劉子鈺，王基銘

（1.北京航空航天大學(xué)航空科學(xué)與工程學(xué)院，北京 100083；2.中國(guó)石油化工集團(tuán)有限公司，北京 100728）

受新冠疫情影響，經(jīng)濟(jì)增速放緩，但航空業(yè)仍是發(fā)展最為強(qiáng)勁的運(yùn)輸業(yè)之一，前景依然樂(lè)觀[1-2]。預(yù)計(jì)2060年航空客運(yùn)量將達(dá)到2020年的3.7倍，航空的碳排放量將達(dá)到2.3億噸[3]。2019年航空業(yè)的二氧化碳排放量占全球交通運(yùn)輸燃料二氧化碳排放量的10.0%，占全球溫室氣體排放總量的2.1%[4]，雖然所占比例相對(duì)較少，但飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)消耗航空煤油產(chǎn)生的溫室氣體直接排放在萬(wàn)米高空，對(duì)臭氧層變化和全球氣候變暖影響巨大。此外，快速發(fā)展的航空業(yè)帶動(dòng)航空煤油的消耗量每年增長(zhǎng)約9%。2018年和2019年中國(guó)民航業(yè)航煤消耗量分別為3 463萬(wàn)噸和3 684萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)2025年市場(chǎng)消費(fèi)量將近5 000萬(wàn)噸。大力發(fā)展航空替代燃料，并將其作為綠色航空能源的主導(dǎo)，將會(huì)是解決航空業(yè)環(huán)境問(wèn)題和我國(guó)石油能源安全問(wèn)題的關(guān)鍵舉措之一。

國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)在2009年哥本哈根會(huì)議上制定了航空業(yè)碳排放目標(biāo)，至2050年實(shí)現(xiàn)碳排放量為2005年的1/2，航空業(yè)成為全球唯一以2050年碳排放減半為目標(biāo)的行業(yè)[5]。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)與飛機(jī)技術(shù)進(jìn)步速度，預(yù)估發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)的輕量化和效率提升可分別承擔(dān)約20%的碳減排，航空基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化與空中交通管理的智能化將貢獻(xiàn)10%，剩余50%的碳減排重任將由航空替代燃料承擔(dān)。由于航空替代燃料在生命周期內(nèi)的溫室氣體排放明顯低于石油衍生航空燃料，相比于其他技術(shù)措施，如機(jī)身和發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)，航空替代燃料的部署速度相對(duì)較快[6-7]。因此在2050年之前，降低航空業(yè)對(duì)氣候變化的潛在影響很大程度上依賴于航空替代燃料。

1 航空替代燃料技術(shù)在我國(guó)航空能源體系中的規(guī)劃和布局

航空替代燃料技術(shù)是我國(guó)能源戰(zhàn)略規(guī)劃中重要一環(huán)，此項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展和推廣也將助力“雙碳”目標(biāo)的順利實(shí)現(xiàn)[8-10]?！秶?guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》《“十四五”民航綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃》《國(guó)家發(fā)展改革委國(guó)家能源局關(guān)于完善能源綠色低碳轉(zhuǎn)型體制機(jī)制和政策措施的意見(jiàn)》都強(qiáng)調(diào)全力推進(jìn)可持續(xù)航空燃料的應(yīng)用[11-13]。2022年4月中國(guó)石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院與德勤中國(guó)共同撰寫(xiě)的《邁向2060碳中和石化行業(yè)低碳發(fā)展白皮書(shū)》將生物航煤列入石化行業(yè)實(shí)現(xiàn)2030年碳達(dá)峰的支撐技術(shù)之一[14]。

航空替代燃料技術(shù)采用非化石原料，利用合成烴或加氫脫氧工藝，再經(jīng)裂化、催化重整、分餾等生產(chǎn)航空燃料。我國(guó)目前替代燃料原料主要來(lái)源于餐飲廢油、能源植物、廢棄生物質(zhì)以及煤炭、天然氣等非石油基原料。

目前ASTM D7566認(rèn)證的航空替代燃料制備工藝共有8種[15]。其中共煉制是作為ASTM D1655（航空渦輪燃料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范）的附件A1[16]。表1列出了這8條途徑、適用的原料類(lèi)型以及與石油基噴氣燃料的最大摻混比。

表1 ASTM認(rèn)證的8種替代燃料合成工藝以及最大摻混比

基于國(guó)際航空碳減排目標(biāo)及壓力，國(guó)內(nèi)在“即用型”航空替代燃料方面取得了快速發(fā)展，不僅多種原料與制備工藝得到了工業(yè)化認(rèn)證，而且?guī)?dòng)了“即用性”認(rèn)證以及相應(yīng)的全生命周期碳減排評(píng)價(jià)方法與應(yīng)用。

“即用型”航空替代燃料應(yīng)具有相同化學(xué)結(jié)構(gòu)的非化石碳?xì)浠衔锶剂希⑴c混合的常規(guī)噴氣燃料相容。原料應(yīng)具有減少二氧化碳排放量和大規(guī)模產(chǎn)出的能力。生物航油的生物原料主要有3種：木質(zhì)纖維生物質(zhì)（如麥草、秸稈、農(nóng)業(yè)廢棄物等）、油料作物和動(dòng)物脂肪（大豆、菜籽、瓜子、廢棄油脂），以及避免“與人爭(zhēng)糧”“與糧爭(zhēng)地”的油料作物（如微藻、鹽堿地文冠果、麻風(fēng)樹(shù)等油料植物）。

1.1 木質(zhì)纖維素類(lèi)生物航空燃料

我國(guó)秸稈類(lèi)木質(zhì)纖維素類(lèi)產(chǎn)量豐富。纖維素秸稈可以通過(guò)FT合成工藝[17]、醇制噴氣燃料（ATJ）路徑、合成異構(gòu)烷烴燃料（SIP）路徑生產(chǎn)航空生物燃料。

FT合成工藝適用多種木質(zhì)纖維素類(lèi)生物質(zhì)，且有顯著碳減排效應(yīng)。FT合成生產(chǎn)的所有噴氣燃料均具有相似特性，與原料類(lèi)型無(wú)關(guān)。燃料特性的變化主要與FT合成工藝條件有關(guān)，包括催化劑、溫度、壓力以及氫氣和一氧化碳的比例。但是，原料的選擇對(duì)燃料生產(chǎn)能力、成本和生命周期溫室氣體排放有很大影響。與用煤和天然氣相比，生物質(zhì)FT燃料的成本較高，這是因其能量密度低，原料收集與運(yùn)輸成本高。我國(guó)目前已實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的FT燃料以煤為主要原料，其產(chǎn)品已經(jīng)作為汽油、航油、柴油的調(diào)和組分在使用，不僅降低積碳量，而且還提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

ATJ和SIP是針對(duì)富糖原料的可行技術(shù)路線。對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行預(yù)處理獲得糖，通過(guò)糖發(fā)酵過(guò)程生產(chǎn)醇（乙醇、丁醇、異丁醇），再通過(guò)醇脫水、低聚和氫化獲得ATJ噴氣燃料。醇類(lèi)物質(zhì)為原料制取航空燃料主要包括兩種技術(shù)路徑：脫水聚合反應(yīng)路徑和水相重整反應(yīng)路徑。ATJ工藝生產(chǎn)航煤的成本主要取決于醇類(lèi)原料的成本。SIP典型工藝是加氫發(fā)酵糖生產(chǎn)的合成異石蠟。糖通過(guò)微生物發(fā)酵制α–烯烴，然后α–烯烴加氫制烷烴。與FT和ATJ工藝相比，SIP工藝與石油基煤油混合最高限量?jī)H為10%。

木質(zhì)纖維素生物質(zhì)水相轉(zhuǎn)化生物噴氣燃料還沒(méi)有列入ASTM D7566認(rèn)證目錄，但在中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)放大試驗(yàn)階段。其工藝是通過(guò)生物質(zhì)水熱轉(zhuǎn)換制備平臺(tái)化合物（糠醛、乙酰丙酸），平臺(tái)化合物通過(guò)羥醛縮合增長(zhǎng)碳鏈長(zhǎng)度控制在噴氣燃料范圍內(nèi)的，最后通過(guò)加氫生產(chǎn)烴類(lèi)生物燃料。

1.2 廢棄油脂類(lèi)生物航空燃料

廢棄油脂兼具廢物和資源的二重性。2013年4月，東方航空一架空客A320飛機(jī)在批準(zhǔn)空域經(jīng)85min技術(shù)飛行測(cè)試后平穩(wěn)降落在上海虹橋機(jī)場(chǎng)，共消耗1.7噸由中國(guó)石化自主研發(fā)的1號(hào)生物航煤[18]。這標(biāo)志著繼美國(guó)、法國(guó)、芬蘭后中國(guó)成為第4個(gè)擁有生物航空煤油自主研發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的國(guó)家。2015年3月，加注有1號(hào)生物航煤的海南航空的波音737客機(jī)首次完成商業(yè)載客飛行，所用航煤為1號(hào)生物航煤與普通航煤1:1調(diào)和而成。以棕櫚油和餐飲廢油為原料的1號(hào)航煤擁有高于傳統(tǒng)石油基航煤的重量熱值比、瞬間霧化性能、蒸發(fā)性能以及燃燒性能，且在全生命周期內(nèi)可實(shí)現(xiàn)碳減排55%～92%。

中國(guó)石化鎮(zhèn)海煉化杭州石化生產(chǎn)基地于2011年9月建成國(guó)內(nèi)第一條廢棄油脂制備生物航煤的生產(chǎn)線[19]。不同廢棄油脂原料地域成分差異較大，油脂碳鏈長(zhǎng)度與不飽和度都有差異，但主要成分都是脂肪酸酯，脂肪酸。廢棄油脂類(lèi)可以通過(guò)HEFA–SPK、共煉制工藝路徑生產(chǎn)航空生物燃料。

HEFA–SPK工藝首先利用催化劑對(duì)經(jīng)過(guò)清洗處理的廢棄油脂進(jìn)行初級(jí)脫水脫氧處理，在一定溫度和氫分壓條件下，通過(guò)催化劑對(duì)初級(jí)生物油進(jìn)行加氫、異構(gòu)化和選擇性裂化處理，最后在分餾塔中分離得到航空煤油。

由于生物質(zhì)單獨(dú)煉制航空燃料運(yùn)行復(fù)雜、成本高，因此，與現(xiàn)有煉油技術(shù)和設(shè)施結(jié)合的共煉制工藝路徑成為國(guó)際認(rèn)可的兼具經(jīng)濟(jì)和技術(shù)吸引力的解決方案。生物質(zhì)原料與現(xiàn)有煉油裝置結(jié)合進(jìn)行加氫處理和/或加氫裂解共煉制存在主要問(wèn)題是，生物油雜原子主要是氧，脫氧過(guò)程形成的水與一氧化碳不僅影響脫硫、脫氮效率，而且還降低了重質(zhì)油催化劑的使用壽命，因此，目前ASTM標(biāo)準(zhǔn)只允許低于5%生物油與重質(zhì)油進(jìn)行共煉制。雖然高摻混比的共煉制技術(shù)還沒(méi)有列入ASTM認(rèn)證目錄，但在中國(guó)已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室階段完成了50%摻混比的共煉制技術(shù)攻關(guān)，為今后的工業(yè)放大奠定了基礎(chǔ)。

1.3 含油植物生物航空燃料

含油植物如能源藻、麻風(fēng)樹(shù)、文冠果等都具有很高的油脂產(chǎn)量。尤其是以固定燃煤電廠二氧化碳的微藻，種類(lèi)多，繁殖快，油脂碳數(shù)可調(diào)控。由于含油植物通常還含有高附加值的生物活性物質(zhì)，被認(rèn)為是有潛力和競(jìng)爭(zhēng)力的生物原料。相較于纖維素類(lèi)生物質(zhì)，含油植物類(lèi)生物質(zhì)擁有更少的氧元素，因此熱值更高，氫耗更低。含油植物主要可通過(guò)HEFA–SPK、CHJ、共煉制工藝路徑生產(chǎn)航空生物燃料。

在生物航煤制備工藝選擇方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)比了含油植物不同路徑的生物航煤的制備方法。通過(guò)模型化合物建立了加氫精制過(guò)程反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)和中間產(chǎn)物的轉(zhuǎn)換和演變機(jī)理，提出了通過(guò)控制碳?xì)淙剂咸甲V分布和基于碳、氫回收率優(yōu)化工藝的方法，揭示了氮雜環(huán)化合物吡嗪、吡啶、吡咯其脫氮路徑，不僅提高了油品品質(zhì)，而且降低了能耗和氫耗。以微藻為原料，成功將干法、濕法油脂，水熱液化油、熱解油通過(guò)兩級(jí)加氫制備出合格的生物航油。在共煉制方面，通過(guò)優(yōu)化脫氧的催化劑和工藝，不僅提高生物油的品質(zhì)，而且可以實(shí)現(xiàn)高摻混比的生物油與重質(zhì)油的共煉制。

1.4 航空替代燃料碳減排評(píng)價(jià)

基于碳稅補(bǔ)償以及有效合理規(guī)劃綠色航空發(fā)展的碳減排效應(yīng)，全生命周期碳足跡評(píng)價(jià)的科學(xué)性與準(zhǔn)確性成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。在全生命周期碳足跡評(píng)價(jià)軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性方面，美國(guó)GREET數(shù)據(jù)庫(kù)和軟件以及歐方（SIMAPROP，GABI）每年根據(jù)技術(shù)的進(jìn)步對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行更新與補(bǔ)充。由于各國(guó)能源結(jié)構(gòu)與制造水平的差異，不能直接使用國(guó)外的軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)。北京航空航天大學(xué)從2010年開(kāi)始建立了基于中國(guó)國(guó)情的航空燃料評(píng)價(jià)模型框架及數(shù)據(jù)庫(kù)（AF3E），能夠?qū)崿F(xiàn)傳統(tǒng)航空燃料與航空替代燃料的全生命周期（能耗、溫室排放、經(jīng)濟(jì)）評(píng)價(jià)。與國(guó)外同類(lèi)軟件對(duì)比，優(yōu)勢(shì)是在飛行階段的碳足跡評(píng)價(jià)更精準(zhǔn)，建立了基于全包線包括LTO循環(huán)、實(shí)際巡航距離與最大巡航距離、實(shí)際載重與最大載重等多個(gè)模型，通過(guò)引入基于全包線飛行中滑行、起飛、爬升、巡航、進(jìn)近的功率比與時(shí)間比，實(shí)現(xiàn)了使用航空替代燃料在不同類(lèi)型飛機(jī)的可對(duì)比性。

AF3E模型原料分為化石燃料與非化石燃料，其中化石燃料主要有石油、煤、天然氣，非化石原料主要有微藻、麻風(fēng)樹(shù)、大豆、棕櫚、油菜籽、亞麻薺[20]。目前優(yōu)化的有文冠果、廢棄生物質(zhì)、廢棄油脂，對(duì)培育過(guò)程營(yíng)養(yǎng)鹽、化肥等輸入性物質(zhì)分別建立了相應(yīng)的能耗與環(huán)境模塊。針對(duì)生物質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程的固碳，建立了二氧化碳捕獲、利用與儲(chǔ)存（CCUS）模型，模型能夠?qū)崿F(xiàn)定量評(píng)價(jià)生物質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程的環(huán)境與能耗。

AF3E模型燃料制備包括石油基航空燃料和航空替代燃料，其中替代燃料工藝主要涉及美國(guó)ASTM D7566認(rèn)證的8個(gè)工藝以及油脂高比例摻混共煉制工藝路線、熱解—加氫噴氣燃料工藝路線（PRJ–HRJ）和水熱液化—加氫噴氣燃料工藝路線（LRJ）等具有工程應(yīng)用前景的工藝[15]。針對(duì)生物質(zhì)預(yù)處理，分別建立了微波、超聲、萃取、粉碎、化學(xué)熱處理等基于能耗與環(huán)境的模塊。不僅能夠評(píng)價(jià)主要溫室氣體，還能實(shí)現(xiàn)6類(lèi)典型污染排放物的定量評(píng)價(jià)，數(shù)學(xué)模型中3E不僅具有實(shí)際物理意義而且具有可加和性和可對(duì)比性，豐富了全生命周期理論及方法。AF3E中收集的中國(guó)航空（替代）燃料全生命周期數(shù)據(jù)庫(kù)以及歸因與歸果評(píng)價(jià)方法為評(píng)價(jià)碳減排與優(yōu)化工藝提供科學(xué)客觀的評(píng)價(jià)平臺(tái)。

2 航空替代燃料在我國(guó)的適航驗(yàn)證及應(yīng)用管理

“即用性”航空替代燃料是在不改變航空發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造以及操控方式前提下，替換航空煤油而不改變航空發(fā)動(dòng)機(jī)安全水平。由于航空替代燃料的化學(xué)組成不能與航空煤油的組成完全一致，單依靠理化性質(zhì)無(wú)法給“即用性”提供足夠的判據(jù)，從而需要根據(jù)ASTM D4054（《新型航空渦輪燃料認(rèn)證與審批的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程》）認(rèn)證燃料的“即用性”，從理化、適用性到熱端測(cè)試、部件測(cè)試和整機(jī)測(cè)試[21]。

ASTM D4054認(rèn)證過(guò)程是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，需要燃料原料供應(yīng)商、燃料生產(chǎn)部門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)研究和生產(chǎn)單位、空軍、相關(guān)研究所、航空公司等部門(mén)相互協(xié)調(diào)來(lái)共同完成。航空替代燃料測(cè)試認(rèn)證流程簡(jiǎn)圖如圖1所示。

圖1 航空替代燃料認(rèn)證流程

按照目前的認(rèn)證流程需要3～5年，用油量850m3，成本約8 000萬(wàn)～16 000萬(wàn)元。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定只有原始設(shè)備制造商控制測(cè)試條件或驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。由于發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司基于技術(shù)保密沒(méi)有在標(biāo)準(zhǔn)中提供測(cè)試方法和驗(yàn)收方法，因此按照目前認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和體系，導(dǎo)致燃油消耗量大、認(rèn)證程序繁瑣、缺乏發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)的安全性準(zhǔn)則等3個(gè)主要問(wèn)題。我國(guó)因缺乏商用發(fā)動(dòng)機(jī)制造商，在一定程度上限制了航空替代燃料的中國(guó)認(rèn)證。針對(duì)此問(wèn)題，我國(guó)開(kāi)展了大量研究工作，提出了具有中國(guó)特色的航空燃料適航認(rèn)證方法。

2.1 航空燃料技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)

航空燃料引起的航空事故提高了對(duì)航空安全的重要性的意識(shí)。最早的航空燃料標(biāo)準(zhǔn)來(lái)自1943年英國(guó)（RDE/F/KER/210，航空煤油），美國(guó)1944年（AN–F–32a），蘇聯(lián)1948年開(kāi)始制定航空燃料標(biāo)準(zhǔn)[22]。我國(guó)自1956年開(kāi)始按蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)試制航空燃料，于1966年制定了學(xué)部標(biāo)準(zhǔn)SY1006（1977年被GB 1788替代），幾經(jīng)修訂目前主要使用RP–3軍用和民用標(biāo)準(zhǔn)（GB 6537）。

RP–3民用燃料與國(guó)際Jet–A1檢測(cè)指標(biāo)相比控制更為嚴(yán)格，在許多指標(biāo)上優(yōu)于進(jìn)口油，主要集中在顏色、組成、流動(dòng)性、熱安定性、導(dǎo)電性等方面，因此根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)的航空燃料在用于航空替代燃料的摻混中將更具有優(yōu)勢(shì)。

2.2 航空替代燃料標(biāo)準(zhǔn)

針對(duì)航空新型液體燃料替代標(biāo)準(zhǔn)航空燃料，美國(guó)軍用和民用航空部門(mén)都專(zhuān)門(mén)建立了相關(guān)組織和機(jī)構(gòu)，管理和開(kāi)展替代燃料的相關(guān)認(rèn)證工作，促進(jìn)替代燃料在航空界中的推廣應(yīng)用，確保能源安全和航空安全。

借鑒石油基航空煤油標(biāo)準(zhǔn)ASTM D1655，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)針對(duì)合成碳?xì)淙剂嫌?009年發(fā)布了第一個(gè)航空替代燃料標(biāo)準(zhǔn)ASTM D7566（《包含合成碳?xì)淙剂虾娇諟u輪燃料的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》）。這是全球目前普遍采用的航空替代燃料標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)除了規(guī)定的傳統(tǒng)檢測(cè)項(xiàng)目外還對(duì)芳烴、餾程等指標(biāo)以及添加劑有了更嚴(yán)格的要求。提出芳香烴含量下限，說(shuō)明合成替代燃料的芳香烴含量過(guò)低，引起潤(rùn)滑性不佳、橡膠溶脹性不夠等一系列問(wèn)題，磨痕直徑也說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。隨著替代燃料的研究和認(rèn)證的發(fā)展，該標(biāo)準(zhǔn)每年都在不斷完善。

2.3 航空替代燃料的中國(guó)認(rèn)證

針對(duì)目前標(biāo)準(zhǔn)體系中存在制造成本高、認(rèn)證程序繁瑣、缺乏發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)的安全性準(zhǔn)則問(wèn)題，北京航空航天大學(xué)研究建立了可保證適航安全性的認(rèn)證理論?；凇凹从眯浴焙娇仗娲剂媳徽J(rèn)為是發(fā)動(dòng)機(jī)更換最頻繁的部件，采用“類(lèi)比”“使用經(jīng)驗(yàn)”符合性方法來(lái)驗(yàn)證“即用性”燃料的適航性。以航空煤油實(shí)際“使用經(jīng)驗(yàn)”為基準(zhǔn)，提煉燃料性能、燃料系統(tǒng)、燃燒性能、發(fā)動(dòng)機(jī)性能、飛機(jī)性能5個(gè)層次上參數(shù)化描述的安全邊界，與通過(guò)航空替代燃料在5個(gè)層次上得到的工作邊界進(jìn)行“類(lèi)比”，從而預(yù)測(cè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)使用替代燃料的安全性。理論的核心是建立兩個(gè)遞進(jìn)層級(jí)的關(guān)鍵映射關(guān)系，一是從煤油性能，通過(guò)燃料系統(tǒng)、燃燒室、發(fā)動(dòng)機(jī)，一直到飛機(jī)性能的映射關(guān)系；另一個(gè)是提取燃料在不同水平的關(guān)鍵安全參數(shù)，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行數(shù)字化定量描述，從而建立參數(shù)化的安全邊界，并以此得到了判定準(zhǔn)則。該方法不僅提煉了替代燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)安全性上的判定準(zhǔn)則，還降低了認(rèn)證流程的燃料成本和時(shí)間成本。

基于圖2原理，北京航空航天大學(xué)建立了“即用性”航空燃料設(shè)計(jì)模型，能夠預(yù)測(cè)燃燒室級(jí)別（點(diǎn)火、熄火邊界、積碳與排放、燃燒穩(wěn)定性）、發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)別（耗油率、推力、推力響應(yīng)、效率等），以及飛機(jī)級(jí)別（載荷、航程）關(guān)鍵參數(shù)的性能?；诤矫菏褂媒?jīng)驗(yàn)劃定了不同水平的關(guān)鍵參數(shù)波動(dòng)范圍，通過(guò)正向映射判定燃料的功能性和安全性，通過(guò)反向映射進(jìn)行“即用性”航空燃料組成設(shè)計(jì)界定。

圖2 相似類(lèi)比方法的基本原理

在FAR 33/CCAR–33里，航油作為發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)合格審定的一部分進(jìn)行審批。中國(guó)民航局適航審定中心發(fā)布《含合成烴的民用航空噴氣燃料技術(shù)規(guī)定（CTSO–2C701）》。2012年民航局受理中國(guó)石化生物航煤適航審定，認(rèn)定HEFA–SPK工藝生產(chǎn)的生物航煤組分技術(shù)指標(biāo)符合CTSO–2C701要求，與3號(hào)噴氣燃料調(diào)合后的產(chǎn)品性能符合GB 6537–2006 3號(hào)噴氣燃料的技術(shù)要求，中國(guó)石化為此專(zhuān)門(mén)建立了一套覆蓋原材料、生產(chǎn)過(guò)程控制、檢驗(yàn)和儲(chǔ)運(yùn)等全過(guò)程控制的質(zhì)量管理體系，制定了專(zhuān)門(mén)的生物航煤質(zhì)量管理制度，以能夠保證持續(xù)生產(chǎn)出合格的生物航煤產(chǎn)品。發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)和試飛驗(yàn)證滿足發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)要求，獲得技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定批準(zhǔn)書(shū)（CTSOA）的1號(hào)生物航煤。2014年中國(guó)民航局向中國(guó)石化頒發(fā)了CTSOA，中國(guó)新燃料適航認(rèn)證日趨完善。

3 可持續(xù)綠色航空能源與減排降碳途徑展望

國(guó)際民航組織預(yù)測(cè)，2050年的總溫室氣體排放量將比2010年高400%～600%，這是由于空中交通量增長(zhǎng)了7倍。中國(guó)增長(zhǎng)量將高于國(guó)際水平。為此，必須采取綠色航空能源突破性技術(shù)變革以實(shí)現(xiàn)碳減排目標(biāo)。

2030年基于航空發(fā)動(dòng)機(jī)、飛機(jī)研發(fā)周期長(zhǎng)，近10年內(nèi)難以承擔(dān)碳減排重任，“即用型”綠色航空燃料的使用將會(huì)作為航空業(yè)減排降碳的主要途徑。2060年為適用多元化飛行及多元化動(dòng)力系統(tǒng)，多元化的綠色能源（電能、太陽(yáng)能、氫能等）將會(huì)承繼起碳減排的責(zé)任，為更加綠色、安全、高速的航空出行提供有力保障。