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实际上生物燃料并非新生事物

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发表于 2018-6-13 10:28:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
绿色技术牵引航运梦想 生物燃料惠及发展中国家
第二代生物燃料可以惠及发展中国家,提高原料产地人民的生活水平。 提炼生物燃料的植物果实。 IATA提供
近10年来,国际航空运输业每年净赔50亿美元。上周,业内惊闻亚洲最大航空企业日本航空公司申请破产保护。人们在思考,航空运输业未来如何发展;人们在展望,新燃料的使用、新型飞机的出现,将给航空运输业带来怎样的新天地。

生物燃料
航运能源华丽转身的选择
国际航空运输协会(IATA)的专家坦承,商务航空运输业虽然与发电、陆路交通等其他工业部门相比,其排放量并不算大,但是它却不像其他工业部门一样拥有现成的可替代能源使用。比如发电行业可以利用风能、水利、核燃料和太阳能发电而无需排放二氧化碳,陆上交通工具也能够灵活使用更节能高效的发动机和其他能源,比如电力驱动。
当前的航空发动机技术正处于提高效率的最前沿,人类制造的飞机重量更轻也更符合空气动力学。在提高飞行效能领域,航空业已经取得了巨大的进步,但是飞机燃料却一成不变。在节能减排成为时代迫切要求的今天,航空业也正酝酿着新的变革,航空运输业者把目光转向了生物燃料的发展,并将其大规模利用视为能够降低温室气体排放的有效手段。而航空业目前对矿物燃料的依赖也蕴藏着潜在的风险。原油价格的大幅波动、供需矛盾的激化甚至地区局势的紧张都会最终影响整个行业的稳定。生物燃料、特别是第二代生物燃料的出现为航空运输业提供了极具吸引力的另一种选择。
IATA的专家介绍说,实际上生物燃料并非新生事物,人们早已在交通、供暖、发电领域甚至家庭厨房里使用生物燃料。适宜用来制造生物燃料的通常是富含糖分和生物衍生油的植物。含糖丰富的甘蔗江西模温机和含淀粉丰富的玉米可以用来制造乙醇,而乙醇能够直接替代汽油,这被称为第一代生物燃料。由于在性能和安全性方面不符合要求,第一代生物燃料无法被应用于航空领域。不过,从藻类、麻风树、亚麻植物和盐土植物中提炼出来的生物衍生油能够通过化学方法转换成高质量的航空用油,这被称为第二代生物燃料。生产第二代生物燃料可以不消耗粮食,不造成污染,节约大量耕地和水,被业界普遍认为较有前途,因此也被称为可持续性生物燃料。
IATA理事长比西尼亚尼介绍说,制造生物燃料的植物可以在全球众多地区种植,而且种类多样,这使得原料供应地多样化成为可能,从而摆脱对石油的单一依赖,有效规避地区局势紧张带来的风险,大大提高燃料供应安全系数。而且,由于用来制造第二代生物燃料的作物具有广泛的适应性和顽强的生命力,它们可以在沙漠、沼泽、盐碱地、荒滩等大量不适合粮食作物生长的地方繁殖,种植技术简易且无需过高成本,从而为许多国家、特别是发展中国家提供了新的冷压定型机温度控制系统创收渠道和经济增长点。
与传统燃料不同,生物燃料能够有效降低碳排放。生物燃料在燃烧时释放的二氧化碳量与制造等量燃料所需植物此前在空气中吸收的二氧化碳量相当,等于整个过程中实现了零排放。当然,在生物燃料的制造过程中还是存在着碳排放,种植作物的农机具会有碳排放,原料的运输过程也会带来碳排放,炼油过程中也产生碳排放。不过即使考虑到这些因素,与矿物燃料相比,生物燃料依然能够实现减排80%左右。
要实现大规模使用,第二代生物燃料必须具备直接替代传统航空燃料的品质而且保持质量和特性不变。这一点至关重要,因为这意味着设计人员可以不必重新设计发动机和飞机,航空公司和机场也不必建设新的燃料输送系统。最近的实验结果表明,第二代生物燃料不仅达到,而且某些指标还超过了传统燃料。
IATA的专家介绍说,安全永远都是航空运输领域最优先考虑的问题,因此生物燃料的实验室、地面和空中实验和测试工作也尤其严格。IATA原计划在2013年完成第二代生物燃料安全性的测试,但最新的进展显示这一过程最快将于2011年完成。展望未来,比西尼亚尼对第二代生物燃料的潜力充满信心:“几年前,这些只是梦想。而今天,我们可以看到5家航空公司已成功进行了试验飞行,它们是安全的……我们期望最快将在2011年得到认证。我们也一直在努力。” 据悉,全球航空运输业每年消耗15亿至17亿桶的航空煤油(JetA—1),而只要航空燃料中的1%采用生物燃料,就可以维持生物燃料市场正常运转。IATA的计划是,生物燃料在2012年开始正式应用于航空运输业,数量不高于燃料总量的1%,2015年约占1%且逐年递增,2020年达到15%,2030年达到30%,2040年达到50%。
生物燃料技术的进展为航空业提供了部分甚至完全替代传统矿物燃料的可能性。随着时间的推移,生物燃料将使国际航空运输业实现华丽转身,在全球节能减排的道路上留下自己深深的足印。

阳光动力
零排放飞行的希望
上个月从瑞士传来消息,世界上第一架太阳能动力飞机实现了首飞。飞机在离地1米的高度上飞行了300多米后落地,后续更高和更远距离的试验飞行正在筹备当中。研发这款飞机的瑞士阳光动力公司宣布,将在2012年实现太阳能动力飞机环球飞行。
开拓21世纪飞行之道
利用采访国际航空运输协会年度全球媒体大会的机会,记者不久前在瑞士的杜本多夫机场见到了阳光动力公司总裁勃兰特·皮卡德和编号为“HB—SIA”的人类首架太阳能动力飞机。皮卡德出生于一个冒险世家,他的祖父和父亲都是著名的冒险家,他本人也曾在1999年成功实现了首次热气球无间断环球飞行。那次航行消耗了数吨燃料,最后降落时燃料只剩下不足50千克,几乎导致探险失败。这使得皮卡德萌生了有朝一日进行零排放环球飞行的想法。2003年,他与安德烈·波尔斯伯格合伙创立了阳光动力公司,致力于建造一架零排放的革命性飞机,以期实现零排放环球飞行的梦想。皮卡德说:“求购电加热导热油锅炉开拓者的任务就是集中人类的智慧、经验和科技,把不可能变为可能。对于航空业来说,21世纪最不可思议的不可能是什么,那就是摆脱对燃料的依赖,实现零排放飞行。一旦成功,其意义不亚于人类在20世纪首次飞上天空和登上月球。”
挖掘可再生能源潜力
研发不消耗燃料的飞机面临设计、材料、夜间动力等一系列巨大挑战。皮卡德对记者说:“我们为什么要竭尽全力去做一件看似不可能完成的任务?当然是为了保护环境,但并不是全部。我们的动机同样出于对经济和工业的考虑。人类所依赖的矿物能源储量已经越来越少,价格节节走高,这给工业和经济带来了巨大挑战。过度依赖矿物能源对于人类社会和人类文明来说无异于集体自杀,而能源价格上涨将可能导致公司破产、企业裁员,很多人生活陷入困境。所以我们必须尽最大努力节约资源,利用最新的科技,研发出以可再生能源为动力的产品,从而保护我们的环境,使我们的社会得以可持续发展。这就是阳光动力公司致力于开发太阳能飞机的初衷。”
皮卡德认为,如果太阳能动力飞机能够实现环球飞行,那么人们对于可再生能源的使用效率和可持续发展的信心就会大增,也就没人怀疑这种能源有一天会应用于汽车、暖气、空调甚至个人电脑。实际上,太阳能动力飞机并非新生事物,30年前人们就已经开始制造这种飞机。但那时的太阳能飞机只能在白天飞行,显示了太阳能应用的局限性,而皮卡德及其同伴所要进行的是利用太阳能不分昼夜的无限制飞行,展示的将是可再生能源的巨大潜力。
渴望“阳光飞行”到中国
阳光动力公司的70人团队经过6年的紧张设计、计算、模拟和测试,终于研制出一架史无前例的飞机。记者在机场见到了这架状如巨大蜻蜓的太阳能动力飞机。它的翼展超过63米,与空客A340机型相当,但却轻得多,只有1600千克。制造机身的公司并非飞机制造企业,“他们不知道制造如此轻的飞机是不可能的,所以他们成功了”,皮卡德半开玩笑说。工作人员向记者展示了一块用高科技材料制造的机翼前缘,这个长约一米,宽约半米的部件只有95克重,拿在手里感觉轻如鸿毛。机翼表面装有超过1万块太阳能电池板,为飞机的4台螺旋桨发动机提供能源,每台发动机的最大功率为10马力。
皮卡德介绍说,这架飞机的任务是论证利用太阳能进行一个连续36小时飞行的可行性,第一次完整的夜间飞行将于2010年进行,并跨越整个瑞士。试航所收集的信息和数据将会用于第二架太阳能飞机的制造,并用它完成环球飞行。届时飞机将依靠太阳能动力驱动螺旋桨起飞并上升到9000米高度,同时覆盖机身的太阳能电池板给400千克重的锂聚合物电池供电,夜晚降临时充满电的蓄电池保证飞机继续飞行直到下一次太阳升起。皮卡德说,环球飞行将经停五大洲,而中国有关部门已经答应了他们的经停请求,届时这架太阳能飞机将会光临中国的某个机场。阳光动力公司希望能邀请中国参与该项目,同中国的企业和经济机构开展合作,从这个全球瞩目的项目中获益。公司外宣负责人皮尔·穆特维勒对经停中国更是充满期待,此前作为瑞士一家媒体的记者,他有在中国数年的常驻经历。穆特维勒对记者说,届时他和公司的主要人员都会齐聚北京,翘首企盼太阳能动力飞机降临这个令人着迷的文明古国。“对于我们来说,那将会像过圣诞节一样快乐”。
鼓足信心打开一扇门
驾驶太阳能动力飞机充满巨大风险,如果飞机设计不是最全自动硫化机温度控制系统科学的,制造技术不是最精良的,飞行员驾驶技巧不是最适宜的,那么在太阳升起之前飞机就会失去动力,飞机将不得不着陆甚至坠毁。皮卡德认为这也反映了阳光动力公司的理念:如果人类不能大规模使用可再生能源,不能有效利用最新科技,那么在能够将旗帜传给下一代之前,人类社会也会面临巨大危机。所以太阳能飞机本身就是一种理念,一种信心。
太阳能飞机目前只能承载一名飞行员,与现在的商务客机相去甚远。但皮卡德说,1927年林德伯格驾驶燃料飞机用了33小时首次完成人类飞跃大西洋的壮举时,机上也只有他一人,油箱里充满了燃料。而25年后,每架飞跃大西洋的客机都具备了承载200名乘客的能力。“我们不知道25年后会怎样,但科技的发展一定会提供解决问题的方法。如果用将来的眼光看,我们现在的太阳能飞机肯定很粗糙,但至少我们打开了一扇门”。













对大气污染突出问题进行挂牌督办
以谷物基本自给、口粮绝对安全为前提
履职尽责是减少问责的根本
法桐吸污能力排名则靠后
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