生物航油:机遇与瓶颈
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尽管生物航油在未来有很大的发展空间，但受到成本等因素影响，未来发展空间仍将受到制约。
生物燃料泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料，可单独使用或与汽油或柴油混合使用。当前各国积极研究和投入的生物燃料主要指生物液体燃料，包括燃料乙醇、生物柴油等。
20世纪70年代的能源危机使得各国纷纷寻求各种手段，通过能源供给多样化，降低对化石燃料的依赖，增强自身能源安全。
进入21世纪以来，国际原油价格经历了一轮以需求拉动的上涨，年平均名义价格由2001年的24美元/桶上涨至2010年的79美元/桶，实际增长1.6倍。2008年7月创每桶148美元的历史高位，受国际金融危机冲击，半年内又暴跌至每桶35美元左右，波动幅度巨大，但油价整体上行趋势未变。
显然，由国际油价走势变动带来的航空煤油价格高企及波动加剧将给航空公司带来极大的运营风险。此外，为应对全球气候变化的挑战，各国在减少温室气体排放方面已达成基本共识，针对不同行业的减排目标和政策也相继出台。在国际油价高企和全球温室气体减排的背景下，生物燃料有望成为替代传统航空煤油的重要新能源。
生物燃料使命
生物燃料的发展大致经历了三个阶段：（1）第一代生物燃料，主要以粮食为原料，其发展日益受到限制；（2）第二代生物燃料，以非粮作物如乙醇、纤维素乙醇、生物柴油等为代表；（3）第三代生物燃料，以微藻等为原料，目前美国、以色列、德国、加拿大、阿根廷、澳大利亚、韩国等正在积极研究。
自2000年以来，全球生物燃料产量增长了近三倍。美国是最大的生物乙醇及生物柴油生产国。从中期来看，美国和巴西可能还将继续保持生物燃料主要生产国的地位。但长期而言，亚洲国家包括中国、印度、印度尼西亚及马来西亚可能将抢夺更多的市场份额。目前，很多国家已出台一系列支持生物燃料研发和产业化的政策，积极支持生物燃料的发展。
我国新能源政策的远期目标为：争取到2020年实现非化石能源占一次能源消费比重的15%左右，生物柴油年产量达到200万吨，燃料乙醇达到 1000万吨。我国发展生物燃料起步较晚，但发展十分迅速，目前已在河南、安徽、黑龙江、吉林、广西等地建立生物乙醇生产厂，并在全国部分城市进行混合10% 燃料乙醇的汽油供应试点，我国生物乙醇产量居世界第三位。
美国提出，到2020年生物燃料将占其能源总消费量的25%，2050年达到50%，2012年，美国约150万吨生物燃料投产，2013-2015年，还将投入650万吨产能。
欧盟提出2020年前可再生能源占能源消费总量的20%，生物燃料占运输燃料10%的目标。以德国为例，德国2007年颁布《生物燃料配额法令》，规定生物燃料在化石燃料中混掺的最小含量，其生物柴油消费量占欧洲生物柴油消费总量的45%，并且已建立1000多个生物柴油加油站。
巴西作为最早实施生物燃料产业化政策的国家之一，2006年已实现40%以上的汽油消费由乙醇汽油取代，成为唯一不供应纯汽油的国家。目前，巴西消耗的所有汽油均掺有20% 及以上的乙醇，同时还出口乙醇，产量居世界第二。巴西《生物柴油法》要求到2013年生物柴油与普通柴油混合比例达到5%。
生物航油实验
如前所述，由于石油资源紧张、油价波动、航空公司运营成本高企及碳排放标准的提高，越来越多的油料公司、航空公司及飞机设备制造商开始将目光投向生物燃料。2008-2012年，全球已有20多个以生物航油为燃料的试验飞行和商业航班，其中95%以上均未出现任何飞行异常或故障。试验表明，混合生物燃料的效率比传统燃料高1.1%，温室气体排放量比传统燃料低60%-80%。
据中国民航局预测，2020年全国航油消费量将超过4000万吨，其中生物航油可能占航油总量的30%，按每吨1万元计算，2020年我国生物航油市场规模将达1200亿元。
国际航空运输协会指出，到2020年全球航空燃料总需求的6%，即每年约800万吨应来自生物燃料，但要实现这一目标，一方面需对航空公司的燃料比例进行管制，另一方面要对生物燃料实施政策性补贴。
2011年10月，中石油、中航油与国航成功进行国内首次航空生物燃料的验证试飞。中石油已建120万亩小桐子种植基地，可提供的原料年产量达16-17万吨，目前其正与霍尼韦尔旗下UOP公司商谈在华合作建立首个年产6万吨的航空生物燃料炼厂，并有望2013-2014年投入商业运营。
2011年12月，中石化向民航局提交了生物航煤及其调和产品的适航审定申请，民航局已受理该申请，并计划今年11月前完成适航审定，年内进行商业飞行。2009年，中石化启动了生物航煤的研发。2011年，将其杭州石化炼厂装置改造成一套2万吨/年生物航煤装置，该装置从2011年年底开工以来已生产70吨生物航煤。中石化计划采用的原料主要为餐饮废弃油脂。
此外，中国商飞和波音公司开始合作研发生物航油，并在北京启动了“中国商飞-波音航空节能减排技术中心”，该中心首个研究项目是将废弃食用油提炼成生物航油。空客公司已与清华大学签署协议，双方将以地沟油等为原料合作研究生物航油，预计下半年公布首批研究结果。
未来挑战
在我国石油对外依存度日益上升、环保成本和压力日趋严峻的形势下，积极发展包括生物航油在内的生物燃料产业，是应对能源短缺和节能减排的重要手段。生物航油的发展存在很多机遇，但同时也面临几大挑战。
一是生物航油的成本。目前生物航油的成本是传统航油的2-3倍，要想大幅降低成本必须实现规模化生产，而我国尚未建立起成熟的生物航油研发、生产及供应体系。航油是航空公司最大的成本支出，以国内三大航空公司为例，航油成本占其运营成本均已超40%，因此高昂的价格将使生物航油的推广和应用受阻。
二是生物航油的生产技术。例如，通过纤维素生产乙醇及海藻提炼等技术尚不成熟，而地沟油混杂了动物油、植物油等成分，提炼技术难度大，尚不能实现大规模应用。
三是生物航油的原料供应。生物燃料的原料包括动植物油脂、废弃食用油和微生物油脂等，各种原料的产能和收率存在很大差异，如何保证可持续的原料供应仍是当前需关注和解决的问题。
四是可持续发展与环保问题。当前，世界人口仍在不断增加，生态环境日趋退化，要实现“不与民争粮、不与粮争地、不与农田争水源、不与禽畜争饲料”的目标仍面临很多困难。生物燃料包括生物航油的快速发展对生物多样性、环境、农业及农村地区的发展造成了一定的负面影响。大多数生物燃料以人畜食物为原料，例如玉米、小麦、大豆、甘蔗、油菜及木薯，这将直接威胁到粮食安全。
（第一作者为中国航空油料集团公司副总经理）