航空替代燃料航空替代燃料 综述研究综述研究飞行学院飞行学院 指导老师指导老师2014年1月研究背景研究背景全球二氧化碳排放全球二氧化碳排放约约3.5%目前全球航空业所造成的二氧化碳排放目前全球航空业所造成的二氧化碳排放量占世界总排放量的量占世界总排放量的3.5%。这一比例将在这一比例将在2050年上升到年上升到15%。传统航空燃料产生大量污染物传统航空燃料产生大量污染物NOx、HOx、COx、SOx破坏臭氧层，影响高空气候破坏臭氧层，影响高空气候对大气环境造成难以逆转的损害。对大气环境造成难以逆转的损害。2025年石油资源的储量限制将会开始制年石油资源的储量限制将会开始制约全球石油生产。约全球石油生产。2050年石油资源将面临枯竭。年石油资源将面临枯竭。主要航空替代燃料主要航空替代燃料合成燃料合成燃料以煤炭、天然气或生物质为原料，利用以煤炭、天然气或生物质为原料，利用费托合成油工艺生产。费托合成油工艺生产。是最早得到运用的航空替代燃油，在部是最早得到运用的航空替代燃油，在部分国家的生产已初具规模。分国家的生产已初具规模。生物燃料生物燃料航空生物燃料主要从麻风树、亚麻荠、航空生物燃料主要从麻风树、亚麻荠、海藻和盐生植物等非粮食作物中提炼。海藻和盐生植物等非粮食作物中提炼。技术手段多样，但成本仍较高。技术手段多样，但成本仍较高。节能减排效果显著。节能减排效果显著。氢燃料氢燃料航空氢燃料为液态氢，由氢气经低温转航空氢燃料为液态氢，由氢气经低温转化得到。化得到。成本和技术难度较高，尚处于试验阶段，成本和技术难度较高，尚处于试验阶段，暂未得到应用。暂未得到应用。三种主要航空替代燃料三种主要航空替代燃料优缺点对比优缺点对比优点优点缺点缺点合成燃料合成燃料显显著著减减少少有有害害物物质质的的排排放放，技技术术成成熟熟，应应用用成成本本较较低低，其其原原料料煤煤炭炭和和天然气储量仍十分巨大。天然气储量仍十分巨大。生生产产过过程程产产生生大大量量的的二二氧氧化化碳碳，是是生生产产传传统统燃燃料料的的1.8倍倍，难难以以达达到到减减排目的。排目的。生物燃料生物燃料可可再再生生能能源源，原原料料来来源源广广泛泛，极极大大减减轻轻对对化化石石燃燃料料的的依依赖赖，且且节节能能减减排效果显著。排效果显著。生生产产成成本本仍仍较较高高，且且产产量量受受限限制制，在在不不影影响响粮粮食食作作物物生生产产的的前前提提下下，生生物物燃燃料料难难以以支支持持航航空空活动对燃油的需求。活动对燃油的需求。氢燃料氢燃料燃燃烧烧性性能能显显著著优优于于传传统统燃燃料料，燃燃烧烧产产物物主主要要是是水水，零零二二氧氧化化碳碳排排放放，是最清洁绿色的燃料。是最清洁绿色的燃料。液液氢氢的的生生产产成成本本较较高高，使使用用氢氢燃燃料料还还需需要要对对飞飞机机和和机机场场设设施施进进行行重重新新设设计计，另另外外，氢氢燃燃料料在在高高空空燃燃烧烧产产生生的的大大量量水水蒸气将有可能影响气候。蒸气将有可能影响气候。航空替代燃料航空替代燃料发展前景与挑战发展前景与挑战前景前景挑战挑战合成燃料合成燃料随随着着石石油油价价格格的的增增长长和和费费托托合合成成技技术术成成本本逐逐渐渐降降低低，生生产产设设施施的的建建设设将将得得到到加加速速。合合成成燃燃油油在在价价格格方方面面的竞争优势将愈发明显。的竞争优势将愈发明显。生生产产过过程程需需要要解解决决气气体体收收集、封存和处理的问题。集、封存和处理的问题。生物燃料生物燃料微微藻藻生生物物油油最最被被看看好好，其其生长环境简单，生长迅速。生长环境简单，生长迅速。成成本本和和产产量量受受限限的的问问题题难难以解决。以解决。氢燃料氢燃料随随着着氢氢燃燃料料生生产产设设施施的的增增加，其成本有希望降低。加，其成本有希望降低。解解决决与与现现有有航航空空发发动动机机的的相容性问题尚需时日。相容性问题尚需时日。促进我国航空替代燃料领域促进我国航空替代燃料领域发展的建议发展的建议设立牵头部门，制定长期发展战略，然设立牵头部门，制定长期发展战略，然后组织国内相关部门、高校、研究机构、后组织国内相关部门、高校、研究机构、企业等多家单位联合攻关。企业等多家单位联合攻关。我国煤炭储量丰富，应大力开展基于煤我国煤炭储量丰富，应大力开展基于煤炭的费托合成燃料的生产研发。炭的费托合成燃料的生产研发。积极推动在该领域的国内外合作和学术积极推动在该领域的国内外合作和学术交流，积极学习国外研发经验，引进研交流，积极学习国外研发经验，引进研究成果。究成果。结论结论全球气候变暖、环境污染和石油资源的枯竭全球气候变暖、环境污染和石油资源的枯竭使得全球航空业在新世纪的发展正面临不可使得全球航空业在新世纪的发展正面临不可避免的危机。避免的危机。航空替代燃料的研发和应用航空替代燃料的研发和应用是缓解危机的关键！是缓解危机的关键！短期内最有希望得到广泛应用的是基于短期内最有希望得到广泛应用的是基于费托合成油技术，以煤炭或天然气为原费托合成油技术，以煤炭或天然气为原料的合成燃料。料的合成燃料。目前生物燃料虽尚未实现工业化生产，目前生物燃料虽尚未实现工业化生产，但由于其突出的节能减排效果，仍具有但由于其突出的节能减排效果，仍具有非常巨大的发展潜力。非常巨大的发展潜力。航空氢燃料还处于研究验证阶段，尚面航空氢燃料还处于研究验证阶段，尚面临诸多难题，但是其清洁无污染的特点临诸多难题，但是其清洁无污染的特点仍使其成为未来最理想的替代燃料之一。仍使其成为未来最理想的替代燃料之一。研究航空替代燃料有助于我国研究航空替代燃料有助于我国从从“航空大国航空大国”向向“航空强国航空强国”迈进迈进还对我国实现还对我国实现减排承诺减排承诺有着非常积极的作用有着非常积极的作用报告结束报告结束请老师批评指正请老师批评指正 谢谢！谢谢！