曾经人人喊打的地沟油,如今竟成航空公司的抢手货!从下水道到飞机油箱,它的身价为什么突然暴涨?

过去只要说起“地沟油”,很多人脑海里首先浮现的就是食品安全问题——餐馆排水沟、隔油池中收集的废弃油脂,被一些不法商贩偷偷加工,最后又流回了人们的餐桌。十几年前,这三个字几乎就是令人恶心和反感的代名词。

可到了今天,一种让人意想不到的转变正在出现:地沟油不仅没有退出人们的视野,身价反而越来越高。经过正规渠道回收的餐饮废油,只要通过工业加工和相关检测,就能纳入资源循环利用体系,既可以用于制造生物柴油,也能够作为生产可持续航空燃料的原材料之一。

说得直白一些,当年人人避之不及的废油,如今却成了不少正规企业争相购买的资源。

想搞清楚地沟油为什么能够和飞机联系起来,首先需要弄明白一个许多乘客从未认真考虑过的问题:坐飞机交了这么多年的燃油附加费,航空发动机究竟使用哪一种燃料?答案其实是航空煤油。

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没听错,飞机使用的确实是煤油。尽管这种燃料与过去煤油灯使用的煤油在性能上有很大区别,但从分类上来说,两者仍然属于煤油。事实上,早期的飞机也曾使用汽油作为动力来源。

早年的活塞式航空发动机,与汽车使用的内燃机在工作原理上比较接近,因此主要燃烧汽油。后来航空动力技术不断升级,涡轮发动机逐渐取代了活塞发动机,对燃料性能也有了新的要求,于是航空煤油取代汽油,成为喷气式飞机的主要燃料。

之所以选择煤油,其中一个重要原因就是安全性。判断液体燃料是否容易引燃,有个重要参数叫作闪点,也就是燃料蒸气与空气混合后,接触火源能够产生瞬间闪燃的最低温度。通常情况下,闪点越高,燃料在常温环境中被明火点燃的风险就越低。

目前民航飞机普遍采用的Jet A-1航空煤油,规定闪点不能低于38摄氏度,而普通汽油的闪点通常在零下四十多摄氏度,这也是加油站必须严格禁止明火的重要原因之一。另外,煤油还有密度方面的优势:与汽油相比,航空煤油密度更高,单位体积能够储存更多能量。对于油箱容量基本固定的飞机而言,这一点尤其关键。

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有人可能会问,既然如此,为什么不直接使用柴油?虽然柴油在密度和闪点方面都有一定优势,但它在低温环境下流动性能较差,也更容易出现凝结问题。民航飞机经常飞行在一万米左右的高空,外界气温可能低至零下几十摄氏度,再考虑燃料的洁净程度、腐蚀性等方面的要求,普通柴油自然也不适合作为主流航空燃料。

原本大家以为,汽车使用汽油、货车使用柴油、飞机使用煤油的能源格局已经基本确定,没想到全球碳中和趋势的到来,又给航空行业出了一道难题。2021年,国际航空运输协会,也就是IATA,提出了到2050年实现净零碳排放的行业目标。

尽管航空运输产生的碳排放约占全球总量的2%,但这个行业长期以来都被认为是减碳难度较高的领域。

如今汽车产业在电力、氢能、甲醇等新型能源方向上已经进行了大量布局,而电动飞机、氢动力飞机虽然讨论了很多年,却始终受到能源密度、飞行安全及适航要求等因素限制。目前相关技术主要还处于研发和小规模验证阶段,距离成为主流商业航空运输方式仍有相当长的路要走。

航空公司眼下能够采取的办法,无非是购买油耗更低的新飞机、合理调整航线、提高运营效率,以及减少低效航班。不过,仅仅依靠这些措施,能够实现的碳减排空间仍然比较有限。

正是在这种背景下,SAF,也就是可持续航空燃料,逐渐成为航空业重点投入的方向。广义而言,SAF指的是相较传统化石航空燃料更具可持续性的燃料。目前较为常见的生产方式,是利用地沟油等废弃食用油、动植物油脂以及部分油料作物,通过加氢处理等工业技术转化,再经过严格的航空燃料标准检测和适航认证,最终才能真正用于飞机。

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需要说明的是,飞机使用SAF,并不代表飞行过程中完全不会排放二氧化碳。它的环保价值,主要体现在整个生命周期的碳排放计算上,包括原材料生长、回收、生产加工以及运输等各个环节。

不同生产路线所能实现的减排幅度并不完全相同。某些技术已经比较成熟的路线,在原料来源和加工条件都较理想的情况下,与传统航空煤油相比,全生命周期碳排放有机会降低大约80%。但这个数字只适用于特定技术与条件,并不意味着所有SAF产品或全部航班都能达到同样的减排效果。

尽管存在这些限制,航空业依然对SAF未来能够承担的减排任务抱有很高期待。

从生产技术来看,将生物质材料转化成燃料,其实早就不是什么新鲜事。比如制造生物柴油,可以让油脂与甲醇或乙醇在催化剂参与下发生酯交换反应。但这种生物柴油并不能直接加入飞机油箱,生产SAF还需要经过加氢等更加复杂的处理工序,同时满足严格的燃料质量标准和适航认证要求。

早在2007年,美国的相关研究团队就已经成功将油脂加工成航空燃料。到了2011年,荷兰皇家航空公司开始率先在商业航班中掺混使用SAF;2012年6月,荷航使用“地沟油燃料”的航班进一步飞上了洲际航线。

在此后的十多年里,多种SAF生产技术逐渐发展成熟,为这种燃料的大规模使用提供了技术条件。从已经开展的实际飞行情况来看,采用符合标准的SAF之后,航班运行表现与使用传统航空煤油时并没有显著差别。

可是,既然技术已经具备,为什么SAF至今仍然没能大范围普及?最直接的障碍就是价格太高。目前市场上的SAF价格通常相当于普通航空煤油的两到四倍,而不少航空公司本来就面临亏损和沉重的经营成本,自然不愿轻易承担这笔额外开支。

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SAF价格居高不下,最根本的原因还是供应规模太小。相比传统航空燃料依靠石油炼制形成的庞大产业体系,全球航空煤油的生产和消费规模动辄达到数亿吨,而SAF现有生产能力仍然十分有限,新工厂的建设速度也远远赶不上航空业制定的减排目标。

即使未来生产设施能够快速增加,新的问题又会随之出现,那就是原材料不够用。现阶段受到广泛重视的HEFA等技术路线,主要依赖废弃油脂以及动植物油脂,但这些原料本身就不是取之不尽的资源。

在欧洲和美国,废弃食用油的回收利用早已形成较为完善的产业链,大部分原料被生物柴油行业吸收,甚至连肥皂制造、化工生产等传统用途都面临供应压力。原料价值不断上涨,还出现了一些奇怪的现象:有人趁夜进入酒吧和快餐店,既不偷现金,也不拿食物,而是专门搬走厨房里的废油桶,甚至形成了地下废油交易市场。

由于本地供应难以满足需求,欧洲企业不得不大量从亚洲进口废油,有报道指出,欧洲生物柴油使用的废弃油脂有超过一半来自亚洲地区。

然而,随着补贴增加和价格差距扩大,原料造假也开始成为行业隐患。2019年,马来西亚、泰国向英国出口废弃食用油的相关数据引发争议:人口规模相对较小的马来西亚,申报的出口数量竟然明显高于人口更多的泰国,两国数据之间存在令人怀疑的差异。

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一些调查人员因此提出质疑,部分被申报为废弃食用油的货物,可能实际上是使用新开垦种植园生产的棕榈油冒充的。原因也不难理解,在欧美企业愿意支付高价收购的情况下,名义上的“废油”竟然比正常生产的棕榈油更贵。相关争议推动东南亚及欧美国家加强了废油贸易的来源追踪与审查,也使符合要求的原料供应进一步趋紧。

这件事同时说明,SAF产业想要健康发展,还有一个必须解决的问题:补贴政策如何设计,原料来源怎样做到真实可查,将直接影响整个行业能否获得市场信任。

中国拥有规模庞大的餐饮市场,每年产生的废弃食用油脂数量十分可观。如果能够通过正规回收渠道进入SAF原材料供应体系,无疑可以在一定程度上缓解全球原料紧缺的状况。

不过,国内废油回收网络目前仍然存在一些需要完善的地方,收集运输比较分散,油脂最终去向也不容易全面监管。此外,由于中餐烹饪方式的特殊性,回收油脂往往含有较多固体残渣,水分和酸度也偏高,因此前期净化处理的费用通常比欧美同类废油更高。

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如果不再依赖废油,转而大量使用大豆、玉米、油菜籽等农作物生产燃料,又可能触碰粮食安全的问题。因为这些作物与食品及饲料供应密切相关,一旦航空燃料生产推高原料价格,就可能挤压粮食生产和供应空间。因此,欧盟等地区在SAF认证规则中,也对部分以粮食和饲料作物为原料的生产路线作出了明确限制。

也有人建议专门开辟土地种植油棕,以满足航空燃料的生产需求。然而,如果把整个生命周期的碳排放都计算进去,就会发现开垦土地、砍伐森林释放的二氧化碳,可能远远超过使用SAF节省的排放量,最终变成打着环保旗号却造成更大环境负担的做法。

当然,SAF产业也并非没有利好消息。近年来,不少国家逐步推出扶持政策。美国此前实施的《通胀削减法案》,就设置了针对SAF的专项税收抵免措施,并安排资金支持清洁航空技术发展。一些气候投资基金也开始通过股权投资、资金捐助等方式支持SAF项目,推动新建工厂和扩大产能的计划逐步落实。

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与此同时,航空公司也在设法让乘客承担一部分新增成本。例如法国航空和荷兰皇家航空,对部分往返法国、荷兰的航班收取所谓的“SAF贡献费”,这种收费方式与过去国际油价上涨时航空公司加收燃油附加费的做法颇为相似。

目前,中国自主生产的SAF已经完成实际装机交付和飞行应用。未来如果国内废弃油脂的规范回收、工业加工以及燃料检测认证体系能够进一步完善,依托中国庞大的餐饮废油资源,全球SAF原料供应紧张的问题或许可以得到一定缓解。

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不过,地沟油究竟还能在航空燃料市场上发挥多长时间的作用,最终还要取决于氢能、电能等新一代航空动力技术能否取得决定性突破。如果这些技术未来真正成熟并实现普及,或许飞机就不再需要依靠地沟油生产的燃料了。

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