航空业对替代能源的渴求,从来没有像现在这样强烈过——航空公司使用生物燃油,整个行业每年可以减少0.7%的碳排放量,在付费排放的大趋势下,这将为航空公司节省一笔费用,而节油将是更大一笔收益,整个行业可能因为生物燃油而产生1000亿美元的价值

文 高峰

汉莎航空不久前宣布,2011年4月起,该公司一架往返于法兰克福与汉堡的空客A321型客机将使用生物混合燃料试飞6个月,汉莎航空将为此投入约660万欧元。

空客的母公司——欧洲宇航防务集团透露,拟在未来5年,率先在北京——上海之间开辟生物燃料航线,并投入商业运营,以作为其全球生物燃料飞行的商业试点。

在目前波音的试飞中,生物燃料与传统燃料的比例为5:5,未来可提升到9:1,甚至是100%采用生物燃料。资料显示,只要航空业燃料中的1%采用生物燃料,便可以维持生物燃料市场。不过,生物燃料成本非常高昂,通常是传统航空燃料的4倍以上。

航空公司使用生物燃油,整个行业每年可以减少0.7%的碳排放量,在付费排放的大趋势下,这将为航空公司节省一笔费用,而节油将是更大一笔收益,整个行业可能因为生物燃油而产生1000亿美元的价值。

航空业对替代能源的渴求,从来没有像现在这样强烈过——CEO们每晚被油价意外上升的噩梦惊醒,醒来后又发现自己的飞机已经被纳入全球减少温室气体排放体系中……虽然大多数人不愿承认,但事情往往是这样的:只有被逼上绝路时,变革才可能发生——德国汉莎航空公司宣布,汉莎航空将从2011年4月开始,在一条国内常规航线进行生物混合燃料飞行试验,它将是全球首条使用生物燃料的民用航线。

应对油价波动,航空企业主流的解决方案将是寻找更可靠的生物燃料。与传统燃油从煤炭、石油和天然气等化石燃料中提取不同,生物燃料可以从植物等生物可再生资源中提取,尽管以目前的技术生产,其成本远高于化石燃料,但它最大的优点是,价格要比深受地缘政治和国际游资双重影响的石油更容易控制。更重要的是,它将是前所未有的“洁净”燃料。

5年后京沪航班用上生物燃料

汉莎航空介绍说,2011年4月起,该公司一架往返于法兰克福与汉堡的空客A321型客机将使用生物混合燃料试飞6个月,汉莎航空将为此投入约660万欧元。[NextPage]

试验目的是研究生物混合燃料在常规飞行中的应用效果、有害物质排量以及对引擎的影响等。据介绍,这种生物混合燃料添加了50%的生物合成物质。与传统煤油燃料相比,其燃烧产生的固体颗粒物和二氧化碳量较低。在6个月试验期间,这架空客A321客机预期总计将减排二氧化碳1500吨。

而就在稍早之前,空客与巴西塔姆航空公司合作,在拉丁美洲进行首次生物燃料试验飞行。此次试验飞行所用的飞机是一架空客A320飞机,所使用的生物燃料以巴西当地产的麻风树果实为原料,生物燃油和传统航空燃油各占一半混合而成。该飞机由里约热内卢起飞,在成功进行45分钟的飞行之后返回起始点。研究表明,与传统以石油为原料的航空煤油相比,利用由麻风树果提炼而成的生物燃料可以使整个航空业的二氧化碳排放减少80%。

甚至在不久的将来,我们也能在国内坐上使用生物燃料的飞机。空客的母公司——欧洲宇航防务集团宣布,拟在未来5年,率先在北京——上海之间开辟生物燃料航线,并投入商业运营,以作为其全球生物燃料飞行的商业试点。

100%采用生物燃料是终极目标

目前,专家普遍认为,汽车燃油的替代品应该是电力驱动而非生物燃料。但对于飞机来讲,至少从目前看来,电力驱动还不是一个好选择。

航空发动机使用较“清洁”、可再生的生物燃料似乎是目前的惟一选择。现今在发达国家,航空燃油的使用占整个石油产品产量的8%,因此,比较现实的考虑是,逐步增加生物燃料在航空燃油总使用量中的比例。目前第二代原料主要是麻风树、亚麻荠、海藻和盐土植物;与第一代生物燃料玉米、小麦相比,这些燃料更加环保廉价,且不需要制造商重新设计引擎或飞机,航空公司和机场无需开发新的燃料运输系统。

作为全球两大飞机制造巨头之一,波音公司也很早就致力于航空生物燃料的开发。2008年2月,在商业客机的首次生物燃料试飞中,波音公司、英国维珍大西洋航空公司和通用电气航空证明了使用可持续性生物燃料与煤油混合燃料的技术可行性。同年12月,波音与新西兰航空公司、罗尔斯·罗伊斯公司再次进行了可持续性生物燃料的试飞。2009年初,波音公司又分别与美国大陆航空公司、通用电气航空、日本航空公司及普惠举行了一系列进化测试,所有这些试飞都强调可持续性生物燃料可应用于现有机队的减排,无需改造飞机或引擎。波音称,环保可行的可持续性生物燃料将在2015年成功开发。

在目前波音的试飞中,生物燃料与传统燃料的比例为5:5,未来可提升到9:1,甚至是100%采用生物燃料。

节能减排就是“真金白银”

对于航空界而言,生物燃料之所以如此迫切,是因为清洁天空不只是一个口号,更是真金白银的成本。

作为全球航空业的代表,国际航空运输协会(IATA)提出了三大承诺减排目标,并通过国际民航组织(ICAO)递交给哥本哈根国际气候变化大会。这三大减排目标包括:到2020年,每年燃效提高1.5%;从2020年起,通过碳中和增长,稳定碳排放量;在2050年,碳的净排放量比2005年减少50%。欧盟更是在去年单方面公布,自2012年起对所有抵离欧盟的商业航班实施碳排放权配额制度。按照这一方案测算,中国民航业仅2012年一年就将向欧盟支付约8亿元人民币。[NextPage]

在越来越大的航空碳排减压力下,包括中国在内的世界各国航空公司都开始积极寻求解决方案。目前世界各航空公司业已实施的减排措施主要包括:实施“碳补偿”计划,通过旅客自愿为其合作的非营利组织捐款的形式,购买“碳补偿”额度;改善机队机型提高能效;降低服务能耗等。

但是,目前航空业最大的碳排放源其实是航空燃料,飞机在飞行过程中不仅排放出大量氮氧化物等传统污染物,还排放包括二氧化碳、水蒸气等温室气体。航空燃料的二氧化碳排放量占到航空业总排放量的90%左右,因此专家认为,从航空燃料入手才是航空业减排的根本。

据估计,航空公司使用生物燃油,整个行业每年可以减少0.7%的碳排放量,在付费排放的大趋势下这将为航空公司节省一笔费用,而节油将是更大一笔收益,整个行业可能因为生物燃油而产生1000亿美元的价值。在业内人士看来,燃油市场定价的不稳定性和未来石油储备的问题,都使得航空公司维持运营并赢利的难度进一步加大。而减少二氧化碳排放,除了不断提高飞机的效率,寻求飞机使用燃油的改进也十分重要。

不与粮食抢耕地

在中国,在全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生产用地。

对此,有一种观点认为,藻类是生物燃料的最佳选择。例如汉莎航空机队中的所有飞机一年能消耗2500万吨石油燃料,若使用棕榈油作为生物燃料,需要德国、瑞士和奥地利三个国家的全部土地种植,才能满足巨大的燃料消耗。若选择藻类作为生物燃料来源,根据预计,汉莎航空所需的藻类燃料,只需1/2的柏林城市面积就能满足需求。

不过,不一定非用土地才能完成种植,水甚至二氧化碳加上废水、自然光,都是藻类的生产原料。可以根据具体需求设计生产模式,例如可用游泳池、生物燃料反应堆、反应池等。藻类不供食用,因此不会消耗土地和粮食,仅作为生物燃料的来源,也不会和粮食生产竞争土地使用。

目前,美国和加拿大正在此方面进行认真扎实的努力。加拿大“海洋营养”公司是全球最大的生产“欧米伽3”脂肪酸添加剂的公司,该公司的科学家筛选了数百种海洋微生物植物后,发现了出油率特别高的“超级海藻”。据专家称,该“超级海藻”单细胞的出油率是其他海藻单细胞出油率的60倍。目前,“海洋营养”公司已经掌握了这种海藻的人工培植技术以及低温储藏方法。

此外,波音公司正和中国国家发改委、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。如能完成种植目标,届时产自中国的原材料所生产的生物燃料可取代全球航空运输业现有40%的石化燃料。

按照有关部门的预测,只要航空业燃料中的1%采用生物燃料,便可以维持生物燃料市场。生物燃料产业可以为发展中国家提供机会与经济利益,发展生物燃料产业,在无法种植粮食作物的土地种植第二代生物燃料作物。但目前的问题是,除了技术可靠性,生物燃料成本非常高昂,通常是传统航空燃料的4倍以上。这将是阻碍生物燃料商业化的重要因素。