对美国主流生物航空燃料合成方法的分析与展望


    文|陈强  杨荣盛

    摘要  航空业使用生物航空燃料能有效降低对化石燃料的依赖性,并推动温室气体减排战略。本文概述了不同种类原料用于合成生物航空燃料技术性、经济性以及环境方面的分析探讨。对于美国材料实验协会(ASTM)认证的5种方法,通过阐述其工艺路径、技术的成熟度和生产生物航空燃料的优缺点进行分析。利用废弃食用油脂通过酯类和脂肪酸类加氢工艺(HEFA)制备生物航空燃料是一种有效的即时解决方案。生物质通过费托合成工艺(FT)转化为生物航空燃料具有最优的温室气体减排潜力,这可能是航空业中长期内的解决方案,但由于其技术成熟度有限和成本较高,需要进一步研究和优化,才能大规模实施。

    关键词  生物航空燃料 美国材料实验协会(ASTM) 合成工艺 可持续原料

    一  引言

    航空业在全球经济发展和人们日常出行中日益重要。2022年,航空业对全球GDP的贡献为3.5万亿美元(占比4.1%),二氧化碳(CO2)排放量占全球总排放量的3%。国际航空运输协会(IATA)预计随着其他领域的去碳化进程,航空业到本世纪中期CO2排放量将高达22%[1]。我国航空业发展势头强劲,客运量增速在全球航空业中位居榜首,预计2060年我国航空业CO2排放量约2.3亿吨,实现碳中和的任务艰巨且充满挑战[2,3]。2020年9月在第75届联合国大会上,我国政府庄严承诺将采取有力的政策和措施,在2030年前达到碳排放峰值,在2060年前实现碳中和[4]。为此,能有效解决航空业碳排放的问题,将加速碳中和目标的实现。

    2021年10月,国务院在《2030年前碳达峰行动计划》提出大力推广先进生物液体燃料和可持续航空燃料,提高终端燃油产品的能源利用效率[3]。民航业积极响应政府号召,大力推进研究和使用可持续燃料。2021年底,民航局颁布《民航绿色发展“十四五”专项规划》,明确提出“推动可持续航空燃料商业应用取得突破,力争2025年可持续航空燃料消费量达到2万吨以上”[5]。故而,可持续航空燃料的实施使用,将成为航空业脱碳的重要手段。其优势在于飞机和机场基础设施无需重新设计的前提下可直接使用,且能有效降低碳排放。