北京時間11月22日凌晨,從北京出發的海航HU497航班經過近12小時飛行后成功降落在芝加哥。飛機所用的航空燃料混合了一定比例的生物航空煤油。其原料來自餐飲廢油——“地溝油”。該航班的成功降落,實現了國內首次“地溝油”煉化燃料的跨洋飛行!
曾幾何時讓大眾咬牙切齒的地溝油竟然變成了為國爭光的“大明星”,在這一“蛻變”之路上,中國的煉油技術大放光彩!
四個步驟變身生物燃煤
本次海航HU497航行所使用額燃料由中國石化下屬鎮海煉化公司生產,其原料大部分取自于地溝油,以15:85比例與常規航煤調合而成。在結構上,這種生物燃油與石化航煤相差不大,均為碳氫化合物。由于原料為可再生的生物質,與傳統石油基航空煤油相比,在全生命周期中碳排放可減少50%以上。
從地溝油變成生物燃油的過程并不簡單,總結來說,可以分為四步。
第一步 對餐余廢油的預處理,是一個物理過程。餐飲的廢油大家并不陌生,里面含有很多的雜物,在使用之前得把這些雜物去除。此外,這個步驟里還含有一個很重要的環節,那就是“脫鹽”——餐廳師傅炒菜時必然加了不少鹽在里面,這些鹽可不能進入生物燃油里。

第二步 這一步在整個過程中非常關鍵,技術含量也相對第一步高得多,主要是把從第一步取來的脫鹽食用油進行加氫提質。“加氫提質”是一個化學變化的過程,即在催化劑的作用下,讓地溝油實現加氫脫氧和烯烴飽和,將它轉化為精制油。
第三步 異構降凝,這一過程同樣是化學反應,將原料油中凝點相對高的正構烷烴和一些芳烴上的長側鏈烷烴進行異構化反應,相應的轉變成異構烴類,以降低產品的凝點,這一過程中同樣需要使用催化劑。
第四步 分餾,這些經過處理的油并不是全部都適合用來做航空煤油,還得把它們分離開來。具體做法是將第三步降凝得到的混合物放進分餾塔,利用這些有機物沸點不同的特性將這些混合物分開。這一過程稱之為分餾,是一個物理過程。
除了地溝油外,生物航煤的原料來源還可以有椰子油、棕櫚油、麻風子油、亞麻油等植物性油脂,以及微藻油、動物脂肪等,但這些油脂來源因被質疑“與民爭食”,受到不少質疑。
中國“煉油”技術已經走在前面
2008年,英國維珍大西洋航空公司就使用波音 747-400 客機進行了一次由生物航煤提供部分動力的飛行,不過這次飛行只是一次試驗——飛行時間僅為1.5小時,使用的混和燃料中生物航煤占20%。
中國早在2006年就開始了生物油脂加氫技術的開發,是繼美國、法國、芬蘭之后第四個擁有生物航煤自主研發生產技術、并且已經實現商務使用的國家。
2009年6月,中石化下屬的石油化工科學研究院成功開發出具有自主知識產權的生物航煤生產技術;2011年9月,中國石化建成一套生物航空煤油工業裝置及調和設施,這是亞洲第一套生物航煤工業化生產裝置;2011年12月,該裝置以棕櫚油為原料首次生產生物航煤產品;2013年4月24日,中國石化1號生物航煤在上海虹橋機場成功試飛;2015年3月21日,中國石化1號生物航煤由海航執飛上海至北京首次商業飛行成功。
中國的地溝油“提煉”技術已經走在了世界的前端。
成本讓人頭疼
生物航煤作為液體生物燃料的重要成員之一,已引起各國政府的關注,各大航空公司也在不斷加強對生物航煤的研發和應用示范。有研究指出,2008 年全球航空運輸業排放的二氧化碳雖然只占全球二氧化碳總排放量的 2%~3%,但航空噴氣燃料在飛行器中燃燒產生的溫室氣體二氧化碳,基本排放在大氣的平流層,產生溫室效應的能力及其危害遠遠大于其他行業,其影響不容忽視。由于航空運輸業的國際性很強,減少二氧化碳的排放,已經成為發達國家和發展中國家共同面臨的挑戰。
1噸石油基航煤排放3.2噸二氧化碳,我國目前的航煤消費量約3000萬噸,如全部以生物航煤替代,每噸生物航煤按至少減排30%計算,一年可減排二氧化碳約3300萬噸,相當于植樹近3億棵、近2000萬輛經濟型轎車停開一年。
所以地溝油的轉化勢在必行,然而,要想實現大規模的推廣,成本是一個很讓人頭疼的問題。首先,要推廣使用生物燃料,得有固定的原料來源,如何鼓勵商家把地溝油收集起來,是一個巨大的“成本”。此外,我們前面提到地溝油轉變為生物燃油的四個步驟中,有兩個步驟需要使用催化劑,這些催化劑目前使用的都是一些昂貴金屬,這無疑也加大了成本。
地溝油蛻變之路并不容易,這樣一件利國利民的事兒,需要我們每個人的積極參與。(編輯/有慶)