導讀:用俗稱“地溝油”的廢棄油脂生產可持續航空燃料(SAF),碳減排量超50%,是航空業實現綠色低碳轉型的關鍵路徑。最近,華東師范大學可再生碳資源科學與技術工程中心發布了一項全球首創成果——以廢棄油脂為唯一原料,成功產出100%SAF,可直接適配航空發動機,無需摻混石油基燃料,碳減排效果比普通SAF更好。
在上海市科委支持下,華東師大科研團隊與上海機場集團等企業攜手,已成立上海尚能綠航公司。這個項目由市科委項目經理實施里程碑式管理,計劃今年9月啟動中試。“我們力爭早日實現量產,打造一條從上海市民餐桌到SAF生產、再到機場加注的‘地溝油’綠色升級閉環。”華東師大教授趙晨說。
與商發合作打破歐美壟斷
走進可再生碳資源科技工程中心,記者看到多個樣品瓶,其中一個透明瓶貼著“100%-SAF”標簽,另一個棕色瓶標注“100%SAF核心組分”。趙晨介紹,兩份樣品均以廢棄油脂為原料,經特定工藝轉化為不同核心組分,按適當比例調和后,就能得到適配國產航空發動機、專供國產飛機試用的100%油脂基SAF。
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華東師大可再生碳資源科技工程中心展示的各類SAF樣品
中國民航局測試中心出具的檢測報告顯示,這種全摻混SAF經檢測,近50項指標全部合格,符合航空噴氣燃料的國家標準。
樣品展臺旁,是一套長約10米的100%油脂基SAF生產實驗裝置。它配備多個反應器,大部分反應器用于將“地溝油”轉化為100%SAF所需核心組分,另外兩個反應器用于生產配套組分。
這套裝置凝聚了趙晨20多年的科研積累,以及近3年來她帶領團隊持續攻關的心血。這位女科學家在北大讀博時,踏上了油脂基生物燃料研究之路。此后,她深耕生物燃料與石油化工交叉領域,探索以木質纖維素、廢棄油脂、生物基合成氣、二氧化碳與氫氣等為原料,開發低碳生物燃料。2023至2024年,中國航發商發、中國商飛先后與趙晨團隊達成合作,研發專供國產發動機和飛機試用的100%油脂基SAF,力爭打破歐美技術壟斷,為后續商品化應用奠定基礎。
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100%油脂基SAF生產實驗裝置
技術路線和成本占有優勢
近年來,全球主要飛機及發動機制造商在加速布局100%SAF。波音、空客都提出了2030年所有機型實現100%SAF適配的目標。2023年,羅羅公司完成了所有在產民用航空發動機的100%SAF兼容性測試。通用電氣也已完成多款發動機的地面及飛行測試。
歐美企業生產100%SAF的原料除了廢棄油脂,還有玉米。這種技術路線因消耗糧食,存在“與民爭糧”的爭議。而趙晨團隊以廢棄油脂為唯一原料,在技術路線上占有優勢。
能否將廢棄油脂高效轉化為100%SAF所需核心組分?趙晨團隊勇闖科研“無人區”,憑借多學科交叉的技術積累和對油品性質的深入研究,制定了創新技術方案。2023年以來,他們做了大量實驗,通過精心設計的反應器和催化體系,終于將廢棄油脂逐步轉化為SAF所需核心組分,成功制備出100%油脂基SAF。
他們還研發出無氫定向轉化工藝,顛覆了國際主流的加氫脫氧技術。這種工藝無需消耗氫氣,生產SAF的成本比主流技術低30%以上,而且收率更高,為未來產品的規模化商用奠定了成本優勢。
項目經理人牽頭推進中試
這種顛覆性技術引起了市科委重視。去年9月,上海市“可持續航空燃料關鍵技術與中試驗證”項目啟動,支持華東師大與上海機場集團聯合開展中試驗證。
“從實驗室技術突破到公司成立、籌備中試,我們的推進速度非常快。”華東師大副研究員田井清介紹,去年8月,上海尚能綠航公司在金山區碳谷綠灣產業園成立;今年順利完成環評、能評、衛評、安評和中試項目招標,由上海電氣集團上海鍋爐廠承擔主體裝置建設任務。按照計劃,今年9月將啟動中試,年底實現中試裝置穩定運行,達到年產5000噸油脂基SAF的技術指標。
項目推進過程中,市科委綠色燃料項目經理人團隊發揮了關鍵作用。近年來,上海積極探索以項目經理人為主責的科研項目管理體制,強化全要素配置和全鏈條孵化,為科技創新提供全生命周期支撐。尚能綠航正是這一體制改革的產物。趙晨團隊取得技術突破后,項目經理人團隊主動對接相關企業,推動上海機場集團開展調研論證,最終雙方聯合成立尚能綠航,共同推進SAF項目。未來,完成中試和試用驗證后,產品將供應上海機場集團,在浦東、虹橋兩大機場試用,并在后續產業化進程中,打造“餐桌—工廠—機場”的“地溝油”高端產業鏈閉環。
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科研人員在操作100%油脂基SAF生產實驗裝置。
對化工企業而言,在上海化學工業區尋找中試場地難度較大。去年,趙晨團隊曾為此發愁,好在經市科委與金山區政府合力推動,碳谷綠灣產業園里一家合成橡膠和膠乳企業主動綠色轉型,成為尚能綠航的戰略股東。這家企業騰出近40畝場地,保障了SAF中試項目落地。
“公司落戶金山后,我們享受到了全方位的精細化政務服務。”趙晨感慨道。作為尚能綠航董事長,她收到了來自碳谷綠灣的詳細清單,上面清晰列明了化工企業成立所需的全部手續和注意事項。這種專業細致的服務讓她和同事的創業之路十分順暢,確保中試項目能如期啟動。
中試項目完成后,將啟動10萬噸級油脂基SAF產業應用示范,進一步完善技術、開展試用驗證,助力上海打造這一未來產業的創新策源地和產業高地,為國產航空發動機、國產飛機試用低碳燃料提供有力支撐。
來源:上觀新聞
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