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人人嫌棄的地溝油，為何成了航空業(yè)的“香餑餑”？
2024-09-22
地溝油，一度被視為餐飲業(yè)的廢棄物，因其對(duì)食品安全和環(huán)境的危害而飽受詬病。然而，近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步和對(duì)可再生能源需求的增加，地溝油開(kāi)始“變身”成為航空燃油，這一轉(zhuǎn)變不僅提供了一種處理地溝油的環(huán)保方式，還為航空業(yè)提供了一種可持續(xù)發(fā)展的燃料選擇。
加注可持續(xù)航空燃料（Sustainable Aviation Fuel，SAF）的ARJ21支線飛機(jī)
2024年6月5日，一架國(guó)產(chǎn)ARJ21支線飛機(jī)和一架國(guó)產(chǎn)C919大型客機(jī)，分別從上海浦東機(jī)場(chǎng)和山東東營(yíng)機(jī)場(chǎng)起飛，在經(jīng)過(guò)一個(gè)多小時(shí)的飛行后，平穩(wěn)著陸，成功完成首次加注國(guó)產(chǎn)生物航空燃油飛行任務(wù)，此次試飛所使用的航空燃料主要是餐飲廢油，也就是我們通常說(shuō)的“地溝油”提煉而成，并以40%的比例與普通航空燃料調(diào)和。這次成功試飛，不僅驗(yàn)證了國(guó)產(chǎn)生物航空燃料與國(guó)產(chǎn)商用飛機(jī)的兼容性、安全性，也為以后生物航空燃料進(jìn)行商業(yè)化規(guī)模應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。
當(dāng)人們一提起地溝油，給大家的第一印象就是從街道馬路井口撈出來(lái)的一桶桶混雜腐敗食物的不明物體，令人惡心、作嘔。其實(shí)，地溝油這個(gè)詞從開(kāi)始出現(xiàn)到現(xiàn)在，已從單指一種油品衍變?yōu)樗型ㄟ^(guò)非正規(guī)手段生產(chǎn)出來(lái)的各種食油的統(tǒng)稱，包括回收油、泔水油和各種動(dòng)物的邊角料練成的動(dòng)物油。這些油的原料來(lái)源不同，成分比例不同，所生產(chǎn)出的質(zhì)量懸殊較大、營(yíng)養(yǎng)成分大不相同。
地溝油的最大危害并非來(lái)自“地溝”二字，而是來(lái)自“多次加熱”和“氧化”所造成的惡果。食用植物油其實(shí)并不耐熱，在日常我們炒菜時(shí)，油溫往往會(huì)達(dá)到160~300℃。在這樣的溫度下，油脂就會(huì)發(fā)生反式異構(gòu)化、過(guò)氧化、熱裂解等各種歧化反應(yīng)，結(jié)果使油質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生了兩大損失。第一損失是使油脂本身原有的營(yíng)養(yǎng)元素被破壞和損失，如維生素E和人體必需的一些脂肪酸等。第二是有害物質(zhì)反式脂肪酸、油脂飽和脂肪酸等大量生成。
抽油煙機(jī)油盒里半凝固的油
如果你想知道這樣的壞油到底是什么樣子的？小伙伴們可以看看自家的抽油煙機(jī)的油盒里有一些半凝固的變成角質(zhì)狀態(tài)的油體，這就是油脂過(guò)度加熱或多次反復(fù)加熱后發(fā)生的氧化聚合體的最終產(chǎn)物。人們?nèi)绻秤昧诉@種油脂，就容易發(fā)生多種疾病，如：脂肪肝、高血脂、高血壓、膽囊炎、胃病、肥胖病，甚至增加心臟病和癌癥的危險(xiǎn)。
地溝油轉(zhuǎn)化為航空燃油的過(guò)程主要依賴于生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)，即將廢棄油脂通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為高質(zhì)量的燃料。具體而言，這一過(guò)程通常包括原料預(yù)處理、催化加氫、異構(gòu)化和分離純化等步驟。
地溝油在進(jìn)入轉(zhuǎn)化過(guò)程前需要進(jìn)行預(yù)處理，以去除其中的雜質(zhì)和水分。這一步通常包括過(guò)濾、脫水和脫酸等過(guò)程。預(yù)處理后的地溝油純度更高，更適合后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)。
催化加氫是地溝油轉(zhuǎn)化的核心步驟。在高溫高壓條件下，地溝油與氫氣反應(yīng)，在催化劑的作用下，地溝油中的長(zhǎng)鏈脂肪酸被加氫生成飽和的烷烴分子。這些烷烴分子具有較高的能量密度和良好的燃燒特性，是理想的燃料成分。
地溝油通過(guò)酯及脂肪酸加氫工藝（HEFA）變身航空燃油的過(guò)程
經(jīng)過(guò)催化加氫后的燃料成分需要進(jìn)一步進(jìn)行異構(gòu)化處理，以提高其燃燒效率和低溫性能。異構(gòu)化過(guò)程通過(guò)改變分子結(jié)構(gòu)，使燃料在低溫條件下仍能保持良好的流動(dòng)性和燃燒性能，從而滿足航空燃料的嚴(yán)格要求。
最后，經(jīng)過(guò)上述步驟處理的燃料需要進(jìn)行分離和純化，以去除其中的副產(chǎn)物和雜質(zhì)，確保燃料的純度和質(zhì)量。經(jīng)過(guò)純化處理的燃料最終成為高質(zhì)量的航空燃油。
從上文關(guān)于地溝油轉(zhuǎn)化為航空燃油的過(guò)程介紹來(lái)看，其成本還不低，大概是普通航空燃油的3倍多。如果單從這方面考慮，這還真不是一筆劃算的“生意”，但是這卻能使碳排放量減少一半以上。
我國(guó)是亞洲第一、世界第四個(gè)擁有自主研發(fā)生物航空燃油技術(shù)的國(guó)家。目前，我國(guó)已初步形成了生物航空燃油生產(chǎn)、認(rèn)證、應(yīng)用體系。我國(guó)首套年產(chǎn)10萬(wàn)噸生物航空燃油裝置，在鎮(zhèn)海煉化成功進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)。依托這套裝置生產(chǎn)的生物航煤用于國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919試飛，這對(duì)可持續(xù)航空燃料的推廣應(yīng)用具有示范意義。
裝載著中國(guó)石化1號(hào)生物航煤的油罐車由鎮(zhèn)海煉化出廠
有數(shù)據(jù)顯示，2023年我國(guó)航空燃油年消費(fèi)量約3000萬(wàn)噸，若全部以生物航空燃油替代，一年可減少二氧化碳排放約5500萬(wàn)噸，相當(dāng)于植樹(shù)近5億棵，或者超過(guò)3000萬(wàn)輛轎車停開(kāi)一年。這樣一看，這筆“生態(tài)賬”還是非常值得的。
地溝油變身航空燃油的過(guò)程，是一項(xiàng)結(jié)合環(huán)境保護(hù)與資源再利用的創(chuàng)新技術(shù)。通過(guò)這一過(guò)程，不僅有效解決了地溝油的處理難題，還為航空業(yè)提供了一種環(huán)保、高效的燃料選擇。盡管面臨技術(shù)和成本的挑戰(zhàn)，但隨著科技進(jìn)步和市場(chǎng)需求的推動(dòng)，地溝油轉(zhuǎn)化航空燃油的前景將更加廣闊。未來(lái)，我們期待這一技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到更廣泛的應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保目標(biāo)貢獻(xiàn)更多力量。
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