中国石油天然气集团公司：清洁与可持续航空生物燃料的开拓者

公司简介

中国石油天然气集团公司（简称中国石油集团）是国有重要骨干企业和中国主要的油气生产商和供应商之一，是集油气勘探开发、炼油化工、油品销售、油气储运、石油贸易、工程技术服务和石油装备制造于一体的综合性能源公司，在全球30余个国家开展油气业务，并为66个国家提供工程技术和工程建设服务。2011年在世界50家大石油公司中排名第5位。

问题、背景及原因分析

能源的安全、清洁和可持续供给问题，正成为各国亟须面对的共同话题。据民航总局相关负责人介绍，在航空运输领域用能结构中，有近95%是航空燃油。当前和未来一段时期内，民航的发展对于能源尤其是液体燃料的依赖将是刚性的。随着人们对航空运输需求的持续增长，环境限制和石油供应紧张等问题将愈加突出。

近年来，随着航油价格大幅波动并不断飙升，航油成本占航空公司运营总成本已经超过40%。机队规模的壮大、传统航油价格的攀升等因素，要求我们必须寻求到安全、清洁、可持续的能源供给途径，这是关系到航空运输业乃至上下游产业发展的长远问题。

石油资源日益短缺，油价高位盘踞不下，航空业对燃料成本压力感受愈发真切，全球各地的航空公司和飞机制造商均在寻求替代燃油资源。据统计，全球航空运输业每年消耗15亿～17亿桶航空煤油，所产生的二氧化碳约占总排放量的3%。国际社会对气候变化的密切关注，也一次次把航空运输业推到风口浪尖。研发供应更加清洁高效的航空燃料关系到航空业可持续发展。

航空生物燃料是指以动植物油脂或农林废弃物等生物质为原料，采用加氢法或合成技术生产的航空燃料。其性质与传统石油基燃料相当，部分指标甚至优于传统航空煤油，单独或与化石航空煤油调和后可满足航空器动力性能和安全要求，且无需制造商重新设计引擎或飞机，航空公司和机场也无需开发新的燃料运输系统。航空生物燃料可直接用于航空涡轮发动机，但目前主要是作为调和组分以1%～50%的体积比例与传统化石航空煤油调和后使用。研究表明，与传统的航空煤油相比，航空生物燃料在生命周期内温室气体的排放量减少了50％～90％，成为替代化石燃料的理想选择。中国航空生物燃料研发还处于探索阶段，尚未实现商用。作为国内主要的能源生产商和供应商，中国石油集团将研发推广生物航空燃料作为其满足社会对清洁能源需求的重要举措。如何结合中国国情打造航空生物燃料健康的产业模式，并克服技术瓶颈、推动航空生物燃料产业化生产应用是中国石油集团面临的挑战。目前，全球航空运输业每年消耗15亿～17亿桶航空煤油。为了降低航空燃油对气候变化的影响，2009年8月，欧盟公布了“绿色天空”计划，2000多家进出欧盟的航空公司2012年起将被纳入欧盟排放交易体系（ETS），即可能被征收碳关税。ETS实施后，我国飞往欧盟国家的航班可能要支付高达8亿元的碳排放费。而如果使用航空生物燃料，则可以大幅减少这项费用。中国正在面临日益严峻的温室气体排放挑战，在推动中国经济可持续发展的进程中，发展航空生物燃料产业势在必行。

国航等航空公司都希望能使用生物燃料，以降低碳关税。航空生物燃料是未来的趋势，市场潜力比较大，所以中石油等能源公司都纷纷投入研发。据悉，中石油正在推进航空生物燃料的产业化。

麻风树，一种原产于中美洲的木本植物，它的果实小桐子带毒，但油脂含量达到40%以上，是世界公认的“生物能源”。虽然航空生物燃料被称为航油的发展趋势，但是较高的经济成本恐怕是阻碍其产业化的绊脚石。生物燃料的产业化并非易事，甲醇汽油、生物柴油等生物燃料在国内的产业中进展并不顺利。据业内人士分析，生物燃料成本通常是传统航空燃料的4倍以上。由于成本较高，航空生物燃料短期内难以实现经济效益。但是为了达到减少碳排放的目的，航空生物燃料未来将有可能实现较大规模的使用，一旦生产规模提高，其成本就有可能会降低。与其他生物燃料不同，航空用油是一种较高端的油品，本身市场化程度就不高。中石油一旦成功研发航空生物燃料，凭借其在市场上的优势，产业化的阻力不会很大。

解决方案

中国石油集团结合中国地理环境，在四川、云南等地的荒山上种植用于生产非粮生物燃料的麻风树（又称小桐子），避免了“与粮争地、与民争粮”，并为当地增收带来了新途径。

2010年5月26日，在国家能源局的牵头下，中国石油集团与中国国航、美国波音公司及霍尼韦尔UOP公司签署了《关于中国可持续航空生物燃料验证试飞的合作备忘录》。其中，中国石油集团承担了航空生物燃料供应任务。2011年6月27日，中国石油集团完成了首批航空生物燃料的研发和生产，首批16吨航空生物燃料正式交付中航油。10月，中国国航一架搭载可持续生物燃料的747-400客机经过一个半小时试验飞行后成功降落首都机场，中国首次航空生物燃料用于客机试飞取得成功，标志着中国石油集团已具备提供航空生物燃料的技术条件。

本次试飞所需航空生物燃料的原料来自中石油小桐子原料基地。中石油副总经理沈殿成告诉网易财经，此次试飞中混合的生物燃料，来自麻风树结出的小桐子果实，这种果实的油脂含量达到40％以上，超过花生的含油量。目前中石油在四川、云南两地的原料基地种植面积已经达到120万亩。而中石油在四川南充投资20亿元建设的生物燃料航空燃油工业生产装置将于2014年建成投产，届时年产能将达6万吨。

成效

根据备忘录，中国石油负责航空生物燃料供应，中国石油化工研究院具体负责技术研发和生产组织落实；霍尼韦尔提供技术将小桐子原料油转换为航空生物燃料；中国航油负责将航空生物燃料与传统航空煤油按50：50比例调和；中国国航负责运用生物燃料进行航班试飞；波音公司和普惠公司为此次提供飞机及发动机技术支持。目前，中石油完成了首批航空生物燃料的研发和生产，首批16吨航空生物燃料已正式交付中航油。

小桐子原料基地主要分布在不适宜种植粮食的较偏远的山区、荒地，具有不与民争粮、不与粮争地的优势，同时为今后产业化提供了可能。中石油历经10年攻克了从小桐子中提炼的油转化为航空煤油的技术难关，成功使用UOP技术将小桐子原料油转换为航空生物燃料。目前，中石油已在四川、云南、江西等地种植了120万亩麻风树，2014年建成了可年供应6万吨航空燃料的生产能力。

生物燃料成本通常是传统航空燃料的4倍以上，距离实现大规模商业化应用还有相当长的距离。但中石油在当地采取林油一体化模式，农民每亩地每年种植收入可达400元。

作为替代高污染化石燃料的理想选择，生物燃料早已受到各国的重视。美国、巴西、韩国、印尼等国家以及欧盟都相继出台了支持生物燃料普及的能源发展战略。欧盟计划到2020年用生物燃料替代20%的化石燃料。美国的《国家生物燃料行动计划》也提出，2020年生物燃料将占其能源总消费量的25%，2050年达到50%。随着当地种植产出效率的不断提高，到2015年，中石油120万亩种植基地小桐子作物转化为航空燃油的产出量将达到5000吨/天，届时将有能力与化石能源在价格上进行竞争。

展望

在2009年于哥本哈根举行的第15届联合国气候变化会议上，中国政府提出到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%的自主减排目标。中国民航总局明确指出，实现全行业能耗和二氧化碳排放增速低于行业发展速度，到2020年中国民航单位产出能耗和排放比2005年下降22%。

中石油四川石化公司在南充建年产量6万吨航空生物燃料项目，2013年建成投产。总投资4.2亿元的该项目是利用小桐子加工炼制生物油，将成为国内首个航空生物燃料项目。中国已经解决了航空生物燃料产业发展的关键技术瓶颈，建立了以非粮小桐子油脂为原料、符合中国实际、具有行业竞争力的全新产业链。中石油还将继续联合原料生产和加工企业、飞机制造商、航空公司及机场、有关院校和科研机构，共同推进中国航空生物燃料商业化进程。

按照国际民航组织预测，2020年生物航油将达到航油总量的30%。照此比例，到2020年，中国将有1200吨的航油打上“生物质”标签。随着中国石油集团小桐子种植规模的扩大和产出效率的提高，以此为原料的非粮生物航空燃料将可实现产业化、规模化，航空生物燃料的经济性、清洁高效性将得到充分展现。

中石油已经种植了超过10万公顷的生物原料基地用于生产先进生物燃料，并拥有小桐子优良品种选育繁育、规模化集约化种植、原料收储及粗加工、毛油精炼等多项成熟技术和专利。全球航空运输业每年消耗15亿至17亿桶航空燃油，对环境污染极大。在这种情况下，应对气候变化，加强国际合作，推广生物航油是很多国家不约而同的选择。

在中国，生物航油曾经长期处于空缺状态。此次试飞提供的航空生物燃料源自小桐子的林木果油，它广泛分布于热带、亚热带地区，在我国主要分布在粤、桂、琼、云、贵、川等省。为发展生物航油，2007年中国石油和国家林业局签署了合作协议，启动“林油一体化”项目，利用四川、云南的荒坡林地大面积种植小桐子。目前中国石油在国家林业局的支持下已投资建设了小桐子能源林120万亩。通过小桐子生物能源原料林基地建设，为航空生物燃料产业可持续发展奠定坚实的基础。

然而，令人担心的是，这120万亩小桐子能源林即使完全转化为生物航油，最多也只能达到17万吨/年左右的产量。如要再大规模新建小桐子能源林，两三年内难以完成。

在自产原料的基础上，中石油便投入生物航油的研发。2008年，中石油选择了与美国霍尼韦尔公司合作，其关键技术由霍尼韦尔提供。双方以小桐子为原料采用加氢工艺技术在四川南充建设一套6万吨/年航空生物燃料生产装置，共生产出首批15吨生物航油。但15吨距离6万吨/年的目标还有相当大的差距。

现在的中石油已经联合原料加工企业、飞机和发动机制造商、航空公司及机场、有关院校和科研机构，共同建立了从小桐子规模化集约化种植与采收、原料加工和储运直至油品炼制和加注使用的完整解决方案，并勾勒出一张我国航空生物燃料产业的发展路线图。2010年的试飞就是对这条产业链的检验。中国航空生物燃料产业链已被打通，中国石油将与UOP公司和中国国航签署未来商业化应用的合作框架协议，大家的期望是由试飞开始，最终能够实现真正意义上的商业化运行。

据了解，全球已经成功实施了多次加注航空生物燃料和传统航煤混合油料的试飞行动，航空生物燃料和传统航煤1：1比例掺混油料的认证审定工作也于2011年7月完成。目前，美、欧、巴西的航空生物燃料技术已趋于成熟并接近市场化。德国汉莎航空、芬兰航空、英航、荷兰航空等欧洲航空公司已经或即将在部分航线上实现航空生物燃料的商用。与其他国家相比，我国的航空生物燃料技术正处于起步阶段，但进展较快。中国自主研发生物航煤上天飞行在实验室层面，海藻、亚麻芥、餐饮废油、林木废弃物、麻风树果实经过加工提炼后都可以制成生物航煤，但在实践中大规模商业化应用尚需时日。据了解，我国能源管理部门目前正制定并实施包括生物燃料在内的可再生能源发展规划；有关国有大型企业、私营部门以及研究机构也在国家有关部门的支持下，在原料选种及成品油精炼等方面开展了大量工作，取得重要进展。

民航局有关负责人指出，我们虽然实现了航空生物燃料的安全首飞，但这只是初步证明了航空生物燃料在中国的技术可行性。如要实现航空生物燃料在我国的安全商用，就必须确保航空生物燃料满足技术可行性、适航安全性、经济可行性以及供给可持续性等四大核心指标。

该成果标志着中国已掌握航空生物燃料加工关键技术，也是中国在非粮生物燃料产业化进程中的新节点，是我国在航空生物燃料领域实现的历史性重大跨越。

中国石油集团在四川、云南两地的小桐子基地种植面积达120万亩，并投资建设6万吨/年的生物燃料航空燃油工业生产装置。中国石油集团已形成符合中国实际、基础坚实、技术成熟的原料生产路线，并联合原料加工企业、飞机和发动机制造商、航空公司及机场、有关院校和科研机构，共同建立了从小桐子规模化集约化种植与采收、原料加工和储运直至油品炼制和加注使用的完整解决方案，勾勒出一张中国航空生物燃料产业的发展路线图。

讨论题

1．我国航空生物燃料目前面临的机遇和挑战是什么？

2．当航空生物燃料产业化之后，对于我国航空业和石化业分别会带来什么样的影响？