财新传媒
位置:博客 > 沈海军 > “地沟油”冲上云霄

“地沟油”冲上云霄

来源:南方都市报    2014年11月12日 星期三    编辑:南都   版次:AA28  

 
        棕黑酸臭的“地沟油”,流向餐桌是作恶——宁夏永宁、济南平阴和黑龙江绥化近日陆续有法院就“地沟油”非法制售案进行宣判;进入飞机的“胃”则是造福—中美合作的一个“地沟油”转化航空生物燃料的项目,目前已经正式投入运营。
       解密中国之旅,可以窥见这一在世界范围内都备受关注的技术,在原料回收难、成本高昂等本土化难题面前,华丽转身并不容易。

    变柴油易,“喂”飞机难

10月22日,波音公司中国分公司公布,与中国商用飞机有限责任公司合作建立的中美航空生物燃料示范项目在杭州正式投入运营。这是中国首条、也是唯一的“地沟油”转化成航空生物燃料生产线,当日产量达半吨。这意味着身负恶名的废弃食用油(俗称“地沟油”)利用生产线规模生产航空燃油成为现实,两公司预估每年中国有18亿升“地沟油”可转化为航空燃油。

最早点燃国内兴奋点的是三年前的一条消息:“荷兰航空班机将‘喝’青岛地沟油。”不过,当时国家发改委能源研究所负责人曾公开表示:“地沟航空燃油那是作秀,目前并不实际,且代价昂贵。 而实际上在荷兰,这一技术已经完成了脱胎换骨的转换。荷兰生物学家马克·戈尔德施被认为是地沟航空燃油的早期倡导人和探索者之一,他在2010年就将荷兰的“地沟油”成功转化成合格的航空“可再生飞行燃料”。

 当时,将“地沟油”转化成生物燃料的探索在中国也已兴起,虽然“地沟油”尚无法直接“喂”给飞机,但科学家们已经摸索到从“地沟油”到生物柴油的变身机密。

同济大学航空航天与力学学院教授沈海军介绍,“地沟油”收集上来之后,首先要把其中的菜叶、食物残渣等杂质去掉。这一过程,可以通过加热方式,使杂质沉降后分离,也可以直接运用专业的吸附剂来除杂。

接着,运用无机硅藻土、分子筛等吸附剂,“地沟油”中的胶质也被去掉。暗棕色的油变得较为清澈,但是酸臭味依然存留。这时,需要在其中加入甘油,使地沟油酯化后形成比较纯净的甘油酯。

随后需要将初步提炼的甘油酯进一步进行酯交换反应。这一步骤中需要加入甲醇或乙醇等添加剂,并在70摄氏度的催化实验环境下,使甘油酯变为甲酯。

 最后,采用蒸馏法除去多余的甲醇、乙醇、催化剂等,加入适量稳定剂,合格的生物柴油就得到了。

上海交通大学化学工程专业硕士生导师江志东介绍,生物柴油研发成功后,就是大规模商业化运用,在国外几百万元人民币能买一个可移动的车载机器,通过这个机器,完全可以批量将地沟油转换为生物柴油。“这种技术现阶段在中国也已经不稀奇了,国内一般转换率都能高达95%以上”。

不过,此时的生物柴油仍不能直接用作航空燃油。飞机“喝”的燃油相较于日常汽车“喝”的燃油要高级得多。航空煤油黏度较大,使水和污染物悬于燃油中,不会沉底。另外,为了提高抗爆性和防冰性,航空燃油还要加入各种添加剂。

沈海军分析说,现在大多数飞机都使用航空煤油,而生物柴油和航空燃油在许多物理化学性质上存在巨大差异,如凝固温度、燃料的安全性、抗爆能力等。所以生物燃油要转化为可靠的航空煤油,仍需要进一步“修炼”。

    “产业化中间试验阶段”

2012年起,波音公司与中国商飞启动“由地沟油等废弃油脂制备航空生物燃料项目”,杭州能源工程技术有限公司承担技术研发任务。他们面临的问题是:如何将地沟油转化成可大规模生产的航空燃油?

此前国内各大石化公司虽然也进行生物航空燃料的研发,但核心的技术却大多源于国外,而中国的“地沟油”成分复杂、批次差别较大,按国外经验没办法找到标准化方案。

杭州能源工程技术有限公司董事长朱萃汉介绍,该项目所使用的“地沟油”依旧是广义上的,包括餐饮业和油炸食品的废弃油脂。

波音中国分公司工作人员则透露,项目简单而言,就是将“地沟油”去掉杂质、提高纯度,转换成为一种中间的化工品,然后基于这个中间产物提供一系列的后续转换方案。

“通过实验室后期的研究,这种转换途径接近预期。在杭州开设的示范生产线,主要是为了进一步找到技术转化的途径,评估进一步放大的可能性。”上述人员表示,运营前期试验结果表明,“这种技术完全具有可行性”。

同济大学航空航天与力学学院教授沈海军告诉记者,在几百摄氏度的高温环境下,对生物柴油进行加氢、裂化处理,可以得到不含氧,以碳氢成分为主的航空生物燃料。接着他分析了其中难点:“裂解过程需要催化、高温,困难在于小批量实验室可以制造,但大批量高温下的催化,效率很难提上去,裂解不完全的油,容易损坏飞机的发动机。”

“在研究过程中我们遭遇了不少技术难点,但都逐一攻破和解决,当然还需要进一步优化和完善,我们正处于产业化中间试验研究阶段。”朱萃汉董事长告诉南都记者,他们自主研发的工艺技术路线,特点是在生产过程中无三废排放,参与反应的原料均有效利用和无二氧化碳排放。

 “成本控制在传统的两倍”

在世界上,航空生物燃料已经被用于超过1600个商业航班,它们被兑入原有航空燃油,占比从5%到50%不等。而在发达国家,“地沟油”的回收、后期的加工、销售已自成系统,航空燃油已经实现了商业化生产和使用。

在中国,虽然突破了技术上的难题,高昂的成本和不易收集的原料来源则会让“地沟油”的华丽转身变得艰难。

波音中国分公司发言人介绍,把“地沟油”转换成生物燃油,目前有很多实验室在做,但是使用的技术导致成本非常高,而中美合作的这个项目,就是试图寻找新的技术来降低成本。

上海交通大学化学工程专业硕士生导师江志东解释说,市场上由“地沟油”加工而成的生物柴油一般售价6000元/吨,而通过生物柴油加工而成的航空煤油价格则在9000到13000元/吨,算上化工、人工等费用,成本价格一般要比传统意义上的航空煤油贵上三到四倍。

 “但是通过我们这个技术,成本可以控制在两倍以内,未来我们的目标是将其控制为传统的航空燃油一样的成本,不然这个产业也不会有竞争优势”,波音中国分公司发言人表示。

 与一些发达国家已经强制要求饭店安装“地沟油”回收系统不同,在中国,“地沟油”被随意倒进下水道,掺杂各种杂质,还需要工人像掏垃圾一样先掏出来,才能送进生产线进行处理。沈海军担心,这样的收集方式,将导致“地沟油”上天的前景不太乐观。

 朱萃汉此前接受媒体采访时透露,其项目计划到2016年左右规模将达到万吨级,用尽杭州所有的“地沟油”还不够,还需要回收周边省市的废弃油脂。

 “地沟油制取航空燃油,如何完成商业化生产以及使用,是中国现阶段面临的课题”,江志东认为,只要能够成功,中国燃料业将面临全方位“换血”,而“地沟油”也将成为一种不可或缺的香饽饽。



推荐 0