不与人类争“食”的二代航空生物燃料

■ 陆 鸣

不与人类争“食”的二代航空生物燃料

■ 陆 鸣

澳大利亚国家科学机构联邦科学与工业研究组织（CSIRO）与该地区主要的航空公司发表了“可持续航空燃料路线图情况”，发现可以从农作物残渣、林业残余物、城市垃圾以及微藻等非食物获得第二代航空燃料。与第一代航空生物燃料相比，第二代航空生物燃料既不会在食物或水资源等方面与人展开竞争，也不会引起森林采伐行为，商业经济性较高。

下面一起来认识一下这些不与人类争“食”的二代生物航空燃料原料。

生物类衍生油

1.亚麻荠油

亚麻荠(Camelina sativa(L.)Crtz.)是一种古老的优质油料作物，亚麻荠籽含油量高于40%，其中不饱和脂肪酸亚油酸和亚麻酸占油脂的58%以上，广泛应用于仪器生产等多种工业领域。亚麻荠油餐用副产品还可作为高蛋白质动物饲料，提高肉类、奶制品、家禽、鸡蛋等的Omega-3含量，美国食品药品监督管理局（FDA）已批准将其作为牲畜饲料。

亚麻荠

2.蓖麻油

蓖麻油存在于蓖麻（Ricinus communus）的种子里，含油量约35%～57.%。蓖麻油享有“绿色润滑油”美誉，是一种重要的工业用油，可以生产润滑油、油漆、表面活性剂等。

蓖麻

由以色列Evogene公司开发出从变种蓖麻油生产的生物喷气燃料（Biojet），验证认为其符合替代航空燃料关键的国际标准的规格要求，可替代航空燃料。2015年，南开大学李伟团队首次以蓖麻油为原料，通过合适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空煤油。

3.粗麻疯树油

麻疯树（Jatropha carcas L.）又名臭油桐、青桐木、假花生、绿玉树等，是有较强耐干旱瘠薄能力的油料作物。麻疯树种子含油率约40%～60%，经改性的麻疯树油在闪点、凝固点、硫含量、一氧化碳排放量、颗粒值等关键技术上均达到欧洲二号排放标准，被称为生物柴油树。麻疯树种子是传统的肥皂及润滑油原料，有泻下和催吐作用，油枯也可作农药及肥料。

麻疯树

由于产量不稳定、提取技术等问题，麻疯树生物燃料项目在我国和印度推进的也不是太顺利，英国石油公司等多家公司已经撤回了麻疯树项目的投资。但是，关于麻疯树作为生物燃料的研究仍在继续。日前，韩国的一个团队就开发出一种可以就地产生氢气的方法，以减少麻疯树油的加工成本。

4.微藻油技术

微藻生长不会占用土地和淡水，还能通过光合作用吸收二氧化碳、生物固碳。用微藻生产生物喷气燃料主要有微藻培养、收集、脱水、萃取微藻油和微藻油加工等几个步骤，其中微藻培养和萃取微藻油是核心步骤，也是工业生产的难点。世界上主要的跨国石油、化学公司，包括埃克森美孚公司、英国石油公司、马泰克公司、壳牌公司与陶氏化学公司等，均宣布开展微藻技术方面的开发合作，致力于从微藻生产喷气燃料。

木质纤维

1.林业废弃物

林业废弃物包括剩余的树枝、锯末和其他林业废弃物等。哥伦比亚大学和波音公司在2015年进行的研究发现，从林业废弃物制取的航空生物燃料能满足不列颠哥伦比亚省每年喷气燃料需求的10%，即约4600万加仑或1.75亿公升。这些燃料也可以为车辆提供动力。

Red Rock生物燃料公司（RRB）采用木质生物质气化生产合成气开始，然后经清洗，并送到费托合成单元，再转化为液态烃类，液态烃类经加氢处理产生喷气燃料、柴油和石脑油。RRB公司的第一个工厂每年生产至少1200万加仑的可再生喷气燃料、柴油和石脑油。早在2014年，美国西南航空公司已与RRB签署了以林业废弃物为原料的生物燃料购买协议。

2.非粮生物质

2014年12月22日，由中国科学院广州能源研究所以秸秆等木质纤维素类生物质及木薯等非粮生物质为原料，研发出了生物质高效水热解聚—水相化学催化合成生物航空燃油新技术，并设计建成了国际上首座生物质水相催化合成生物航空燃油中试装置，生产的生物航空燃油经国家油品质量监督检验中心检测，达到了国际生物航空燃油ASTM7566标准，具备了应用于航空飞行的质量可行性。中试结果表明，8～10吨秸秆类生物质原料可生产1吨生物航空燃油产品，生产成本约为8000～10000元/吨。我国在这一技术领域率先取得突破，有望成为率先掌握纤维素生物航空燃油生产技术的国家。

3.甘蔗渣

巴西是世界上的甘蔗生产大国，也是走在以甘蔗乙醇生物燃料技术的前列。不过，因糖价和油价下跌，在过去5、6年内巴西约有70家乙醇生产商宣告破产。但是，以甘蔗渣原料的生物燃料研究仍在继续。

生物技术公司阿米瑞斯（Amyris）公司于2014年7月31日宣布，已经与巴西航空公司GOL合作，完成采用甘蔗衍生的法呢烷可再生喷气燃料第一次国际商业飞行。实验表明，以甘蔗作为航空燃料的原料在技术和经济上都是可行的。

2009年，日本航空公司一架未搭载乘客的波音747-300飞机首次使用生物燃料进行试飞并取得成功。此次测试的燃料共由亚麻荠油、麻疯树油以及海藻3种第二代生物原料混合而成；2012年7月22日，古巴研究人员宣布，以麻疯树种子为原料生产出生物柴油并在轻型汽车中试用成功；AltAir公司以烹饪油、不可食用的玉米油、亚麻荠油、麻疯树油和海藻等可再生原料生产生物航空燃料及绿色柴油。2016年1月，AltAir公司在首批次交付时供应了134万加仑的F-76型军舰馏分燃料。