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中國民航業一年將向歐盟支付8億元?
發展中國家碳減排成本大大高於發達國家,或對我航空業造成巨大衝擊
低碳革命衝擊世界航空業布局,航空生物燃料市場競爭愈發激烈。 |
近年來『低碳革命』對全球航空業格局造成巨大衝擊,給我國航空業發展帶來空前壓力。歐盟去年單方面公布,自2012年起對所有抵離歐盟的商業航班實施碳排放權配額制度。按照這一方案測算,中國民航業僅2012年一年就將向歐盟支付約8億元人民幣。
新一輪『碳政治』席卷全球
在全球應對氣候變化的大背景下,西方國家目前正通過大力推進『低碳革命』,力圖成為新規則的制訂者和主導者,新一輪『碳政治』正席卷全球。
據美國運輸部研究機關的專家測算,2000年全球飛機的二氧化碳排量為5.72億噸,2010年將增至6.05億-7.76億噸,2025年將進一步增至12.28億-14.88億噸,相當於2006年度日本全國的排量。因此,包括國際航空運輸協會(IA T A )在內的相關國際組織一直呼吁政府和航空公司合作以減少二氧化碳排放。
去年10月,作為全球航空業的代表,IA T A提出了三大承諾減排目標,並通過國際民航組織(IC A O )遞交給哥本哈根國際氣候變化大會。這三大減排目標包括:到2020年,每年燃效提高1.5%;從2020年起,通過碳中和增長,穩定碳排放量;在2050年,碳的淨排放量比2005年減少50%。
這場由西方國家發起的航空業『低碳革命』對我國航空業的發展造成了一定的衝擊。據了解,對於中國這樣的發展中國家的航空業而言,隨著機隊的快速擴充,其增加的減排成本會大大高於發達國家成熟的航空業。業內人士認為,突如其來的減排壓力可能會對有著巨大發展潛力的中國航空業帶來衝擊,其快速發展的勢頭或被嚴重遏制;而原本面臨萎縮的發達國家航空業則可望坐收漁利,從而迎來相對的發展空間。
在這一場航空業的『低碳革命』中,歐盟是『急先鋒』,它已在去年單方面公布了其具體的計劃———歐盟將在2012年對所有抵離歐盟的商業航班實施碳排放權配額制度。
據中國民航局節能減排辦公室介紹,歐盟碳排放具體征收方法是,以2004年至2006年三年全球航空公司進出歐盟航班所產生的碳排放總量平均值的97%作為排放上限,其中的85%為各公司的免費額度,這些免費額度將根據一定的規則分配給每個航空公司。從2012年1月1日起,航空公司超過免費額度的,就要到歐盟碳排放交易市場購買或通過拍賣的方式購得排放配額。如果額度用不完,亦可以出售。一噸碳排放配額出售價格為10至30多歐元。
如果按照此方案運作,據測算,中國民航業僅2012年一年將向歐盟支付約8億元人民幣,2020年超過30億元人民幣,9年累計支出約176億元人民幣。中國飛往歐洲的航班每增加一班,一年將增加1500萬元人民幣的額外成本支付。
航空公司現行減排措施有局限
波音(中國)投資有限公司研究與技術副總裁艾博恩告訴《經濟參考報》記者,雖然航空公司通過改善機型和提高運營效率確實能在一定程度上控制排放量的增長速度,但是歸根到底只有使用低碳航空燃料纔有可能使排放量真正減少。
在越來越大的航空碳排減壓力下,包括中國在內的世界各國航空公司都開始積極尋求解決方案。目前世界各航空公司業已實施的減排措施主要包括:實施『碳補償』計劃,通過旅客自願為其合作的非營利組織捐款的形式,購買『碳補償』額度;改善機隊機型提高能效;降低服務能耗等。
例如,德國漢莎航空公司從2007年開始向其乘客提供碳補償選擇,其合作伙伴也是『M y Clim ate』基金會。漢莎航空還通過購買、使用能耗更低的飛機來實現節能減排,例如空客A 380和波音747-8。此外,漢莎還大幅降低了飛機的載重量,並經常對發動機進行清潔,選取更加優化的航行路線等方式來降低能耗。至2009年,與過去5年相比,漢莎的每位乘客每公裡的燃料消耗量已減少30%。
中國各航空公司和民航局也采取了一系列措施。比如優化航路,縮短飛行距離;在機場設計和建設環節中,積極采用節能減排的方案;鼓勵航空公司替換老舊飛機等。這些減排措施雖說也有一定效果,但作用相當有限。據《經濟參考報》記者調查,目前航空業最大的碳排放源其實是航空燃料,飛機在飛行過程中不僅排放出大量氮氧化物等傳統污染物,還排放包括二氧化碳、水蒸汽等溫室氣體。航空燃料的二氧化碳排放量佔到航空業總排放量的90%左右,因此專家認為,從航空燃料入手纔是航空業減排的根本。
波音已在多地開展生物燃料試飛
在目前波音的試飛中,生物燃料與傳統燃料的比例為5:5,未來可提昇到9:1,甚至是100%采用生物燃料。
低碳航空燃料目前主要是指生物燃料,西方一些發達國家如今已開始在一些航空公司使用生物燃料進行試飛。試飛結果表明,生物燃料與傳統燃料混合,能夠在不改變飛機發動機結構的情況下提高飛行效率,且符合技術與安全使用標准。生物燃料與現有機型的兼容性非常好,既能和傳統的航空煤油混合,也可完全代替傳統的航空煤油,直接為飛機提供能量。
國際航空運輸協會(IA T A )理事長喬瓦尼·比西尼亞尼說,生物燃料研發的進展速度遠超預期。尤其是最近3年來,可持續生物燃料從無到有,如今已進入試飛階段。采用可持續生物燃料的幾次試飛證明,這些生物燃料符合商務航空技術與安全使用標准,預計最晚到2011年即可通過認證。
IA T A在今年2月份發布的最新報告中稱,相關機構正在測試可替代性燃料,預計在2011年底將建成經認證的標准航油和合成燃料混合使用的所有平臺和相應設備。IA T A預計,民航業生物燃料市場價值可達1000億美元。
作為全球兩大飛機制造巨頭之一,美國波音公司很早就致力於航空生物燃料的開發。2008年2月,在商業客機的首次生物燃料試飛中,波音公司、英國維珍大西洋航空公司和通用電氣航空證明了使用可持續性生物燃料與煤油的混合燃料的技術可行性。同年12月,波音與新西蘭航空公司、羅爾斯羅伊斯公司再次進行了可持續性生物燃料的試飛。2009年初,波音公司又分別與美國大陸航空公司、通用電氣航空、日本航空公司及普惠舉行了一系列進化測試,所有這些試飛都強調可持續性生物燃料可應用於現有機隊的減排,無需改造飛機或引擎。今年4月,波音稱,環保可行的可持續性生物燃料將在2015年成功開發。
波音(中國)投資有限公司研究與技術副總裁艾博恩對《經濟參考報》記者說,波音現已與澳大利亞、美國、中東等國家和地區開展航空生物燃料評估項目,共進行了5次試飛,時間為1.5-2小時。試飛結果均超過預期,生物燃料的凝結點較低,且熱穩定性好,預計2011年能夠獲得技術認證。在目前的試飛中,生物燃料與傳統燃料的比例為5:5,未來可提昇到9:1,甚至是100%采用生物燃料。
今年7月1日,另一飛機制造業巨頭———空客公司,其母公司歐洲宇航防務集團也進行了藻類生物燃料試飛,證明該燃料的燃燒率較高,比傳統燃料節省約5%-10%。
現在,我國航空業和能源行業的行家們逐漸認識到,發展生物燃料纔是航空碳減排的根本出路。不過與先進國家相比,我國在航空生物燃料方面的研制工作要遠遠地落後於波音、空客。國內目前也有一些專家進行了相關研究,但多數還停留在實驗室階段。
在航空生物燃料的應用方面,中國國航雖然與中國石油、美國波音公司及霍尼韋爾U O P公司開展了合作,共同開發可持續航空生物燃料並開展試飛,但是這項技術不是我國所有,這只是美國在中國市場進行的一次航空生物燃料試驗而已。
業內人士表示,鑒於美國在先進技術出口方面的嚴格管制,在航空生物燃料技術方面,我國今後應以自主研發為主,否則將來在航空碳減排方面可能完全依賴於別國。
專家:應從國家戰略層面規劃生物燃料研發
我國要發展自主知識產權的航空生物燃料,可選擇的生物燃料種類很多,業內人士認為,就我國國情而言,以藻類生物燃料為突破口是最好的選擇。目前我國在藻類生物燃料的研發方面已取得一定的進展,但要在這方面取得進一步突破、並盡快用作航空燃料,還需跨越多個障礙。
已初具規模制備生物燃料的條件
藻類具有的特點非常適合我國的國情,而且從全球藻類生物燃料的研發來看,我國起步也並不晚。到目前為止,我國已擁有了一批掌握藻類生物燃料實驗室技術的一流專家,並在部分企業開展了藻類生物燃料的中試培養和規模化示范。
藻類生物燃料的核心技術主要涉及藻類的篩選和基因工程改造、養殖、光生物反應、收集及油脂提取等,其中藻類基因工程改造和養殖是當前制約藻類生物燃料生產低成本化的關鍵技術。我國在藻類生物燃料方面的研究從上世紀80年代就已起步,目前與西方的差距很小。
如清華大學藻類能源實驗室早在1988年就開始關於藻類生物燃料的研究,目前擁有國際領先的科研實力。中國水產科學研究院、中科院海洋研究所等單位也正在開展以海洋藻類為原料生產生物柴油的研究。上海交通大學藻類制油研究課題組計劃開發適合工業化生產的連續采收、能源消耗低的脫水乾燥和微藻制油技術,建立規模化的微藻制油工廠,在大型容器中養殖微藻。
在藻類生物燃料產業化方面,我國也已經開始進行了藻類生物燃料的中試培養和產業化示范,這標志著我國初步具備了規模制備生物燃料的條件。
2008年,致力於新能源開發的民營企業新奧集團在國內率先建成1000平方米的中試規模藻類養殖基地及油脂提取制備車間。2010年,新奧集團、中石化、海南的洋浦綠地能源科技有限公司(外資企業)和包頭的金驕集團等也開始啟動或預備啟動藻類生物能源項目。其中,新奧集團在內蒙古達拉特旗啟動的藻類生物能源產業化示范工程,在沙荒地上利用煤化工的二氧化碳規模化養殖能源藻類,並利用工業餘熱降低養殖成本。該項目計劃在2-3年內完成產業化示范。
尚缺乏權威性的技術路線規劃
我國在藻類生物燃料的研發方面目前已取得一定的進展,但業內人士認為,要在這方面取得進一步突破、並盡快用作航空燃料,還需跨越多個障礙。
第一,我國藻類生物燃料研究尚未形成合力。《經濟參考報》記者調查發現,盡管我國不少科研團隊在藻類各項技術研發上都取得了進展,但目前他們在研究方向和方法上存在較大的分歧,對彼此的研發進展也不甚了解。不少科研機構『牆內開花牆外香』,在國際上已具有較高的知名度,但國內各界對其研發成果仍了解有限。
第二,缺乏權威性的技術路線規劃。這也是導致我國科研機構各自為戰、研究方向不一致的原因之一。美國由能源部牽頭,目前已發布兩版微藻生物燃料技術路線圖,從藻類資源到各項關鍵技術的梳理,為美國相關領域的研發提供了重要的指導作用。
第三,跨學科的研發團隊力量不足。高成本是目前藻類生物燃料技術產業化的最大瓶頸,而突破這一瓶頸需要通過多學科交叉、集成創新手段來實現,這不僅涉及生物工程等藻類基礎研究學科,還涉及材料學、環境學等多個領域,需要多學科的研究團隊纔能完成這項艱巨任務。目前我國這樣的多學科團隊力量還不多。
第四,研發資金投入有待進一步加大。以美國為例,藻類生物燃料的研發資金既包括政府撥款,也包括財團、企業的資助,投資規模以十億美元計。尤其是政府在財政預算中明確撥款,不僅能補充科研資金不足,還能起到較好的資金導向作用。另外,充分調動民間力量融資,也能更好地達到產學研的溝通。
應鼓勵民間資本流向該技術研發
中國石油大學新能源研究中心傅鵬程教授、中科院青島生物能源與過程研究所劉天中博士等多位專家建議,國家應盡快采取有力措施來推動我國藻類生物燃料的發展和應用。
一是應從國家戰略層面來規劃藻類生物燃料研發。藻類生物燃料的開發,具有重要的政治、經濟和科學意義,還涉及國家經濟和環境安全,應將其納入戰略性新興產業,提高到國家戰略的高度。目前,我國戰略性新興產業中與藻類生物燃料相關的包括新能源、生物育種,但二者的涵蓋面都較廣。應明確藻類生物燃料作為戰略性新興產業的地位,並出臺全國性的產業遠景規劃以及產業技術路線圖等,以更好地引導技術研發和產業化項目的開展。
二是要整合國內相關研發資源,加緊技術攻關。目前我國已擁有多位藻類生物燃料研究的一流專家,若將其研發成果共享,並使其形成合力,必能大大推進我藻類生物燃料技術的研發。不僅要依托國內現有的藻類生物燃料科研力量,建立一支藻類能源科技領域的『國家隊』,還應通過優惠政策,吸引在美國、以色列、日本等國從事相關領域研究的中國專家及早『歸隊』,增強我國藻類生物燃料的科研實力和後備力量,盡快實現在關鍵技術上的新突破。
三是加大政府投入,鼓勵大企業參與研發。國家應加大對藻類生物燃料的科技支持力度,從政策和資金兩條途徑推動技術研發。一方面,政府有必要向直接相關的項目進行投資,從而起到激發研發積極性並引導其他企業參與的作用;另一方面,也要通過相關政策傾斜,鼓勵民間資本流向該領域的技術研發。
四是有序構建藻類生物燃料產業體系。在技術突破的基礎上,著眼未來生物能源產業,建立高素質的藻類能源產業體系。該體系應突出產學研結合,突出技術集成,大力推動新型海洋生物能源產業的形成和發展;也應突出生物能源的綜合利用,使可從藻類中得到的生物柴油、乙醇、甲烷等得到充分利用和發展;還應考慮聯接工業和農業,充分利用農村勞動力。
五是增加政府補貼,規劃好藻類生物燃料銷售網絡。當前,藻類生物燃料在商業化方面還不具有成本競爭力,還需通過政府在價格調控、稅收優惠、市場配額、資金補助、市場准入等方面制定進一步指導政策,扶持藻生物燃料產業的健康發展。
六是國家要盡快組織國內企業把藻類生物燃料應用於航空業。現在波音、空客等國外公司已在用生物燃料替代傳統航空燃料進行航空試飛,對此國家應盡快引導國內航空企業與國內能源企業、能源研發機構結合起來,把藻類生物燃料盡快應用於航空業,以便在今後航空碳減排方面佔據主動地位維護國家利益。
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藻類生物燃料的六大優勢
一是含油率高。藻類油脂含量大大高於傳統的油料作物。大豆、棕櫚等油料作物的含油量不足其全部生物量的5%,而藻類含油率最高可達其乾重的80%以上,一般也可達到20%-50%。
二是生長速度快。藻類的生長和繁殖速度顯著高於傳統的油料作物。藻類在正常生長時生物量每24小時即可翻倍,在指數生長期,倍增時間甚至可以縮短至3.5小時。
三是環境適應性強。藻類對環境的適應能力遠遠優於其他油料作物,對生長環境的要求極低,包括終年被冰雪覆蓋的南北兩極,酸鹼度極高或極低的湖泊水潭、鹽鹼沼澤甚至鹽度飽和鹵水,大洋深處、高山頂及火山口、地熱溫泉、乾旱沙漠等對生命過程極為不利的極端環境中,都有藻類繁衍生息。
四是佔用耕地少。藻類是海洋生態 系統 的基 石, 佔海 洋生 物的50%,因而開發藻類生物燃料可利用廣闊的海洋,其養殖甚至可不佔用陸地資源。而現有的油料作物大多為陸生植物,其種植不但會佔用大量耕地或林地,甚至會形成與人爭糧的局面,其供給不具備可持續性。
五是環境友好。藻類生物燃料不會增加溫室氣體的排放,又不會對水資源構成威脅。在藻類種植過程中,每增加1噸藻類生物質能,需排放相當於2噸化石能源釋放的溫室氣體,但藻類在生長時也需要基本等量的二氧化碳,因而其二氧化碳的淨排放量近似於零。
六是副產品附加值高。藻類好比是日光驅動的細胞工廠,它能將二氧化碳轉化為生物燃料、食品、飼料和高價值的生物活性物,而且這些光合微生物還可用於生物除污以及作為固氮生物肥料。大部分藻類在產油的同時,會生產E P A、D H A、蝦青素、胡蘿卜素、藻藍蛋白、飼料蛋白等高附加值產品,這些高附加值產品的綜合利用可以大大加 快藻 類生 物能 源的 產業 化進程。
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