赛峰集团生物燃料研究进展

为应对气候变化问题,赛峰集团一直致力于研发可持续替代燃料。赛峰集团未来燃料专家Nicolas Jeuland向我们介绍了在航空领域开展替代燃料研究所面临的诸多挑战。

 

航空业排放的二氧化碳约占人类活动导致的二氧化碳全球排放量的2%,而且随着空中运输量的增加,这一数字还在不断上升。有鉴于此,业内许多公司都在寻求措施以降低本行业对环境的影响。大家的首要目标是在2020年前遏制二氧化碳排放量增长,随后在2050年前将排放量降低一半。"很显然,我们只能通过一系列飞机和发动机相关的技术解决方案以及优化空中交通来实现上述目标",Nicolas Jeuland解释道:"可持续替代燃料被视为实现这一目标的关键因素之一。"因此,在航空运输行动组织(ATAG)和航空环境保护委员会(CAEP)的支持下,赛峰集团携手合作伙伴积极开展污染较少的替代燃料研发。

 

生物燃料/航空煤油混合使用

目前有四种生物燃料(参见文章最后文本框)已经得到认证,可以与航空煤油混合使用。这些生物燃料无需与发动机做匹配,在认证过程中,每种生物燃料都与全部材料和设备完美兼容。基于所采用的不同工艺,混合比例有所不同,例如,10%的法呢烷混合90%的航空煤油,而采用加氢处理氢酯和脂肪酸(HEFA)技术则可混合高达50%的生物燃料。"如今,开发只能加注一种替代燃料的发动机是不可行的,因为飞机需要在全球得到补给。"Nicolas Jeuland指出,"因此,在今天的航空领域,所谓的‘即加即用1'型混合燃料在降低二氧化碳排放量中发挥着巨大作用。"

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Eric Forterre / Safran

 

自2007年起,赛峰集团就在其发动机上进行替代燃料测试。法航荷航集团所运营的搭载了CFM56发动机的A321飞机,使用法呢烷和航空煤油混合燃料,在图卢兹和法国之间进行了数十次飞行测试。这样的飞行测试同样也是法国民航局支持的Lab' Line for the Future计划的一部分。"据估计,过去五年内全球约有2,500趟商业航班采用了多种类型的替代能源",Nicolas Jeuland继续说道。

 

经济和生态效益

然而,如果需要大规模使用这些替代燃料,仍需考虑其经济意义及真正的生态效益。如果在生物燃料生产过程中使用了燃煤或不可持续作物(例如,棕榈油在很大程度上就是如此),那么高产量的生产工艺也可能会引发环境问题。"还有许多其他因素也需要考虑,例如某些替代燃料含有的化学成分,可以降低涡轮机输出的颗粒物排放,从而会带来额外的环境效益",Nicolas Jeuland补充到。

因此,赛峰集团正设法评估此类生物燃料生产工艺的优缺点,并验证其与相关技术的兼容性。"我们面临的主要挑战是,从生物燃料所使用的原材料及生产方法或燃料使用方式等方面,确定哪种现有解决方案在经济上最为可行、最为环保",Nicolas Jeuland总结道。

 

"即加即用"式燃料是一种可以部分或全部取代常规航空煤油的燃料,它不会对运营造成影响(无需改变基础设施,尤其是机场),也无需对现有的或处于开发中的飞机或发动机进行调整。

 

生产替代燃料的四种工艺

目前,已通过认证的航空用替代燃料主要采用四种生产工艺,采用非粮食作物进行。与使用传统航空煤油相比,这些生产工艺减少的温室气体排放量也有所不同。

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2016 iStockphoto / Bernd Wittelsbach

• 费托工艺将木素纤维素(秸秆、林业废弃物等)等生物质材料转换为燃油,通过气化步骤从天然气或煤炭中提取燃油。效果:根据所使用的生物质材料,可减少高达90%的温室气体排放。

• HEFA(加氢处理氢酯和脂肪酸)工艺使用从含油植物和微藻中提取的油。效果:减少高达60%的温室气体排放。

• DSHC(糖转烃)工艺涉及到法呢烷的生产,法呢烷是通过生物转化将糖类转换成法呢烯时产生的衍生物。一旦经过氢化,法呢烷可直接按照10%的比例调和加入到航空煤油中。效果:取决于所使用的糖基原料,可减少70%到80%的温室气体排放。

• 酒精到航空燃油(ATJ)精炼工艺用于将糖类转化为异丁醇,随后转换为航空燃料。效果:减少高达60%的温室气体排放。

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