海藻生物燃料飞机试飞成功，显著减少氮氧化物排放

用纯生物燃料的“新一代钻石DA42”飞机成功首航。

    “过去有一些使用混合生物燃料的飞机完成飞行，而这次是第一次使用100％的纯生物燃料，”欧洲宇航防务集团首席技术官让·博迪（JeanBotti）博士说。

     让生物燃料适应飞机

    钻石DA42在试飞中的表现让其拥有者欧洲宇航防务集团——空客公司的母公司，乃至整个航空界都喜出望外。藻类生物燃料在飞行中的成绩也相当优异：燃烧得更加充分，节省了约5％—10％的燃料。

    欧洲宇航防务集团发言人库尔塞利·格雷戈尔（KursellGregor）告诉《南都周刊》，废气排放检测数据显示，海藻燃料排放的氮氧化物，比传统航空煤油少40％，碳氢化合物少87.5％，生成的硫化物则更低，其浓度仅为传统燃料的六十分之一。

    除了欧洲宇航防务集团，波音公司也是生物燃料飞机的先行者，波音中国公共事务副总裁王玉奎向记者透露，2008年2月至2009年1月间，波音进行了4次混合生物燃料的试飞，生物燃料的各项指标都超过了他们的预期，它们拥有较低的冰点，较高的热稳定性和较高的能量。

    更重要的是，以海藻为代表的第二代生物燃料与现有飞机的兼容性非常好。作为“普适性”燃料，它既能和传统的航空煤油混合，也可完全代替传统的航空煤油，直接为飞机提供能量。

     实际上，钻石DA42并非专门为使用生物燃料而设计的机型，而是奥地利钻石飞机公司生产的一种著名机型。在这次试飞之前，欧洲宇航防务集团只是对其引擎略加改动。库尔塞利·格雷戈尔什说，“我们唯一做的就是将飞机引擎的喷嘴改小一点，因为生物燃料比传统燃料燃烧得更为充分，会使燃烧室变得过热。”

    而在2009年，美国大陆航空公司的波音737客机使用混合生物燃料进行试飞时，几乎没有对飞机及其引擎做改动就使用了。那一次，燃料中的50％由海藻油、麻风树油组成，另外50％是传统航空煤油。完成试飞任务之后，这架客机第二天就恢复了日常的载客飞行。美国大陆航空公司随后进行的引擎分析也显示，和传统航空煤油相比，生物燃料对引擎和飞机的影响没有本质上的不同。

     空客公司新能源部负责人保罗·纳什（PaulNash）告诉记者，一系列的研究和飞行测试表明，以海藻为代表的第二代生物燃料能够直接在现役的飞机上使用，不必重新设计发动机和飞机，机场也不必建设新的燃料输送系统。

    “我们应该寻找和开发适用于现有飞机的生物燃料，而不是去改造飞机来适应新的生物燃料。”保罗·纳什说。

    摆脱石油依赖

    过去两年间，波音、空客这两大飞机制造商，联合英国维京大西洋航空、美国大陆航空公司、新西兰航空公司等数家航空公司已经进行了5次混合生物燃料飞机的试飞。整个航空界从没有像今天这样急迫地需要找到传统航空煤油的替代品，以摆脱对石油的完全依赖。

    国际航空运输协会（IATA）的数据显示，原油价格每增加1美元，以航空煤油为主要燃料的全球航空运输业成本将增加16亿美元。

    全球控制温室气体的行动更是让航空业的未来蒙上了一层阴影。从2012年起，降落在欧盟区域内的航班温室气体排放总额将被限制在2004年到 2006年平均水平的97％，2013年降至95％。一旦超出，就要留下“买碳钱”。据估算，各家航空公司将可能为此付出高达几十亿美元。

    在成本和环境的双重压力下，航空业把目光投向了生物燃料。与日益枯竭的化石燃料相比，生物燃料属于可再生能源，可谓取之不尽。而且，它能减少 60％－80％的碳排放。

    第一代生物燃料以玉米、小麦等粮食作物为主要来源，但由于“与粮争地”、“与人争食”，导致世界粮食价格飞涨，被多方所诟病。而且，第一代生物燃料在性能和安全性方面也不符合航空燃油的标准，不能与现有飞机及其引擎兼容，无法应用于航空业。

    第二代生物燃料主要包括三大类植物：草、树和海藻。草和树生长在陆地上，容易培育，但需要复杂的处理程序；海藻生长在水里，培育起来比较复杂，但容易轻易转化为高品质的生物柴油。

    而国际航空运输协会在经过多年研究和评估之后，最终确定了可用于航空运输业的第二代生物燃料有藻类、麻风树、亚麻籽、盐生植物等。

海藻与麻风树

    在第二代生物燃料中，最被寄予厚望的或许是海藻。海藻不会占用土地和淡水，不与人争粮，不与粮争地，只要有阳光和海水就能生长，甚至在废水和污水中也能生长。

    海藻生长迅速，从生长到产油只需要两周左右，而大豆、玉米等作物需要几个月。它的产油量也非常可观，一亩大豆一年下来约产油300公斤，而一亩海藻至少能产油2－3吨。

    不仅如此，海洋微藻等藻类还能大量吸收碳，“微藻的光合作用吸收二氧化碳，可利用微藻进行生物固碳，”中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究员吕雪峰告诉《南都周刊》。

    保罗·纳什说，正因为藻类等多数植物生长需要二氧化碳，所以对生态有着积极的影响。当燃料燃烧时，会给大气带来额外的二氧化碳。而当你使用藻类生物燃料之时，它在生长时吸收的二氧化碳可以与燃烧时释放的二氧化碳相互抵消，实现几乎无害的排放。

    当然，不是所有的藻类都具备产油的本领。吕雪峰说，湖泊营养化带来的蓝藻，是不可以直接用来做生物燃料的，因为它们不含油，其生长也不可控。

    除了藻类，麻风树（又称“小桐籽”）也被很多人士看好。麻风树有极强的适应能力，即使在干旱、贫瘠的土地上也能生长，因此不会占用本就不多的耕地面积，影响粮食作物的产量。不但如此，麻风树的果实产油量还很高，每颗果实可以产生自身重量30％－40％的油，因此被称为“灌木中的绿色黄金”。

    在中国，四川、贵州、云南等地已经开始大规模种植麻风树，中石油、中海油、中国江南航天集团等企业均有投资。

    今年5月27日，波音与中国科学院青岛生物能源与过程研究所宣布建立一个联合研究实验室，致力于开展大规模的藻类种植、收获和加工技术的研发，并将研究结果通过商业化实现其价值。

    吕雪峰坦承，中国在第二代生物燃料研究方面并无优势可言。但发达国家也是刚刚起步，大家至少还在同一个起跑线上，现在需要的是大力推动与投入，否则又只能跟着国外跑。

    商业化路漫漫

    几近完美的第二代生物燃料虽然看起来非常诱人，但最终进入商业化生产，替代部分石油燃料作为航空燃油的来源，还需要漫长的过程。

    目前，第二代航空生物燃料仍然处于实验室阶段。在大规模商用之前，首先要经过试飞和安全性评估。目前各家航空公司的试飞进展顺利，中国国际航空公司也将于今年内携手波音公司进行生物燃料飞机的试飞。

    但安全性评估仍未完成。安全永远都是航空业最重要的问题，国际航协正与相关检测机构开展合作，预计最快可以在2011年完成这方面的测试。

    国际航协的计划是，在2011年完成安全性测试后，生物燃料在2012年开始正式应用于航空运输业，数量不高于燃料总量的1％。

    “第二代生物燃料从目前的生产技术来看是完全能够实现的，但由于生产成本太高，目前还缺乏商业化生产的条件。多长时间走出实验室，是个非常困难的问题，”中国科学院农业政策研究中心副研究员仇焕广说。

    吕雪峰认为，“打通技术路线并不难，难在是否能够与石化燃料竞争，以及是否能够规模化生产与供应。多久能够商业化应用，取决于核心瓶颈问题，即成本与规模问题的解决。依照目前的情况推测，至少在10年后。”

    国际航空运输协会理事长乔瓦尼·比西尼亚尼（GiovanniBisignani）对第二代生物燃料的发展可谓信心十足。根据国际航空运输协会的路线图，生物燃料占航空燃油的比例在2020年将达到15％，2030年达到30％，2040年达到50％。

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