2024年6月,国产大飞机C919与我国自主研发的ARJ21飞机,在加注了生物航煤后,成功完成了试飞任务。这不仅充分验证了国产生物航煤与国产商用飞机之间的卓越兼容性和无可挑剔的安全性,更为日后国产生物航煤的大规模商业化应用奠定了基础。

令人瞩目的是,推动这些国产商用飞机翱翔蓝天的航空燃料,竟是由我们日常生活中常见的餐饮废油——也就是大家口中的“地沟油”提炼而来。这一转变无疑令人称奇。那些曾经被视为废弃物的“地沟油”,如今却焕发出了新生机,成为推动飞机飞翔的绿色动力。这背后,不仅是技术的巨大飞跃,更是对可持续发展理念的一次生动诠释。

餐饮废油“变身记”

生物航煤是一种以可再生资源为基础的航空燃油,原料主要包括椰子油、棕榈油、亚麻油等植物性油脂,以及餐饮废油、动物脂肪等。我国是亚洲第一个、世界第四个拥有自主研发生物航空燃油技术的国家。目前,我国已初步形成生物航空燃油生产、认证、应用体系。

餐饮废油变身生物航煤

那么,餐饮废油是如何摇身一变,助力飞机翱翔蓝天的?在炼化厂区内,每天都在上演着绿色的变身传奇:大量的餐饮废油被“吞”入炼厂,经过一系列复杂的工艺处理,最终“吐”出清澈透明的生物航空煤油。

与传统炼油工艺相比,“地沟油”的炼制过程确实更为复杂且独特。回收企业先将餐饮废油收集并运送到炼厂,这些废油经过除盐、除杂质等一系列精细的提纯处理后,会转变为一种棕色的原材料。此时的原材料呈现出浓稠的状态,并且带有一股泔水味,与人们传统印象中清澈的燃油相去甚远。然而,这仅仅是炼制航空燃油的起点。接下来,这些棕色的原材料会经过更为复杂的工艺流程,通过一系列化学反应和精炼步骤,最终才能转化为符合航空标准的生物航煤。

“地沟油”的炼制之路,可谓充满挑战,最大的难点便在于油中大量的脂肪酸类化合物及高含氧量。这些氧分子如同不安分的“精灵”,时刻干扰着炼化装置中催化剂的活性和稳定性,使得整个炼制过程变得异常复杂。此外,“地沟油”中的杂质含量也相当可观,它们在反应过程中表现得极为剧烈,对设备和技术提出了极为苛刻的要求。

然而,面对这些难题,我国科研人员并未退缩,而是迎难而上,自主开发了专用的催化剂和工艺。并在不懈的努力下,成功建成了我国首套生物航煤工业装置。通过这一装置中的过滤、反应、分离等一系列精细步骤,“地沟油”得以被稳定地转化为生物航空燃油,实现了从废弃物到宝贵资源的华丽转身。

但值得注意的是,“地沟油”经过加工炼制后,虽然变得清澈透明,流动性强,但这并不意味着它已经可以直接作为航空燃油使用。飞机对燃料的性能要求极为严格,任何一点瑕疵都可能对飞行安全造成威胁。

因此,生物燃油生产出来后,还需经历一场全面而严格的“体检”。这场“体检”涵盖了46项指标,每一项都至关重要。其中,燃烧值决定了燃油的效率,含硫量则关系到燃油的清洁程度,整个检测过程需要花费将近两天的时间。只有那些经过层层筛选,各项指标都合格的油,才能最终被允许加注到飞机上,为飞机翱翔蓝天提供源源不断的动力。

规模化应用任重道远

相较于美国生物航煤主要选用大豆油,芬兰偏好菜籽油,在我国,“地沟油”却意外成为生物航煤领域的“天选之子”。这一选择背后,无疑蕴含着丰富的考量与智慧。

在我国,使用大豆油、菜籽油这两种原料都不太现实,而“地沟油”来源更广、成本更低。我国每年消耗几千万吨食用油,如果把餐饮废油变成航空煤油,不仅节能减碳,还降低了“地沟油”回流餐桌的可能。

诚然,将“地沟油”转化为生物航空燃油的全流程成本确实不菲,大致是普通航空燃油的三倍有余。然而,它在环保方面的贡献却是无法估量的。这一转化能够显著降低碳排放量,减少幅度甚至可达一半以上。

回顾2023年,我国航空燃油的消费量高达3000万吨。试想,若这些燃油全部被生物航空燃油所替代,那么一年之内,我们所减少的二氧化碳排放量将是一个惊人的数字——约5500万吨。这相当于植树近5亿棵,或是超过3000万辆轿车停开1年所带来的环保效益。

如此一算,这笔“生态账”的账面价值便显得尤为可观。尽管初期投资成本较高,但从长远来看,其对环境的积极影响和可持续发展的推动作用,无疑是值得的。

民航运输业作为节能减碳战役中的关键一环,其碳排放量的95%以上均源自化石燃料的燃烧。在应对全球气候变化的宏大背景下,各大航空产业链企业正纷纷踏上向“绿”转型的征途。国际航空运输协会已明确提出,全球航空运输业将于2050年实现净零碳排放的宏伟目标。

民航运输业是节能减碳战役中的关键一环

放眼全球,美国、加拿大、挪威等国家已在航空生物燃料领域取得了显著成果,规模化市场已然形成,从原料采集到炼制、运输、加注,再到严格的认证体系,一整套完整的产业链已初具规模。而我国在这一领域也取得了不俗的进展,已建成的可持续航空燃料年产能已达20万吨,且规划产能更是超过了300万吨。然而,与我国每年高达3000多万吨的航煤消费量相比,当前的生产规模仍显得微不足道。

过去十几年间,国内众多航空公司纷纷投身于可持续航空燃料的验证飞行之中,取得了诸多宝贵经验。然而,距离真正的大规模商业运用,我们仍有一段很长的路要走。

将“地沟油”这一曾经的废弃物,转化为生物航煤,标志着中国绿色航空燃油时代的大门已经缓缓开启。但不可忽视的是,高昂的生产成本仍是制约航空业绿色转型的一大瓶颈。

要破解这一难题,我国亟需实现技术上的重大突破,去降低生产成本;同时,政府层面的政策扶持也至关重要,进一步完善“地沟油”回收体系,将为其商业化规模应用提供有力保障。

来源: 我是科学人