FUELS & LUBES INTERNATIONAL
Quarter Four 2014
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航空业目前正处在一些行业参与者称之
为“死亡之谷”的边缘，业内了解并期待着生物
燃料，但又处于大规模使用的前夜。这是因为
商业化的产量还非常小，这三种替代喷气燃料
与石油基产品相比价格更高。
Sasol成立于上世纪五十年代，利用南非
富产的煤，对煤转油技术进行商业化。该公司
是世界上以Fischer-Tropsch工艺生产燃料的
最大生产商。在该工艺中，一氧化碳和氢气在
钴催化剂的帮助下发生反应，生成长链烷烃。
2009年，Sasol成为第一家获得ASTM批
准的公司。该公司在南非的Secunda 工厂中
采用煤转油（CTL）工艺生产100%合成喷气
燃料。
在这之前九年，Sasol已开始在始发于南
非约翰内斯堡的国际航班上使用CTL混合燃
料，即CTL与常规石油基煤油的混合物。由于
试验的成功以及多年来的测试，包括英国国防
部在内的多家机构已批准了全合成燃料（称为
A-1）的商业使用。ASTM然后将其纳入新的
标准D7566，《含合成烃的航空涡轮燃料标准
规范》。
UOP，总部位于美国伊利诺州Des
Plaines的霍尼威尔下的一个业务部门，开发
出了HEFA工艺。其产品称为“霍尼威尔绿色喷
气燃料”，于2011年获得了ASTM的批准。它可
以采用原生原料（与食品链竞争）或次生原料
（为非食品类生物质，如camelina、海藻和麻
枫树）。当调入量为50%时，可直接替代石油
基喷气燃料，其产生和排放的温室气体可减少
65-85%。
该工艺最早是国防部先进研究项目部
（DARPA）开发从可再生原料生产军用喷气燃
料的项目，主要研究方向是对原料进行脱氧，
然后进一步精炼。其第一次试用是在2008年，
之后，多家航空公司，包括美国海军和空军均
使用这种绿色喷气燃料进行了多次一次性试
飞。UOP已将该工艺许可给了炼油厂和生物燃
料开发商。
在获得ASTM批准后，自2011年起，已有
1500多架次的商业航班使用了调合了以HEFA
工艺生产的生物燃料的航油。
Amyris总部位于美国加州Emeryville，
道达尔总部位于法国Courbevoie。这两家公
司合作开发的喷气燃料最近刚获得ASTM的
批准。道达尔拥有Amyris18%的股份，并为研
究项目提供了资金和专家。在2013年，他们成
立了合资企业，道达尔Amyris生物解决方案
公司（Total Amyris Biosolutions B.V.），以
生产和销售可再生喷气燃料。
DSHC工艺路径于2014年6月获得了
ASTM的认证，当时对ASTM D7566进行了
修改，允许在商业用途中调入最多10%的法
呢烷。
生产法呢烷（一种C15异构烷烃）的工艺
以食糖为原料。工艺中包括发酵和加氢/蒸馏，
将法呢烯转化为法呢烷。目前，只有在巴西的
一家工厂进行第一步的发酵生产，而第二步工
艺则可以在Amyris/道达尔的其他工厂进行。
目前在原料中使用了大量的甘蔗，但
Amyris和道达尔已展示了还可以使用除蔗糖
以外的纤维素（糖）作为原料。这样，转而采用
次生糖类，而不与食物链进行竞争，才能真正
做到可持续。
Amyris/道达尔联盟经理Olivier Rol-
land说，与烃基燃料相比，Amyris/道达尔的
燃料的部分性能优异。其所含能量要高许多，
而其凝点则低于-100˚C。因此具有很好的热
稳定性。其热稳定性高达385˚C，而HEFA工
艺生产的燃料为325˚C，传统喷气燃料只有
260˚C。
Amyris的科学和法规事务高级总监
Fernando García称，汉莎航空最近测试了含
10% Amyris调合物的燃料，发现输出下降了
3%。汉莎航空的这次测试涉及了A-1航空燃
料，这些燃料代表了在西欧可以实际使用的替
代燃料。
获得ASTM认证花了约两年的时间，这是
比较快的。一旦Amyris/道达尔能生产出代表
大规模生产的航空级法呢烷，他们将以10%
，20%，50%的比例调入燃料，以达到D7566
的要求。
此后需要进行目的验证测试，以“进一步
探索这种燃料针对航空需求的各项物理和性
能性质，” Rolland说。在验证测试中只采用
10%和20%的调合比例，这主是要由美国空
军资助并进行的测试。他们还与OEM合作，进
行了材料兼容性测试；在引擎工作临界点进行
的最终引擎测试。每次测试均未发现对发动机
性能的负面影响。引擎测试是在Saffron、汉
莎、霍尼威尔和Pratt & Whitney进行的。
虽然在测试中，调合比例高达50%，标准
中只允许10%的调合比例。其他替代燃料的调
合比例更高；HEFA通常为50%或更高。10%
的调合比例意味着很大的安全余量，对获得认
证也有更大的把握，Rolland说。大多数公司
的燃料中分子碳原子数为C9至C15，而Amy-
ris/Total工艺中只有一种，即C15。Rolland
称，其他公司视之为“黄旗”，因为从未采用过
单一分子成份。10%的调合比例已向市场展示
单分子概念是可行的。
目前，该产品的产量还十分有限，只有
在巴西有一套法呢烷装置。然而，“不管哪
里需要，我们就提供这种燃料的愿望”在那
里，Rolland说。他还说，现在，重点在于与潜
在的客户航空公司建立关系。
合资企业已开始行动。自从获得ASTM认
证之后，巴西一家航空公司GOL从美国弗罗里
达州奥兰多到巴西圣保罗的商业航班就使用
了调入10%以甘蔗为原料的燃料。
可再生喷气燃料在成本高于烃基喷气
燃料的原因是原料不同，特别是与用于生产
HEFA调合组分的次生原料相比，因此无没实
现大规模生产。Rolland还说，用于转化原料
的技术也很贵。为了满足严格的替代性喷气燃
料标准，而不是传统的喷气燃料标准，工艺过
程也更贵。特别是，在替代性喷气燃料标准中
要求金属污染的含量很低。
为了实现国际航空协会（IATA）在2009
年宣布的航空业在2020年实现碳中性增长的
目标，预计生物燃料的使用会增长，希望成本
有望逐步下降。
为了实现行业碳中性增长，还有其他一些
生物航空燃料工艺可加考虑，同时也需要可使
用生物燃料或生物燃料调合组分，且燃料效率
更高的飞机。
糖转烃：最新ASTM认证的
可再生喷气燃料
目前有三种ASTM认证的可再生喷气燃料的生产路径。他们分别是：Sasol的
Fischer-Tropsch烃化工艺，UOP的烃化酯和脂肪酸（HEFA）及糖转烃（DSHC）
。最后这种路径由道达尔与Amyris共同合作开发。这些都是即用型解决方案，即
可以在未经改造的飞机、引擎或地面基础设施中直接使用，它们与石油基的产品
相同。DSHS是最新的一种，6月份刚刚获得ASTM International的批准。
作者
Alison Gaines
专题报道
