关键。中国被认为是有丰富“地沟油”原料的产地。我国每年产生地沟油450万吨，寻求将废弃“地沟油”转化为航油的方法能增加生物燃料的地区供应量并改进生物燃料的可提供性。

值得指出的是，我国现已具备用餐饮废油生产生物航煤和生物柴油的能力，为“地沟油”资源回收利用探索出一条绿色之路。2014年10月，美国波音公司与中国商用飞机有限责任公司合作建立的中美航空生物燃料示范项目已在杭州正式投入运营，已经就“废弃油脂”开发了一条新的转化途径，将人们常说的“地沟油”，转化为可持续航空生物燃料。预计每年可将18亿升（5亿加仑）废弃食用油转化为生物燃料，当前正式试产的日产量可达半吨。

该转化途径是将废弃油脂简单清洗后，先转化为一种中间化工品，在此过程中去掉杂质，提高产品纯度，然后基于这种中间品开发一系列后续的转化方案。与传统油脂直接加氢脱氧相比，这一方式据说更为经济。

波音预计到2033年中国将需要超过6020架新飞机，可持续生产的航空生物燃料比传统喷气机燃油碳排放降低了50%～80%。

2015年3月21日，一架由波音737机型执飞的海南航空飞机从上海虹桥飞抵北京。本次航班使用的是新型能源生物航油，这是我国首次使用生物航煤进行载客商业飞行的喜讯。