环保减排压力倍增　航空生物燃料认证受关注

据Flightglobal报道，国际民用航空组织（ICAO）表示，一直以来航空业在迅速增长的需求和环境保护之间寻求平衡。由于航空业显著的增长率和燃油消耗量大的事实，其可持续发展日益成为人们关注的焦点。这反映在欧盟决定将国际航空业纳入欧盟温室排放气体交易机制（EUETS），同时从ICAO努力构建全球碳排放机制上也可见一斑。

2008年民航业达成世界首个航空领域的气候变化目标，包括承诺在2020年以前将燃油效率平均每年提高1.5％。从2020年起，航空业将平衡碳排放，在2050年前将碳排放量削减至2005年水平的一半。此外，欧盟委员会希望在2020年之前实现4％的航空燃料来自生物资源。

使飞机获得更高的燃油效率有很多方法，从翼梢小翼到轻质复合材料，再到高效率的发动机。但当涉及到航空燃料时，航空业又不同于其他形式的运输，其液体燃油的可取代性非常低；由于电源太重并且无法提供足够的动力让飞机离开地面，电气化亦不可选。

欧洲宇航防务集团（EADS）首席执行官的汤姆·恩德斯（Tom Enders）表示，“可持续的生产和使用足够数量的航空生物燃料是达到行业二氧化碳减排目标的关键。”跟其他运输形式相比，航空燃油的市场规模相对较小，人们期望生物燃料能够逐渐发挥重大作用，提高航空旅行的可持续性。分析表明，相比传统的喷气燃料，使用生物燃料将使整个周期的二氧化碳排放降低80％。

生物燃料原料来源

目前航空生物燃料已经取得了重大进展，从2007年开始，已有超过1500架次客运航班使用了生物燃料，原料来自生活垃圾、工业过程和藻类等。

现在主要挑战是如何生产出大量的、成本具有竞争性的生物燃料。虽然随着生产规模的扩大和生产能力的提高，生物燃料的成本有望降低，但目前其成本仍是传统喷气燃料的三倍之多。与此同时，由于常规石油数量日趋减少且更难获取，JetA－1燃油的价格预计将水涨船高。然而，在短期内，由于使用的生物燃料并不具有可持续性，行业内已经停止了扩大进程，包括第一代以玉米或者棕榈油为原料生产的生物燃料，或是占用了食物资源，或是由于砍伐雨林后对排放量造成了巨大的影响。空中客车的新任能源项目经理弗里德里克（Frederic Eychenne）强调：“我们必须要保证可持续发展。”

“航空业裨益无边界”（Aviation Benefits Beyond Borders）组织中指出，当第一代生物燃料被应用在公路运输时，航空业注意到其负面影响，并决心不再重复这些错误。此外，这类燃料中有很多是不适合航空业的，如乙醇不具备所需的能量密度，而生物柴油在高海拔有结冰的趋势。

另一个必须考虑到的因素是，任何可持续替代燃料需要满足“完全替代”的标准，使其具有和常规喷气燃油相同的化学性质。有了完全替代燃料，空运行动组织（ATAG）指出，“不需要换新的引擎，不需要配备新的飞机，而且机场也不需要单独的燃料输送系统，这是最实际的解决方案。更多的生物燃料才可以投入使用。”

这使得企业依赖于新的原料，不能导致森林砍伐或其他环境影响，不占用生长粮食作物的土地或水资源。但在特定类型的生物燃料生产规模扩大之前，必须先获得两个认证机构之一的认证，美国材料与试验协会（美国负责民用航空燃油标准的机构）和英国Def－Stan（关注军事燃油应用），又或者是美国国防部。

生产工艺审查

不仅原料需要审查，生产过程也需要。波音公司英国战略总监理查德·米尔斯（Richard Mills）介绍说，目前有两项经过批准的可替代航油生产过程。第一个早在2009年获批，是使用费托工艺合成烃（SPK），允许使用不同的原料，包括城市固体废物和不同类型的有机物。另一个在2011年获批，被称为酯类和脂肪酸类加氢工艺，从如亚麻树／麻风树或藻类等生物原料中提取燃油。

美国商业航空燃油替代计划适航认证小组主管卢米曾（Mark Rumizen）表示，航空燃油的认证是一项艰巨的工程。“考虑到航空燃油对飞行安全的重大影响，认证过程需要航空燃油各方之间的协作和配合。”

弗里德里克表示，“认证是一个漫长的过程，需要飞机厂商、发动机厂商到零部件厂商以及监管机构的参与。整个过程可能需要三到四年，很可能至少需要十年市场才能大量供应可替代燃油。”

据米尔斯说，下一个可能获批的燃油生产工艺是直接将乙醇转化为航空燃料（ATJ），这将使航空公司可以更多的使用由生物乙醇提取的燃油。鉴于市场上已有大量的生物乙醇，主要是来自巴西，从甘蔗中提取的；而在美国则主要是以玉米为原料——这将迅速提高商业上的可行性。

ATJ燃料有一个额外的优势就是不需要混合煤油使用，因为它已经包含了芳香族环烃。然而，批评家认为，当考虑到整个碳周期循环时，ATJ燃料的燃烧带来的环境效益微乎其微，尤其是以玉米为原料的燃料。不过，ATJ燃料也可能会发挥重大的市场作用——巴西蔚蓝航空公司（Azul）近日在RIO＋20可持续发展会议期间使用由美国Amyris生物技术公司提供的ATJ燃料完成了一次测试飞行。

图：巴西蔚蓝航空公司（Azul）近日使用航空生物燃料完成了一次测试飞行。

米尔斯提醒说，没有哪种燃料是万能的：“因为世界上不同地区适合的原料不同，所以可能会有很多种不同的方法，我们将看到的是不同燃油的组合。”例如说，波音正在中国研究海藻类；而在阿拉伯联合酋长国则期望使用盐生植物。与此同时，空客正在罗马尼亚、西班牙研究使用亚麻，在巴西使用麻风树，在澳大利亚使用小桉树以及在卡塔尔使用海藻进行研究。

米尔斯说，航空生物燃料行业仍处于非常初期，需要大量的投资，以避免新技术受挫。生物燃料已经经过了测试在并被证实有效，但是仍需要扩大规模。然而，在出现大规模的工厂运营之前，银行的投资意愿不强。他补充说，“但随着行业的成熟，进一步的投资将使我们能够寻找新的原料类型／生产方式的组合，可能会获得更好的经济效益。”