□ 本刊記者 許帆婷 賈廣華
□ 中國石化工作人員與海南航空機(jī)組人員慶祝生物航煤首次商業(yè)飛行成功。胡慶明 攝
研發(fā)生產(chǎn)具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的生物航空燃料,體現(xiàn)了中國順應(yīng)全球航空業(yè)發(fā)展趨勢,減少二氧化碳排放的努力。
3月21日,加注了中國石化1號生物航空煤油的海南航空HU7604航班的波音737-800型飛機(jī),從上海虹橋機(jī)場飛抵首都國際機(jī)場,標(biāo)志著中國自主研發(fā)生產(chǎn)的1號生物航煤首次商業(yè)載客飛行獲得圓滿成功。中國成為世界少數(shù)幾個擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的國家之一。
承擔(dān)中國石化1號生物航煤研發(fā)任務(wù)的中國石化石油化工科學(xué)研究院,長期致力于生物質(zhì)燃料的研發(fā)工作,獲得了豐碩的成果。本刊記者就生物航煤研發(fā)的相關(guān)問題,采訪了石科院院長龍軍。
記者:從2009年中國石化正式立項(xiàng)生物航煤加氫技術(shù)研究,到2015年自主研發(fā)的生物航煤首次商業(yè)載客飛行,經(jīng)歷了6年的時間。這項(xiàng)技術(shù)是如何發(fā)展、成熟起來的?請簡單介紹一下中國石化的攻關(guān)經(jīng)歷。
龍軍:石科院對生物質(zhì)燃料的關(guān)注要早于此。2006年開始生物油脂加工技術(shù)的探索研發(fā),2007年起由中國石化立項(xiàng),開展動植物油脂加工的研發(fā)工作。2009年6月,加氫法生物航煤技術(shù)研發(fā)項(xiàng)目正式立項(xiàng)。
以動植物油脂為原料生產(chǎn)符合噴氣燃料要求的生物航煤產(chǎn)品,在我國還是全新課題。接到任務(wù)后,石科院立刻投入9個研究室的骨干力量,組建攻關(guān)團(tuán)隊(duì)。
在研發(fā)模式和方法上,石科院應(yīng)用領(lǐng)先的分子水平煉油理念,從分子水平對原料和產(chǎn)品進(jìn)行深入細(xì)致的分析、表征,在此基礎(chǔ)上,有針對性地進(jìn)行動植物油的加氫處理和產(chǎn)品調(diào)和等技術(shù)的開發(fā)。最終在較短的時間內(nèi),完成了將動植物油轉(zhuǎn)化為生物航煤的成套技術(shù)開發(fā)。包括中國石化在內(nèi),目前國際上只有少數(shù)幾家公司開展這方面的研發(fā)。
從2009年到2011年底,我們僅用兩年時間完成科研攻關(guān),開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的加氫法生產(chǎn)生物航煤成套技術(shù)。2011年采用該技術(shù)在鎮(zhèn)海煉化杭州煉油廠建成一套工業(yè)示范裝置,并進(jìn)行制備生物航空煤油的工業(yè)試驗(yàn),生產(chǎn)出合格的1號生物航煤產(chǎn)品。
2011年12月5日,中國石化向中國民航局正式遞交生物航煤及其調(diào)和產(chǎn)品適航審定申請書。2012年2月28日,中國民航局正式受理了適航審定申請。
在完成臺架試驗(yàn)之后,中國石化1號生物航煤于2013年4月24日在上海虹橋機(jī)場成功試飛。試飛時,民航局的試飛人員對1號生物航煤的各項(xiàng)性能給予高度評價。這標(biāo)志著中國成為繼美國、法國、芬蘭之后第4個擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的國家,中國石化成為國內(nèi)首家擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)。
2014年2月,1號生物航煤獲得中國第一張生物航煤生產(chǎn)許可證。今年3月21日,1號生物航煤完成首次商業(yè)載客飛行。
記者:中國石化自主生產(chǎn)研發(fā)的生物航煤,在安全性、環(huán)保性能、燃料性能各方面有哪些特點(diǎn)?在同行業(yè)處于什么水平?
龍軍:通過國內(nèi)外大量的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)、臺架試驗(yàn),以及試飛、商業(yè)飛行,我們看到,生物航煤在安全性上沒有任何問題,而且無須對發(fā)動機(jī)進(jìn)行改裝。2008年以來,國外多家航空公司進(jìn)行過生物航煤的飛行測試和商業(yè)飛行,都沒有出現(xiàn)過安全問題。
□ 試飛結(jié)束后,海航副總裁、執(zhí)飛機(jī)長蒲明(左)表示飛行很順利。胡慶明 攝
燃燒性能上,與普通航煤一樣。2013年3月,我們在上海東方航空—惠普合資發(fā)動機(jī)修理廠進(jìn)行1號生物航煤發(fā)動機(jī)臺架試驗(yàn)。結(jié)果表明,1號生物航煤各項(xiàng)指標(biāo)均在試驗(yàn)要求范圍內(nèi),部分指標(biāo)甚至優(yōu)于常規(guī)3號航煤,對航空發(fā)動機(jī)無不良影響。在今年3月21日首次商業(yè)飛行過程中,執(zhí)飛機(jī)長蒲明說:“今天的飛行很順利,飛行體驗(yàn)和以往相比沒有差別?!?/p>
中國石化自主生物航煤技術(shù),達(dá)到國際先進(jìn)水平。中國石化是國內(nèi)唯一掌握該項(xiàng)技術(shù)且有批量生產(chǎn)能力的企業(yè),是世界少數(shù)幾個掌握生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)之一。
記者:生物航煤是生物質(zhì)燃料的一種,中國石化在生物質(zhì)燃料的研發(fā)方面現(xiàn)狀如何?在國內(nèi)外處于什么地位?對中國石化來說研發(fā)生物質(zhì)燃料有何意義?
龍軍:中國石化在生物質(zhì)燃料的研發(fā)應(yīng)用方面始終走在國內(nèi)前列。近年來,中國石化加快開發(fā)生物燃料關(guān)鍵技術(shù),發(fā)展生物質(zhì)液體燃料產(chǎn)業(yè),積極銷售生物質(zhì)液體燃料,燃料乙醇、生物柴油、生物航煤等得到有序發(fā)展。
較歐美國家生物航煤而言,中國石化自主生物航煤技術(shù)的原料范圍更加廣泛,不但可以使用棉籽油、棕櫚油、大豆酸化油等,也可以利用餐飲廢油、海藻油和動物油脂及FT合成生成油等。該技術(shù)開辟出一條餐飲廢油資源化綠色應(yīng)用的新路。
中國石化成功自主研發(fā)生物質(zhì)燃料意義重大。一是開辟了生物燃料的生產(chǎn)技術(shù)路線;二是拓展了原料來源,具備了利用菜籽油、棉籽油、棕櫚油、大豆酸化油、餐飲廢油等為原料生產(chǎn)生物柴油、生物航煤的生產(chǎn)技術(shù)與能力;三是解決了餐飲廢油科學(xué)合法、高效應(yīng)用的難題,走出一條餐飲廢油資源化綠色應(yīng)用的新路;四是大幅減少溫室氣體,為我國實(shí)現(xiàn)2020年單位國內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放下降40%~50%的目標(biāo)提供支撐,也將為建設(shè)生態(tài)文明、美麗中國,實(shí)現(xiàn)“中國夢”做出重要貢獻(xiàn)。
記者:我國目前年消費(fèi)航空燃料2000多萬噸,是消費(fèi)大國,隨著國家的發(fā)展,能源消費(fèi)未來還會不斷增長。生物航煤將來能夠在多大程度上取代傳統(tǒng)航煤?生物航煤有哪些優(yōu)點(diǎn)?
龍軍:我國2013年的航空燃料消費(fèi)量是2260.9萬噸,居世界第二位。據(jù)預(yù)測,我國航空煤油需求將以每年10%以上的速度增長。在石油煉制過程中,直餾航空煤油餾分僅占原油總量的10%左右,即使加上部分重油的加氫裂化,航空煤油餾分也僅占20%左右。根據(jù)國際航空運(yùn)輸協(xié)會預(yù)測,2020年生物航煤將達(dá)到航油總量的30%,生物航煤將會成為石油基航空煤油的有力補(bǔ)充。
生物航煤具有一些明顯優(yōu)點(diǎn)。生物航煤的原料是現(xiàn)存的生物質(zhì),它生長時吸收大量的二氧化碳,把現(xiàn)存的生物轉(zhuǎn)化成燃料,從原料的全生命周期來看,相較于傳統(tǒng)航煤,生物航煤可實(shí)現(xiàn)減排二氧化碳55%~92%,具有顯著的環(huán)保優(yōu)勢。另外,生物航煤硫含量低,是高效、清潔的可持續(xù)能源,對航空業(yè)實(shí)現(xiàn)低碳減排,具有重要意義。
記者:目前世界各國對生物航煤的研發(fā)、生產(chǎn)與應(yīng)用,處于什么階段?全世界各國爭相研發(fā)生物航煤,有哪些政治、經(jīng)濟(jì)、社會等方面的考慮?
龍軍:2008年以來,國外多家航空公司在大型客機(jī)上對生物質(zhì)航煤比例不大于50%航煤油品進(jìn)行過飛行測試。2012年后,美國、荷蘭等多家航空公司開始進(jìn)入生物航煤商業(yè)運(yùn)行??傮w來說,目前生物航煤在全球范圍內(nèi)剛剛起步,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還需時日。
研發(fā)生產(chǎn)具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的生物航空燃料,體現(xiàn)了中國順應(yīng)全球航空業(yè)發(fā)展趨勢,減少二氧化碳排放的努力,將有力緩解中國航煤資源緊缺壓力,也有利于解決餐飲廢油科學(xué)合理利用的難題。
生物航煤作為綠色低碳的新型航空燃料,具有顯著的溫室氣體減排效果。如果以我國生物航煤達(dá)到航煤總量的30%、每噸生物航煤至少減排35%來計算,一年可減排約670萬噸二氧化碳,相當(dāng)于植樹近6100萬棵、近450萬輛經(jīng)濟(jì)型轎車停開一年。
生物航煤將會成為石油基航空煤油的有力補(bǔ)充,可拓展非石油資源生產(chǎn)航空煤油的新途徑,減輕我國對進(jìn)口石油過分依賴的壓力。還可作為戰(zhàn)略儲備用油,提升國家石油安全戰(zhàn)略水平。
生物航煤技術(shù)是各個國家能源戰(zhàn)略的秘密武器,是各國核心競爭力的體現(xiàn),是用多少錢都買不來的技術(shù)。根據(jù)歐洲議會和歐盟委員會通過的法案,2012年1月1日起將國際航空業(yè)納入歐盟碳排放交易體系。中國石化掌握了生物航煤成套技術(shù),成功打破西方發(fā)達(dá)國家的技術(shù)壁壘,為我國航空業(yè)應(yīng)對歐盟碳稅政策提供了有力的談判砝碼。
記者:生物航煤作為一種很有發(fā)展前途和戰(zhàn)略意義的新燃料,商業(yè)化應(yīng)用的前景如何?如果將來想要更大規(guī)模地商業(yè)化使用,需要解決哪些方面的問題?
龍軍:生物航煤市場前景廣闊是毋庸置疑的。生物航煤作為具有減排優(yōu)勢的航空煤油之一,定會成為航空燃料的一個方向。中國石化在國內(nèi)率先研制出具有中國自主知識產(chǎn)權(quán)的生物航煤產(chǎn)品并成功試飛,充分體現(xiàn)我國順應(yīng)全球航空業(yè)發(fā)展趨勢,減少二氧化碳排放的積極努力。
目前生物航煤的價格是普通航煤的2~3倍,成本比較高,經(jīng)濟(jì)性的突破是關(guān)鍵。同時,原料持續(xù)供應(yīng)也是需要解決的問題。若能采用新原料生產(chǎn)航空煤油,如微藻養(yǎng)殖生產(chǎn)生物航煤,以及餐飲廢油加工生產(chǎn)航煤等等,則生物航煤的未來市場前景將不可限量。