生物航空煤油

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1、生物航油产业化组长：弋强组员：徐愈憬卜晨飞王菲王敏徐心田李笑妍吕梦颖生物航油产业化摘要：在逐步走高的原油价格面前，日益苛刻的环保要求，让航空业这等“耗油大户”雪上加霜。应对这个难题，航空企业主流的解决方案就是找寻更加可靠的生物燃料。本文通过文献调研、讨论并分析了生物航煤从新能源的开发与技术到进行全面的产业化应用所遇的种种瓶颈，并提出了相应解决方法。关键词：生物航空煤油前言：面对能源危机和气候变化的双重挑战，仅凭现今的飞机燃烧效率和航空公司营运效率的提高，无法确保能源的可持续，也无法从根本上实现碳减排。而且飞行器自

2、身原因和安全因素，风能、水利、核燃料和太阳能等可替代能源目前均不能满足航空业的需要，寻找新的替代能源，实现更绿色的飞行，成为航空运输业的当务之急。生物能源则以其环保，可再生等优点成为航空煤油的重要新成员。生物能源，是指从生物质得到的能源，它是通过植物光合作用，将二氧化碳转化为其它形态的含碳化合物，这些物质通过燃烧可以释放能量。生物燃料已成为人类可再生能源最重要的组成部分，约占全球可再生能源消费的74%左右。航空燃料是最重要的运输燃料之一，其需求量仅次于汽油和柴油。正是由于生物燃料对航空业未来发展的革命性效应，近年

3、来，包括飞机制造商、航空公司、发动机生产商在内的航空产业链成员们以及能源和学术界领导者间的通力合作，加快了生物燃料的开发与应用的推进步伐。目前来看，虽然我国已经取得了在航空生物燃料方面一些进展，但是，要进行产业化生产还是很困难。主要遇到的难题有以下几个方面。（一）生物航煤原料成本过高目前我国的航空生物燃料发展还处于研发阶段。目前最大的困难就是“无米”。我国没有现成的麻风树或者微藻，不能有针对性的生产出可以满足航空所需要的大量生物燃料。航空生物燃料成本远远高于传统航空煤油，而我们又缺乏大规模的“米”，很难解决成本问

4、题。从原料上看，生物航油的原料主要包括微藻和麻风树，两者作为原料都存在一系列的问题。首先，就我国而言，无论是麻风树还是微藻我国都没有现成的，‘无米之炊’是我国目前面临的最大瓶颈。虽然少量的养植从中提炼出生物燃料进行试飞，相对来讲，不是非常困难，但难的是怎样有针对性的生产出可以满足航空所需要的大量生物燃料？航空燃料的需求量实在太大，我国2010年航空煤油的需求约为1600万吨，仅靠现在的藻类、麻风树种植后所提取的油脂远远不能满足飞机的需求。在我国耕地有限的情况下，种植生物燃料将有可能侵占宝贵的粮食用地。波音公司整合

5、国家发改委，民航局和林业部等相关政府部门协商，到2020年将7500万亩中国的荒地用于种植麻风树，其中仅四川省就将有3000万亩荒地成为麻风树种植基地。与此同时，虽然麻风树油作为生物柴油的主要原料受到广泛重视，但是生物柴油的指标远远达不到生物航油的标准，特别是它的凝固点比较高。若要达到生物航油的标准尚需进一步处理。我们再来看微藻，虽然微藻繁殖快不与人争粮，不与粮争地，只要有阳光和水就能生长，甚至在废水和污水中也能生长，但其存在的问题却不容忽视。微藻生产的成本主要集中在大面积生长和收获方面，需要独立的扩大培养系统脱

6、水或浓缩系统以及微藻油的提取系统。微藻在培养过程中还需要添加营养成分，补充水分。常规的微藻油抽提系统需要进行藻类生物质脱水和干燥，能耗大。高产油微藻不一定高产，高产的微藻又不一定含油量高。微藻死亡后如不迅速处理就会降解发出腥臭污染环境。因此微藻的大面积培养收集及提取都存在一定的问题，现在离工业化还有一定的距离。（二）生物燃料特性掌握不足在生物航煤制造过程中，除航空生物燃料的原料问题外，对生物燃料的特性掌握还不够全面，这个直接影响到航煤的研究。我们还无法确定生物燃料的安全性和腐蚀性。在燃料雾化（挥发性）方面，为保证

7、涡轮燃料雾化性能和燃烧稳定性，航空涡轮生物燃料增加了蒸馏斜率T50-T10不小于15℃和T90-T10不小于40℃的要求。为满足航空涡轮生物燃料的蒸馏斜率要求，作为调合组分的航空生物燃料T90-T10要求不小于22℃。但是蒸馏斜率限制是根据目前对认可的合成燃料的经验确定的，目前仍需蒸馏斜率实际需求的研究。在制定航空生物燃料质量指标要求时，最低芳烃含量和蒸馏斜率限制是根据目前对认可的合成燃料的经验典型值确定的，仍需芳烃实际需求的研究。飞机和发动机对于芳烃和蒸馏斜率最低需求研究试验也有待进行。另外，傅鹏程教授介绍，虽

8、然全球大部分航空公司进行的试飞实验结果表明，生物燃料与传统燃料混合能够在不改变飞机发动机结构的情况下提高飞行效率，但生物燃料是否足够安全，是否会腐蚀或者侵袭到发动机的材质，还需要进一步探讨。（三）生物航煤工艺技术的不成熟生物航煤面临的另一个问题是合成工艺技术的不成熟，也是最为关键的部分。现今，航空生物燃料合成技术主要有以下几种：费托合成技术、氢化处理技术以及生物合成烃技术