李晨陽++郭爽
近日,我國首個“地溝油”航班成功載客飛行。執行此次航班的客機由50%航空生物燃料和50%傳統石化航油組成的混合燃料驅動,而這種生物燃料,正是由俗稱“地溝油”的餐飲廢油轉化而來。據稱,相對于傳統航空燃料,每噸此類生物航油至少減排35%。
地溝油竟能把飛機送上天,其作為航空燃油不僅變廢為寶,而且綠色環保,這樣的消息聽來著實令人振奮。可是,對于該技術的前景,專家有著不同看法。
地溝油變身難不難
據介紹,地溝油主要來源于動植物油,其基本成分為含16~22個碳原子的甘油三酸酯。但是航空燃油的碳鏈長度卻需要維持在8~16個之間。
“由于高空中溫度較低,航空燃油的凝固點不能高于零下40攝氏度。此外,航空燃油必須具備較高的能量密度。”浙江大學能源清潔利用國家重點實驗室教授程軍向記者解釋道,如果碳鏈太長,凝固點就會過高;而碳鏈過短,或是含氧量太大,就無法達到需要的熱值。
因此,碳鏈較長且含氧量高達13%的地溝油要轉化為航空燃油,就必須通過化學反應裂解為較短的碳鏈,并且進行加氫、脫氧,同時還要控制熱值過低的芳香烴的含量(不得高于20%)。
在有的專家看來,這可謂小菜一碟。“這項技術難度并不算大。催化劑、工藝都是現成的,也不需要多么苛刻的反應條件。”中國石油大學教授李春義如此評價。
但北京化工大學教授鄧利則有不同看法。他指出,由于地溝油的成分不穩定,雜質較多,因此不同批次的地溝油對反應條件的要求也不同。如何找到普遍適用的高效催化劑和工藝,都是未來商業化需要解決的瓶頸問題。
大不起來的規模
用來煉制航空燃油的地溝油從哪兒來的?程軍告訴記者,國家要求各地市把對地溝油的管理納入重點工程,逐漸建立起地溝油監控、收集系統。一些城市的環衛部門專門組建了油脂回收隊,回收到的油脂以及餐廳、酒店的餐飲廢油必須提供給特許經營的地溝油公司。
但問題在于,這些回收來的地溝油夠用嗎?
“實際上,地溝油并不像我們想象的那么充裕。”李春義說。他在調研中發現,相當一部分地溝油被作為家禽、家畜飼料消耗了,還有一部分被送到化工廠制成香皂和洗滌劑等,能用來煉制航油的地溝油所剩不多。
“我認為生物航油的商業前景并不佳。因為回收地溝油的成本比直接買航油還高,如果沒有國家補貼,怎么做得下去?”北京航空航天大學教授李鋒表示。就像風靡一時的秸稈發電,當人們知道秸稈還可以用來發電時,就開始哄抬回收價格。地溝油亦是如此。
此外,目前各國的“地溝油”航班都不是單純依靠生物航油來驅動,而是和普通石化航油調和在一起使用。對此,專家也有不同解釋。
李春義稱:“生物航油的凝固點、熱值等都和傳統航油有所不同,目前還不能完全取代石化航空燃油。”
但也有專家認為,從理論上講,地溝油可以煉制出理化性質完全達標的航空燃油,各國航班將地溝油燃料和化石燃料混合使用的最主要原因,還是成本問題。
生物航油是綠色的嗎?
跟其他一些新能源一樣,生物航油也備受爭議,支持者固然不少,反對者也大有人在。
鄧利認為,跟傳統的石化航油相比,生物航油至少具備兩大優勢:第一,生物燃料不含石油中難以避免的氮、硫等成分,能有效減少硫氧化物、氮氧化物等污染;第二,植物燃料釋放的二氧化碳主要來自植物生長期間吸收利用的二氧化碳,從生物航油的碳來源和排放來看,碳減排是顯著的。
程軍則強調,在諸多可再生能源中,唯一能夠制取液體燃料的就是生物能源。因此,要降低對化石燃料的依賴,開發生物燃油具有重大意義。“不過,這不僅需要科學家來解決技術問題,也要靠政府的支持和企業的投資。”
然而,生物航油究竟算不算綠色能源,還需要好好斟酌。
“制造一種燃料要用到的化學反應,大都是吸熱反應。如果燃料產品所能提供的能量比不上反應耗能,那不就得不償失了嗎?”中國石油大學教授劉會娥說。
據專家介紹,轉化地溝油一般有三種途徑:通過酯交換反應生成生物柴油;經過裂解反應生產柴油或是烯烴;加氫制造航空燃油。“我個人認為,加氫是最不經濟的一種方法。”李春義說,“制取氫氣本身就是一個高污染、高能耗的過程。”
李春義補充道,可再生資源并不意味著能夠無限利用。畢竟,植物利用太陽能的效率很低。“大面積種植能源作物,還可能引發搶占耕地、侵占森林等現象,這會給生態環境帶來非常大的壓力。”李鋒告訴記者。
(本文轉自《中國科學報》)