天津
2024年3月30日，位于天津市和平区的五大道风景区游人如织、拍照打卡、踏青游玩，“春日经济”绽放新活力。
同一天，在天开高教科创园会议中心，一场主题为“可持续航空燃料技术创新与战略发展”的“天开创新沙龙”，同样高朋满座，胜友如云，萌发着勃勃科技生机。
↑活动现场天津市概念验证中心和中试平台咨询委员会、各高校、航空产业及航空燃料相关企业和投资人代表
为什么本期“天开创新沙龙”要挑选“可持续航空燃料技术创新与战略发展”作为主题呢？
它不但是我国实现“双碳”目标的重要一环，同时，也是一片蓝海产业，未来大有发展。
01什么是可持续航空燃料？
可持续航空燃料，顾名思义是指“由可再生资源或者废弃物制成的，并且通过安全性认证和可持续认证的航空燃料”。
↑中国民航大学党委副书记、校长丁水汀
据中国民航大学丁水汀校长介绍：“可持续航空燃料已经成为民航领域2050年前深度脱碳，实现‘双碳’目标的首选能源路径。”
说到这啊，多说一句，您知道什么能源属于“新能源”吗？新能源的“新”究竟新在哪？
新能源的“新”字，指的是和传统能源的区别，也叫“非常规能源”，凡是传统能源之外的各种能源形式都可以称为新能源。
煤、石油、天然气，这些不可再生的化石能源，都属于传统能源领域。而太阳能、地热能、风能、海洋能、生物能、核聚变能以及再生能源，就叫新能源。
根据这个标准，可持续航空燃料属于再生能源的范围，也是新能源的一种。
↑中国工程院院士、中国航空发动机集团有限公司科技委主任尹泽勇
尹泽勇院士虽然不是能源领域的专家，但他是我国航空发动机领域的“大拿”，是我国“两机”专项工程的总师。
两机，是指哪“两机”？分别是指航空发动机和燃气轮机，一个是天上飞的，一个是水里游的。
现在都知道，传统燃油车是尾气排放大户，然而排放量跟飞机比起来，完全不在一个量级上。
一架波音747-400标准型号的客机，起飞一次的耗油量就足足有5吨油之多。空客A320这类中型干线飞机，起飞一次的耗油量也有4吨之多。
普通车加油，加满了不过几十升，您知道波音747加满油多少升吗？
整整20万升！以一辆排量为1.6升的家用汽车为例，20万升的油，按百公里8个油来算的话，足够跑250万公里，跑到报废也跑不出这个公里数啊。赤道一圈才4万公里，能绕着赤道跑几十圈。
两厢一对比，您就知道飞机的耗油量巨大了吧！
如今不少汽车都实现电动化，如果让飞机也变成电动的，不也一样可以零排放吗？
理论上绝对正确，但实现起来太难了！
↑纯电推进目前只能用于小型飞机
据尹泽勇院士介绍：“现在困扰飞机电动化最大的几个问题，主要来自于电池技术，包括最大功率达不到、电池重量太大、密度比不够。”
只能说，飞机动力电动化是未来的一个研究方向，但是短期内很难实现。
目前，最现实的、最有可能实现的，就是可持续航空燃料。既然如此，咱们就言归正传，打好“如何发展可持续航空燃料”这张牌。
↑天津新闻广播主持人孙阳在沙龙现场向专家提问
本次“天开创新沙龙”举办前，天津市科学技术协会与天津新闻广播通过《我们爱科学》节目和短视频等方式，持续向广大公众征集奇思妙想和相关问题。“我向专家提问”作为“天开创新沙龙”的特色环节，拉近公众与各领域专家之间的距离，
02可持续航空燃料的N种路径
传统生产航空燃油的方法是通过石油化工的手段，从原油中把符合条件的分子分离出来。有人开始想办法，用其他原料来制造航空燃油，比如说添加各种农作物成份、纤维成分。这份石油替代品清单中还包括让很多人谈之色变的“地沟油”。
在能源供应紧张下的大背景下，废弃食用油就成了科学家眼中能变废为宝的香饽饽了。地沟油跟食用油的主要成分基本相同，都是甘油三酯。而甘油三酯是由三个脂肪酸分子和一个甘油分子形成。以常见的饱和脂肪酸为例，把它的分子式，跟航空燃油的分子公式对比，几乎一模一样，只有两处细微的区别：一处区别是航空燃油的分子更短，一处是航空燃油的分子当中不含氧元素。
顺着这个思路，早在十几年前，就有高科技企业开始尝试用地沟油来做航空燃料。先对地沟油进行加氢脱氧处理，把脂肪酸中的氧元素去掉。随后，再使用特殊的催化剂，把地沟油中长碳链分子裂解，使其达到航空燃料中需要的长度。至此，就可以给飞机加注了，而且不需要对飞机发动机进行专门改造，也不会对发动机性能产生影响。这种使用可回收原料做成的航空燃油被称为“可持续航空燃料”。
↑SAF主要原料类型和优缺点
这种采用地沟油合成的可持续航空燃料，就可以简称叫SAF，目前已经投入使用。在本次“天开创新沙龙”上重点讨论的，就是SAF的众多实现方式。
就拿地沟油来说，咱们说着简单，真正让地沟油变成航空燃油，推广起来还是有一定难度的。
首先是成本问题。因为多出了加工脂肪酸分子等工序，有人估算过，使用地沟油制成的燃油，成本是普通航空燃油的3倍到40倍不等。
其次，原料来源有限。地沟油在厨余垃圾中毕竟只是一小部分。
为了能获得更多的可持续航空燃料，科研人员又把目光盯上了地沟油的上一级垃圾“厨余垃圾”。理论上来讲，这些“废物”都可以成为SAF的原料。有人估算过：如果每年产生的厨余垃圾都变成燃料，可以满足全球一半的航空燃料需求。
而要把厨余垃圾变废为宝，也有难度。因为厨余垃圾的种类很多，成分要远比地沟油复杂得多，想通过现有的化学化工方法来转化它们，难度很大。
除了这些餐厨垃圾，如今还有了基于木质纤维素类原料的SAF炼制工艺。
↑SAF新工艺和实现路径
03天津能否抓住可持续航空燃油的发展契机？
新华社报道过这样一条消息：经法国国会批准，可以把使用过的废弃食用油用作汽车燃料，给汽车加注。生态学家认为，经过正确去渣和过滤处理，每10升废弃食用油可以产生8升的汽车燃料。如此之高的回收效率可谓惊人。
若干年前，日本成田机场就尝试首次引入地沟油加工而成的可持续航空燃料。据估算，包括家庭和餐饮店在内，日本每年大约产生50万吨废弃食用油，其中4/5来自餐饮和食品加工等行业，另外1/5来自家庭。自从相关法律禁止向下水道超标排放废油后，废油整体回收率达到8成左右。
日本政府计划到2030年，将国内燃料公司10%的燃料全都替换为可持续航空燃料。同时，为推动普及，2019年上半年日本能源、航空等领域的相关企业已经就此建立协商机制，展开合作。
此外，欧洲的空客公司有关人士也透露，航空业碳减排有多种途径，包括研制新一代飞机、研发颠覆性技术、改进运营和基础设施、使用可持续航空燃料、碳补偿和碳捕获等。其中，使用可持续航空燃料具有巨大潜力，可以为航空业碳减排做出巨大贡献。
那么，作为能源进口及使用大国的中国，在可再生燃油领域又是一个什么样的情况呢？
咱们国家在这方面起步也算比较早，近几年正在努力推进产业化进程。
早在2013年，咱们国家就成功在上海虹桥机场完成加注了生物航空燃油的东航现役空客A320飞机的技术试飞，成为继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术的国家。
2015年，南开大学化学学院教授李伟率课题组攻克核心技术难关，在全球首创“以蓖麻油为原料制备航油”专有技术通过适当的催化反应技术实现“蓖麻油加氢”，成功制备出高选择性生物航油。
2022年9月份，中国石化首套生物航煤工业装置生产的首批30吨可持续航空燃料，从镇海炼化出厂，运往空客（中国）天津工厂，让空客在亚洲唯一A320系列总装线新造的大飞机“吃”上了第一桶“绿色环保油”。这批可持续航空燃料经40%的纯生物航煤和石油基航煤调和而成，使废弃食用油变身可持续航空燃油，令中国在产业化道路上迈出了坚实的一步。
↑天津市可持续航空燃料产业发展路线图
中国民航大学及合作单位以芦竹为原料，在实验室制得生物航油组分，经分析测试，样品热值、密度、冰点、运动黏度等关键指标符合相关标准要求，不必气化和深度脱硫。可有效降低能耗，通过工艺优化调整组分甚至可得到100%的芦竹生物航油。
↑沙龙现场中国民航大学展示“黑科技”的研发进程
本次“天开创新沙龙”重点讨论的话题还包括：天津如何加大在这一领域的研发力度以及资源整合？
↑天津商业大学副校长陈冠益
作为本届沙龙的主讲嘉宾之一、天津商业大学副校长陈冠益，介绍了天津在这方面的情况：天津有传统的化工业基础，又有庞大的民航业作为支撑，再加上众多的科研机构和高校力量，都为天津发展可持续航空燃油提供了发展契机。
↑可持续航空燃料概念验证中心 揭牌仪式
当天活动现场还举行了可持续航空燃料概念验证中心揭牌仪式。
未来，各方将在推动相关技术和体系标准、中试和生产落地、上下游生态建设、政策支持等方面贡献天津力量。抢占先机，把握优势，打造新的经济增长点。
本文来源：津云
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李铠_TJ016
