2013年4月24日清晨，籠罩在輕薄晨光中的上海虹橋國際機場此刻蕩漾著別樣的期待。

5時43分，在人們略帶緊張的期盼目光中，一架普通的空客A320型飛機帶著令人振奮的轟鳴聲沖入云霄。7時08分，經(jīng)過85分鐘的飛行，飛機穩(wěn)穩(wěn)地降落在跑道上。“飛行過程中動力很足，與使用傳統(tǒng)航空燃料沒有區(qū)別！”步出舷梯，機長劉志敏、周曉青激動地匯報。

“我們成功了！我們生物航煤的質(zhì)量是世界一流的！”等待多時的中石化領(lǐng)導(dǎo)和工作團隊激動地鼓掌歡呼。他們不能不興奮，因為這標志著中國自主研發(fā)生產(chǎn)的1號生物航煤在商業(yè)客機首次試飛取得成功，中國成為繼美國、法國、芬蘭之后第四個擁有生物航煤自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的國家。由此，中國石化(600028,股吧)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)，開啟了生物航煤的新時代。

生物航煤是指由生物質(zhì)加工生產(chǎn)的、可替代傳統(tǒng)航煤并能在全生命周期實現(xiàn)溫室氣體減排的液體烴基噴氣燃料。通俗地說，就是以可再生資源為原料生產(chǎn)的航空煤油，一般以棕櫚油、麻風子油、海藻油、餐飲廢油、動物脂肪等為原料。

“發(fā)展生物航煤對于保障我國能源安全、取得綠色低碳競爭優(yōu)勢具有重要戰(zhàn)略意義。”中國石化石油化工科學(xué)研究院航空燃料專家陶志平表示。

瞄準生物能

節(jié)能減排，降低環(huán)境污染，提倡環(huán)保經(jīng)濟，一直以來都是全球共識。在航空領(lǐng)域亦不例外。

此前，歐洲議會和歐盟委員會通過法案，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。這意味著全球4000多家經(jīng)營歐洲航線的航空公司需要為超出配額的碳排放支付購買成本，其中進入歐盟征稅名單的中國航空公司有33家。雖然中航協(xié)一直表示反對，但從全球來看，建立碳排放體系和實施碳減排正逐步在全球航空產(chǎn)業(yè)形成共識。

業(yè)內(nèi)有專家算過一筆賬，按歐盟碳稅的征收方法，中國民航業(yè)未來9年將累計支出約176億元人民幣。這還只是一個相對保守的估計。隨著碳交易配額需求的不斷增加，中國航空公司支付的碳減排成本有可能成倍增加。

不僅如此，根據(jù)我國“十二五”規(guī)劃，到2015年單位GDP二氧化碳排放降低17%，單位GDP能耗下降16%。同時，我國也已經(jīng)在哥本哈根氣候大會上承諾，到2020年單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%至45%。為此，中國民航局提出了“到2020年我國民航單位產(chǎn)出能耗和排放比2005年下降22%”的目標。

除了節(jié)能減排的壓力外，我國航空煤油行業(yè)還面臨資源緊缺的壓力。2011年我國航空煤油消費量超過1800萬噸，居世界第二位。據(jù)預(yù)測，未來全球航空煤油需求每年增長不足5%，而我國以每年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4.8%，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。國內(nèi)石油需求的巨大缺口，必將影響未來航空煤油的穩(wěn)定供給。

多重壓力將生物質(zhì)燃料推到臺前。生物質(zhì)燃料以其在節(jié)能減排、綠色環(huán)保等方面的突出優(yōu)勢吸引了大眾目光?？梢哉f，生物航煤在燃燒中排放出的二氧化碳、硫化物等遠遠低于礦物燃油，況且生物質(zhì)在生長過程中也會從大氣中吸收大量的二氧化碳。

“相較于傳統(tǒng)航煤，生物航煤可實現(xiàn)減排二氧化碳55%～92%。生物航煤不僅原料可以再生、具有可持續(xù)性，而且無須對發(fā)動機進行改裝，具有很高的環(huán)保優(yōu)勢。”多位中石化專家表示。

資料顯示，目前我國已成為年消費量近2000萬噸航空燃料的消費大國。據(jù)國際航空運輸協(xié)會預(yù)測，至2020年中國民航飛機加油量達4000萬噸，生物航煤達到航油總量的30%，也就是1200萬噸。按照每噸1萬元計算，意味著到2020年中國民用航空生物航煤市場總值將超過1200億元，市場前景廣闊。

事實上，對生物航煤的研發(fā)在國際上早有先例，國外石油公司生物航煤技術(shù)的研究有些已取得顯著進展。一些歐美國家和日本等國2008年開始就廣泛開展了生物噴氣燃料的示范飛行，2011年6月進行了世界上第一次生物航煤商業(yè)化飛行。據(jù)悉，2011至2012年，全球生物航油已在9個航班上實現(xiàn)了商用。

出于踐行低碳戰(zhàn)略的使命，更因為意識到生物航煤的前景和戰(zhàn)略意義，占有國內(nèi)航油70%市場份額的中石化早在2009年就啟動了生物航煤的研發(fā)。2011年，中國石化將下屬杭州煉油廠原有裝置改造成一套2萬噸/年生物航空煤油工業(yè)裝置，并成功進行了制備生物航空煤油的工業(yè)試驗。而此次1號生物航煤的試飛成功，標志著中石化拉開了我國生物航油商業(yè)化進程的序幕。

攻堅克難

“生物航煤的研發(fā)過程是一段艱苦奮斗的探索之旅，也是一段自力更生的創(chuàng)新之旅。”提起4月24日中石化1號生物航煤試飛成功，陶志平覺得自己和同事們所有的辛苦都有了補償。

生物航煤的燃燒性能關(guān)系到發(fā)動機的動力，這是決定成功與否的關(guān)鍵。因此，在試飛試驗程序中重點比較了生物航煤與普通航煤對發(fā)動機推力的影響。“使用中國石化自主開發(fā)的生物航煤生產(chǎn)技術(shù)，我們把植物油變成了與普通航煤組成和性質(zhì)基本一致的組分。與普通航煤相比，這種生物航煤基本不含芳烴、硫、氮等雜原子，具有燃燒性能好的優(yōu)點，發(fā)動機動力更充足。”實驗結(jié)果證實了陶志平的自信。

整個飛行過程中，機長及機組人員對飛行過程中的所有試驗項目都很滿意，對動力性能、飛行參數(shù)、油耗等均給出很高評價。各種贊譽涌向中國石化的生物航煤研發(fā)團隊，多年來自主研發(fā)高端技術(shù)的艱辛在這一刻都化作欣慰。

由于生物航油的研發(fā)屬于前沿領(lǐng)域，充滿了不確定性，因此國內(nèi)外很多企業(yè)采取技術(shù)合作的方式推進。中石油與國際巨頭霍尼韋爾公司合作，于2008年生產(chǎn)出首批15噸生物航煤。2012年，中國商飛與波音公司共同出資建立中國商飛—波音航空節(jié)能減排技術(shù)中心，向生物航油發(fā)起沖擊。中石化則全力自主研發(fā)。2009年6月，加氫法生物航煤技術(shù)研發(fā)項目正式立項。2011年，生物航煤研發(fā)與應(yīng)用項目升格為中國石化十條龍攻關(guān)項目。

以動植物油脂為原料生成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，技術(shù)難度和生產(chǎn)風險讓很多公司望而卻步。

“生物質(zhì)資源要通過化學(xué)轉(zhuǎn)化，變成完全適應(yīng)發(fā)動機性能的燃料油，要在不改造發(fā)動機的情況下，直接與傳統(tǒng)化石燃料調(diào)配使用，對技術(shù)開發(fā)提出了很高的要求。”研發(fā)過程中難點多多，中國石化石油化工科學(xué)研究院院長龍軍深有感觸。

好在早于2006年，石科院就開始了生物油脂加氫技術(shù)的開發(fā)，有了深厚的技術(shù)積累。在研發(fā)模式和方法上，石科院突破傳統(tǒng)思維，大膽應(yīng)用領(lǐng)先的分子煉油理念，從分子水平認識原料和目標產(chǎn)物的性質(zhì)及結(jié)構(gòu)特點，研究反應(yīng)機理與反應(yīng)過程。經(jīng)過全體研究人員團結(jié)一致，一次次不斷試驗、總結(jié)和反復(fù)調(diào)整，最終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)。要知道，目前國際上只有少數(shù)幾家公司開展這方面的研發(fā)。

在此過程中，中石化不斷摸索創(chuàng)新。飛機在空中溫度要低到零下幾十攝氏度，因此航空煤油必須具有良好的低溫流動性，而目前的生物油一般由動植物油混在一起，冷凝點太高。中石化自主研發(fā)的生物航煤技術(shù)完全解決了這一問題。“航油標準的冰點是零下47攝氏度，而用我們技術(shù)生產(chǎn)的生物航煤產(chǎn)品冰點可以達到零下60多攝氏度。”中國石化科技部煉油新產(chǎn)品和新能源開發(fā)專家李毅對《國企》記者表示。

地溝油變身航空燃料的加工技術(shù)也是其一。龍軍表示，該工藝突破了以往原料范圍的局限性，既可以是椰子油、菜子油、麻風樹油等木本植物油，也可以利用餐飲廢油、海藻油和動物油脂及費托合成生成油等，原料范圍十分廣泛。據(jù)悉，2011年12月，中石化以棕櫚油為原料生產(chǎn)出了合格的生物航煤。2012年10月，成功生產(chǎn)出以餐飲廢油為原料的生物航煤。

就是在與一個個挑戰(zhàn)的正面交鋒中，中石化自主創(chuàng)新，生物航煤技術(shù)趕超了國際水平。

瓶頸待解

中國自主創(chuàng)新的技術(shù)往往不能成功地進行商業(yè)化，已經(jīng)成為中國式的研發(fā)困境。也正因此，業(yè)內(nèi)人士紛紛擔憂中石化自主創(chuàng)新的生物航煤技術(shù)叫好不叫座：“雖然技術(shù)難題已被解決，但如果生產(chǎn)成本難以降低，今后的商業(yè)化之路仍步履艱難。”

陶志平也直言，發(fā)展生物航煤具有廣闊前景，但目前價格是普通航油的兩倍以上。突破成本過高的瓶頸，是生物航煤商業(yè)化必須跨過的關(guān)口。

“原材料成本和工藝成本助推了生物航煤的制造成本。我們的工藝已經(jīng)很精簡，成本很難在短期內(nèi)大幅降低。唯一的出口在于原材料成本。但是，餐飲廢棄油在2011年每噸價格超過7000元，與食用棕櫚油價格接近。”李毅對記者說。

原料持續(xù)供應(yīng)也成問題。為了避免與人爭糧，生物航煤的原材料往往來自多種富油植物。以中國石油(601857,股吧)為例，目前已建立了一個120萬畝的生物原料種植基地。但是富油植物的種植需要時間，也難以大規(guī)模種植。“有些植物有地域氣候的限制，有些可能多年后才能采摘，大規(guī)模種植又存在與糧爭地的問題。這些因素都導(dǎo)致了加氫法工藝路線所需原材料的匱乏。”李毅表示。

不與天爭時，不與糧爭地，循環(huán)利用是否可行？中國一年動物和植物油消費總量2250萬噸，所產(chǎn)生的餐飲廢油意味著巨大的生物航煤原料來源。但是，由于回收渠道的不健全，回購成本巨大，很多生物能源企業(yè)甚至無“油”可用。

“販賣地溝油利潤巨大，航油企業(yè)抵不過小販的高價回收，每年至少有200萬~300萬噸餐飲廢棄油流回餐桌。”廈門大學(xué)中國能源經(jīng)濟研究中心主任林伯強強調(diào)，地溝油是生物航煤燃料中最能大規(guī)模利用的原料，地溝油利用不好，商業(yè)化運營幾乎免談。林伯強建議，政府部門應(yīng)該高價回收地溝油，同時嚴厲打擊地溝油回流餐桌的行為，并給予生物航油企業(yè)一定的補貼，推動行業(yè)的發(fā)展。

據(jù)悉，在生物燃料中，除了規(guī)模較大的燃料乙醇外，其他品種還沒有得到補貼。而在國外，為增強能源多樣性，實現(xiàn)能源獨立和安全，不少國家對生物燃料生產(chǎn)制定鼓勵政策，尤其針對用于交通運輸?shù)纳锶剂现贫颂厥鈨?yōu)惠政策，包括制定強制性的調(diào)和標準、對生物燃料提供補貼、減免稅負、給予研發(fā)資金支持等。目前有31個國家確定了生物燃料調(diào)和標準，至少有19個國家和地區(qū)實施了燃料免稅和生產(chǎn)補貼政策。李毅對記者表示，國家的政策導(dǎo)向和支持對生物航煤發(fā)展至關(guān)重要。目前，杭州石化因與杭州市產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略不符而被要求搬出。

雖然當下生物航煤的商業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)是“好事多磨”，但中石化依然信心滿滿。“中國石化下一步將致力于拓展生物航煤原料來源，持續(xù)提升技術(shù)水平和產(chǎn)品競爭力，為航空業(yè)減排增效提供可靠的油品解決方案，同時加快推進生物航煤的商業(yè)化應(yīng)用，為我們共同的藍天綠水做出應(yīng)有的貢獻。”李毅告訴記者。

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世界各國對發(fā)展生物燃料的支持政策

世界上主要的生物燃料生產(chǎn)國或組織主要有美國、巴西和歐盟。美國以玉米乙醇為主，巴西以蔗糖乙醇為主，歐盟以生物柴油為主。

美國主要通過稅收減免條款、燃料中乙醇混合比例的規(guī)定以及制定乙醇消耗量的方式推動生物燃料的發(fā)展?！赌茉椽毩⒑桶踩ò浮芬?，到2022年生物燃料用量達到360億加侖。美國汽油一般調(diào)和10%乙醇。在稅收方面，根據(jù)燃料乙醇特許權(quán)稅課稅扣除制度規(guī)定，燃料乙醇調(diào)和商可享受0.45美元/加侖的消費稅減免優(yōu)惠。

巴西要求在汽油中混合20%～25%的乙醇。巴西的蔗糖乙醇補貼建立起了以政府補貼與對甘蔗種植者和提煉者進行稅收削減為基礎(chǔ)的全國生物燃料生產(chǎn)鏈。同時，無論是純乙醇還是混合乙醇，都可免除消費稅。巴西還通過補貼乙醇混合能源動力型汽車，以乙醇混合性能源替代傳統(tǒng)能源的使用。

歐盟一直對生物燃料進行大規(guī)模補貼。2009年通過的《可再生能源指令》要求到2020年，生物燃料占交通運輸汽油和柴油的比例最低達到10%，2020年之前對產(chǎn)自油菜籽、玉米和其他食品生產(chǎn)原材料的燃料均進行補貼。種植燃料作物的土地將會得到每畝45歐元的補貼。

目前，有31個國家確定了生物燃料（燃料乙醇和生物柴油）調(diào)和標準，至少有19個國家和地區(qū)（包括10個歐盟國家和4個發(fā)展中國家）實施了燃料免稅和生產(chǎn)補貼政策。