我国从地沟油中提炼出航空燃油,变废为宝,为什么这么厉害?
让“地沟油”能飞上天的正是由中国石化石油化工科学研究院研发的,我国首套生物航煤工业装置该套装置用使用过的烹饪用油、食用油即地沟油作为原料生产生物航煤(生物航煤:是以可再生资源为原料生产的航空煤油原料主要包括餐饮废油、动植物油脂、农林废弃物等)与传统石油基航空煤油相比生物航煤全生命周期二氧化碳排放最高可减排50%以上该装置每年能“吞”掉约10万吨“地沟油”“吐”出4至5万吨清澈的生物航空煤油换算下来每年可减排二氧化碳约8万吨相当于近5万辆经济型轿车停开一年。英文称为 Aviation Biofuel 或者是Biojet fuel。 生物航空燃料 属于生物能源, 生物质能其实是我们运用最广泛的可再生能源, 比如最初的烧木头取火都属于生物质燃料, 现代生物能源主要分为生物质直接燃烧biomass发热发电, 生物气biogas 和液体生物燃料(Liquid Biofuel). Biofuel 目前应用最广泛的是 生物柴油Biodiesel 和燃料乙醇 Bioethanol, 这里我们就不多说了, 而用于航空飞行的燃料Biojet 是这个行业里面最新的细分发展。航空业大概占全球温室气体排放的2%左右, 但是是目前排放发展最快的行业之一, 在各行业努力实现减排的背景下, 航空业也在积极探索减少温室气体排放的途径, 除了逐步提高燃油效率之外, 生物质航空燃料是减排的最佳途径。
另外除了环保因素之外, 由于国际油价高涨, 许多公司认为这是未来控制能源成本的 途径之一, 再另外, 这还涉及到能源供应安全 (Energy supply security), 本文我们主要从环保方面来探讨。
地沟油一直以来都是被人们深恶痛绝的,从来没有想过地沟油也会有变成宝贝的一天,从地沟油中提炼出生物燃料,从长远来说,这一再生技术无疑是价值重大的。我国人口众多,每年产生的垃圾排放量巨大,地沟油也更多,每年所产生的地沟油越有500万吨。往年地沟油一直都有黑心商家将它们放上餐桌,如今它能够提炼出生物燃料,这无疑改变了局面。地沟油如果说是食用,它将影响人们的身体健康,黑心商家使用地沟油的原因,无非就是地沟油足够的便宜,而现在地沟油中可以提炼出生物燃料,那么它的身价将会翻倍,如此一来,黑心商家也不会再选择地沟油回归餐桌,而从地沟油中提炼出来的生物原料,在与航空燃油按相应比例使用后,也可以有效减少飞机航行中的二氧化碳排放,这对生态环境也是有着一定的好处的。这次的变废为宝也为资源再利用画出了一条新的出路,比如,既然可以运用在高空飞机的航空煤油中,那么它是不是也可以添加到其他的燃油中,如此一来它的运用将会更加广泛。这种生物燃油目前来说不仅不会影响燃烧效率,相比传统的燃料它的污染性更小,更符合当下的环保理念。目前,他每升的价格比传统的燃料便宜三毛钱,这种情况下对于使用的机构来说,资金量也会减少。并且从长远来看,任何事物都有弊有利那么,其他的一些废物或者是垃圾是不是也可以进行变废为宝?只要用对了用处,开发出来是不是都将变成可再生能源如此一来,在中国新能源转换方面也会有突破性的进展,这将是一个重大而深远的意义。
空中客车公司公布了全球首架零排放商用飞机的三个概念,这款飞机将于2035年投入使用。
每个概念都代表了实现零排放飞行的不同方法,探索了不同的技术路径和空气动力学配置,以引领航空业的脱碳之路。所有这些概念都依赖于氢作为主要动力来源,空客认为这是航空业和其他行业实现气候中性目标的最佳解决方案。
涡轮发动机设计空客的第一款设计可容纳120-200名乘客,航程可达2000多海里。它将由一个改装的以氢为动力的燃气涡轮发动机通过燃烧提供动力。液态氢将通过位于后压力舱壁后面的储罐进行储存和分配。
就大小和航程而言,这款机型最能与空客A320系列媲美。
涡轮螺旋桨设计空客的下一款设计可容纳100名乘客,航程可达1000多海里。它还将由一个改装的以氢为动力的燃气涡轮发动机通过燃烧提供动力。
考虑到空客目前并不生产涡轮螺旋桨商用飞机,这款飞机的大小和航程将不同于该公司现有的任何一款飞机。
混翼机身设计空客的最后一款设计无疑是最具未来感的。混合翼机身设计可容纳200名乘客,航程可达2000多海里。这样,机翼就与机身合并了。
宽大的机身为氢的储存和分配以及舱室布局提供了多种选择。
不用说,从外观上看,这和我们以前在商业航空中看到的任何东西都不一样,而且看起来不会有很多窗口。
这个项目最大的挑战为了使这些概念成为现实,机场将需要大量的氢运输和燃料补给基础设施来满足日常运营。
这将需要政府的支持,包括增加对研究和技术、数字化以及鼓励使用可持续燃料和可再生飞机机群的机制的资助,从而让航空公司更早淘汰老化、不太环保的飞机。
一想到我们能在15年内看到这些飞机出现在天空中,就令人兴奋。听起来这项技术是可行的,但最大的障碍将是获得足够的全球协调,以便各国政府支持对可持续燃料的投资。
我认为另一个大问题是这些飞机会有多贵。它们的价格最终会与目前的商用飞机类似吗?还是会有巨大的溢价?最后,值得注意的是,目前还没有长期的零排放概念,所以我想这离我们还有很长的路要走。
这听起来像科幻小说:漂浮在太空中的巨型太阳能发电站向地球发射大量的能量。在很长一段时间里,这个概念主要是对作家的启发。这个概念最初由俄罗斯科学家康斯坦丁·齐奥尔科夫斯基(Konstantin Tsiolkovsky)在20世纪20年代首次提出。
然而,一个世纪后,科学家们在将这一概念变为现实方面取得了巨大进展。欧洲航天局已经意识到这些努力的潜力,现在正寻求为这些项目提供资金,并预测我们将从太空获得的第一个工业资源是“束流能量”。
气候变化是我们这个时代最大的挑战,所以有很多风险。从全球气温上升到天气环境的变化,全球各地已经感受到气候变化的影响。要克服这一挑战,就需要彻底改变我们的能源生产和消费方式。
近年来,可再生能源技术发展迅速,效率提高,成本降低。但阻碍它们吸收的一个主要障碍是它们不能提供持续的能量供应。风能和太阳能发电厂只有在风吹或阳光明媚的时候才能产生能量,但我们每天都需要24小时不间断的供电。最终,我们需要一种大规模储存能源的方法,然后才能转向可再生能源。
空间的好处
一种可能的解决办法是在太空中产生太阳能。这有很多好处。一个太空太阳能发电站可以一天24小时地绕轨道直面太阳。地球大气层也会吸收和反射一些太阳光,因此大气层上方的太阳能电池将接收更多的阳光,产生更多的能量。
但要克服的关键挑战之一是如何组装、发射和部署这种大型结构物。一个太阳能发电站的面积可能要达到10平方公里,相当于1400个足球场。使用轻质材料也很关键,因为最大的开支将是用火箭将空间站发射到太空的费用。
一个被提议的解决方案是开发一个由数千颗小型卫星组成的集群,这些卫星将聚集在一起并配置成一个单一的大型太阳能发电机。2017年,加州理工学院(California Institute of Technology)的研究人员概述了一个模块化发电站的设计,该电站由数千块超轻型太阳能电池板组成。他们还展示了一块每平方米重量仅为280克的瓷砖原型,与卡片的重量相似。
这些方法将使科学家能够在太空建造发电站。有朝一日,从国际空间站或未来绕月轨道的月球门户站是可以建造这样的发电站的。这样的装置可以为月球上的装置提供电力。
这项技术的可能性还不止于此。虽然我们目前依赖于来自地球的材料来建造发电站,但科学家们也在考虑利用太空资源进行制造,比如在月球上发现的材料。
如何将太空发电站的电能传输到地球
另一个主要的挑战是如何将能量传输回地球。这项计划是将太阳能电池的电能转换成能量波,并利用电磁场将其传输到地球表面的天线上。然后天线将把电波转换回电能。由日本宇宙航空研究机构领导的研究人员已经开发出了设计方案,并演示了一个能够做到这一点的轨道飞行器系统。
在这一领域仍有许多工作要做,但目标是在未来几十年内,太空太阳能发电站将成为现实。中国的研究人员设计了一种叫做Omega的系统,他们的目标是在2050年前投入使用。这个系统应该能够以峰值性能向地球电网提供2GW的电力,这是一个巨大的数字。要想用地球上的太阳能电池板产生这么大的能量,你需要600多万块。
小型太阳能卫星,比如那些为月球车提供动力的卫星,可能会更快投入使用。
在全球范围内,科学界正致力于太空太阳能发电站的开发。希望有朝一日它们能成为我们应对气候变化的重要工具。
空客计划2026年试飞氢燃料飞机
空客计划2026年试飞氢燃料飞机,欧洲航空巨头空客宣布,将与发动机制造商CFM合作建造一架测试飞机,以验证氢动力飞机的推进技术。空客计划2026年试飞氢燃料飞机。
空客计划2026年试飞氢燃料飞机1在绿色转型的压力下,碳排放大户欧洲航空巨头空客于2月22日表示,计划在改装的A380飞机上测试氢动力发动机,为商业航空旅行带来低排放的前景。
空客介绍,其正与发动机制造商CFM International进行合作研发,试飞将在2026年开始。如果一切顺利,空客预计这款以氢为燃料的客机将在2035年投入使用。
CFM由通用电气和赛峰集团共同拥有,是世界上销量最高的喷气发动机制造商。CFM去年曾表示,该公司一款名为RISE的下一代喷气发动机将能够使用包括氢在内的燃料,希望从2035年起为大型飞机提供这种发动机。
据CNBC,航空咨询公司AeroDynamic Advisory董事总经理Richard Aboulafia表示,使用氢燃料的一大挑战是,储存燃料需要额外的设备会增加飞机的重量,从而减少飞机的载客量或人员数量。
不过空客对此表示,它之所以选择A380,是因为该型号的飞机是全球最大的客机,拥有足够的空间存放液氢罐和其他设备。
另一碳排放大户,空客的最大竞争对手——波音公司对氢燃料的态度较为冷淡,而是更加重视可持续航空燃料,这种燃料目前在航空燃料供应中所占比例不到1%,而且比传统的航空燃料更昂贵。
波音公司CEO Dave Calhoun在2021年6月的投资者会议上表示并不看好氢燃料在空乘上的应用,并说:“预计在2050年之前,氢动力飞机的规模无法达到我们所说的飞机的规模,氢动力对一些非常小的飞机体量或许是有效的。”
空客计划2026年试飞氢燃料飞机2当地时间周二(2月22日),欧洲航空巨头空客宣布,将与发动机制造商CFM合作建造一架测试飞机,以验证氢动力飞机的推进技术。
据悉,空客将在一架A380超大型测试飞机的后部安装一种经过特殊改造的发动机,试飞将于2026年开始。
CFM由通用电气和赛峰集团共同拥有,是世界上销量最高的喷气发动机制造商。CFM去年曾表示,该公司一款名为RISE的下一代喷气发动机将能够使用包括氢在内的燃料,CFM希望从2035年起为大型飞机提供这种发动机。
作为碳排放大户,航空业同样面临绿色转型的压力。两大飞机制造商空客和波音选择了不同的.发展路线,空客积极追求氢燃料在航空领域的应用,并计划在2035年投入使用。
而波音则对氢燃料的态度较为冷淡,并更加重视可持续航空燃料(SAF),这种燃料目前在航空燃料供应中所占比例不到1%,而且比常规航空燃料更昂贵。
对于氢燃料在航空领域的应用,航空咨询公司 AeroDynamic Advisory 董事总经理Richard Aboulafia表示,使用氢燃料的一大挑战是,储存这种燃料需要额外的设备,这会增加飞机的重量,从而减少飞机的载客量或人员数量。
而空客则表示,它之所以选择A380,是因为该型号的飞机是全球最大的客机,拥有足够的空间存放液氢罐和其他设备。
空客计划2026年试飞氢燃料飞机3就在刚刚,空中客车与GE和赛峰飞机发动机公司的平股合资公司 CFM 国际公司签署合作协议,双方将于2025年左右共同启动一项氢示范项目。
该项目旨在对氢燃料发动机进行地面和飞行测试,为2035年前将一款零排放飞机投入使用做好准备。该示范项目将使用一架A380测试飞机作为飞行测试平台,配备由空中客车在法国和德国的工厂准备的液氢罐。空中客车还将负责制定对氢推进系统的要求,监督飞行测试,并提供在巡航阶段进行氢燃料发动机测试的A380平台进行测试。
为了能够采用氢燃料运行,CFM 国际公司将对GE PassportTM发动机的燃烧室、燃料系统和控制系统进行改造。该发动机在美国组装,因其物理尺寸、先进的涡轮机械和燃油流动能力而被该项目所选用。它将被安装在飞行测试平台的后机身段上,以便对发动机的排放(包括尾迹)与为飞机提供动力的发动机的排放进行独立监测。CFM将在A380飞行测试之前完成大量的地面测试。
在投资基金的帮助下,绿色氢燃料项目开始萌芽,初创公司正在研究运输模块——包括飞艇的使用,而动力系统开发商正在制定他们自己或多或少的投入使用的时间表。
空客相信它至少可以摆脱后者的帮助。空客首席执行官Guillaume Faury在本周末接受德国媒体WELT AM SONNTAG采访时表示,空客准备在内部生产氢动力发动机。
空客最近宣布将在2022年上半年招聘6000名员工。招聘工作的重点将是支持公司的脱碳努力。四分之一的新员工将从事新的无二氧化碳技术、网络安全和数字转型。
法国OEM主管还补充说,无碳支持基础设施对于航空向净零过渡至关重要。随着该行业转向可再生能源,绿色电力很可能会出现竞争。
生物燃料(biofuel)泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料,可以替代由石油制取的汽油和柴油,是可再生能源开发利用的重要方向。所谓的生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质。它包括植物、动物和微生物,不同于石油、煤炭、核能等传统燃料,这些新兴的燃料是可再生燃料。
生物燃料泛指由生物体组成或转化的固体、液体或气体燃料。它是可再生能源开发利用的重要方向,具有良好的可贮藏性和可运输性,可提供可替代石油的液体燃料。狭义的生物燃料仅指液体生物燃料,主要包括燃料乙醇、生物柴油和航空生物燃料等。
20世纪70年代以来,受传统能源价格、环保和全球气候变化的影响,世界各国日益重视生物燃料的发展。尤其是巴西、美国、欧盟等积极发展生物燃料技术,目前,美国和巴西分别是世界第一、第二生物燃料生产国。我国20世纪末为消化陈化粮和为丰产的玉米寻找新出路开始推广燃料乙醇。目前为促进生物燃料行业的健康发展,中国研发的重点主要集中在以木薯、甜高粱等淀粉质或糖质非粮作物以及木质纤维素为原料的生物液体燃料技术。
火星直升机开辟行星 探索 新途径
4月19日,由NASA喷气推进实验室研制的首架火星直升机——“机智”号在火星表面首飞成功,并完成了计划中的5 次试飞,为未来行星 探索 开辟新途径。“机智”号上还搭载了人类第一架飞机——莱特兄弟“飞行者1号”上的一块蒙布。
2021年,中国、美国和阿联酋的火星探测器均成功抵达火星轨道。阿联酋的“希望”号火星探测器是阿拉伯国家的首个行星际 探索 项目;美国的“火星2020”探测器携带了功能强大的“毅力”号火星车。
开式转子挑起商用发动机未来之争
6月,GE航空与赛峰集团启动了一项名为“可持续发动机革命创新”(RISE)的技术预研项目,旨在研究能大幅提高燃油效率的先进开式转子架构,并瞄准2035年窄体客机的装机需求,由此激起商用发动机的未来之争。
而另两大发动巨头皆表示不看好开式转子技术,并专注于升级现有技术路线。普惠在12月推出齿轮传动涡扇风扇(GTF)发动机的升级方案,目的是在不影响耐用性的情况下提高推力和降低燃油消耗,将竞争空客A321XLR的动力系统。而罗罗研究重点仍放在“超扇”(UltraFan)发动机上面,该发动机的减速齿轮箱在2021年实现了85000马力的功率传输,打破了航空发动机齿轮箱的功率传输纪录。
俄罗斯推出“绝杀”轻型隐身战斗机
7月,在第15届莫斯科航展上,俄罗斯联合飞机公司首次公开展示全新研制的“绝杀”轻型隐身战斗机,成为本届莫斯科航展的最大亮点。
“绝杀”战斗机将配备AESA雷达、先进的网络通信设备和强大的防御电子设备等尖端技术,可以携带苏-57的所有类型武器,并将推出无人型,凸显了俄罗斯军用航空装备的技术底蕴。
疫情之下货机市场兴起
7月底,空客发布A350F宽体货机,标志着空客波音的两强之争继续在宽体货机领域打响。
受新冠肺炎疫情影响, 航空货运市场作为运输物资和生产资料的重要途径,尤其是在电商业务的刺激下,市场需求大幅增长,货运航空公司运力严重短缺,大型货机供不应求。因此,空客和波音等主要飞机制造商一方面继续扩大现有货机尤其是客改货生产线,另一方面瞄准未来需求推出更先进货机。波音也有发布777X飞机货机型的计划。
“臭鼬工厂”4.0引领数字工程深入发展
8月,洛克希德-马丁公司在加州的一座完全以数字工程驱动的新工厂落成,标志着数字工程和先进制造正在加速改变美国的军工制造业。这个制造厂隶属于著名的“臭鼬工厂”,将根据不同任务为厂房灵活配置各种先进设备,从而显著加快新装备的研发速度。
虽然该工厂的用途仍然保密,但可以同时批量生产多个项目肯定的。这座工厂也是洛马公司在2021年完工的四座全新的数字工厂之一。
MQ-25“黄貂鱼”开启无人加油机时代
9月13日,波音MQ-25A“黄貂鱼”舰载无人加油机首次为F-35C隐身战斗机进行空中加油,预示着无人空中加油机时代的来临。
MQ-25A是目前舰载无人机发展的最新成就,将使美军舰载机的滞空时间和活动范围成倍提高,大大扩展航母编队的对地打击、防空警戒、截击和反潜等任务的作战半径。同时,还能将部分F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机从“伙伴加油”任务中解脱出来,进一步提高美军航母战斗机编队的战斗力。
未来,MQ-25A可能进一步承担情报/监视/侦察(ISR)、电子攻击和打击任务,为航母编队带来更大的作战灵活性。
巴航工业推出“绿色”飞机概念
11月8日,巴西航空工业公司推出4款采用可再生能源动力的全新飞机概念——Energia 系列,此举标志着航空业正在向“2050 年实现净零碳排放”的目标大步前进。
在碳中和远景目标的引领下,全球航空业正在从提高燃油效率的渐进式进步向开发新的低碳推进技术与新燃料的革命性方向转变。其中,可持续航空燃料(SAF)、新型混合动力推进技术、氢动力技术都在2021年取得积极进展。
百年老店拆分,GE航空独立
11月9日,GE公司宣布,将旗下的航空、医疗和电力板块拆分为三家上市公司。自此,这家始自爱迪生的百年老店结束了“多元化”的运营,曾经引以为傲的企业战略宣告失败,为行业敲响了警钟。
其中,GE航空业务将继承GE的名称。作为航空发动机市场的翘楚,拆分后GE航空可独立获得资本市场的青睐,从而获得稳定的现金流,用于支持未来业务发展,巩固行业竞争力。
罗罗“创新精神”号打破电动飞机速度纪录
11月16日,罗罗公司“创新精神”号电动飞机创造了3km和15km平均飞行速度和3000m高度爬升速度的三项电动飞机世界纪录,有力地增强了业界对飞机电推进技术的信心。
在3km航段中,“创新精神”号平均速度达到555km/h,将原纪录提升了60%;在15km航段中,其平均飞行速度达到532km/h,将原纪录提升了120%。此外,“创新精神”号用时3’22’’爬升到3000m。罗罗认为,电动技术可能最先应用于军用初级教练机。
詹姆斯·韦伯太空望远镜成功发射
12月25日,NASA的詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)在法属圭亚那库鲁基地成功发射升空。JWST的观测范围主要在红外、近红外波段,将帮助科学家们了解遥远星系和银河系外行星的形成。
目前,JWST已完成了轨道校正,正向离地球150万千米的第二拉格朗日点(L2点)前进,在向L2点飞行的过程中,该太空望远镜需要进行一系列的部署活动,包括展开太阳能帆板、高增益通信天线、遮阳板,以及打开由18个小型镜面组成的主反射镜等。
JWST成功的发射只是其部署的开端,从发射到抵达L2点需要29天时间,而抵达L2点后还将进行长达7个月的检测和调整。
转自丨国际航空
日本将首次引入由当地企业生产的可持续航空燃料,此举的意义如下。
一、可持续航空燃料日本的国内机场将于近日引进一种可再生的航空燃油,这种燃油的原料是从厨房中提炼出来的,也就是所谓的地沟油。据估计,日本每年生产的废油脂约有五十万吨,其中4/5为餐饮及食品加工业,1/5为家庭所产生的。
日本政府打算到2030年用可持续的飞机燃油替代10%的航空燃油。
二、废油可以成为城市油田日本的食用油大部分来自于植物,因此,这种新的燃油可以降低约80%的二氧化碳排放量,同时也会降低对环境的影响,因此日本对可持续的航空燃油寄予了厚望。在能源稀缺的日本,这些废油也被称为“城市油田”。
日本能源、航空等有关单位,在上半年已经建立协商机制,展开合作。在传统能源价格上涨的推动下,日本等国家的新能源发展速度加快。
随着对可持续使用航空燃油的关注,日本废油的价格也随之上涨。日媒体报导,最近废油的收购价格有了显著的提高,有些地方比去年增加了一倍,一些餐饮店甚至有晚上偷油的情况。日本的废油价格有望在可持续的航空燃油市场中继续上涨。
三、可持续航空燃料有望成为趋势在国际上,作为航空燃料使用的地沟油已在实践中得到了广泛的应用。早些时候,荷兰皇家航空一架波音737飞机就在地沟油提炼的生物柴油的推动下搭乘着171名乘客,从阿姆斯特丹飞到了巴黎。
中国民航大学的教授就利用地沟油生产的生物柴油进行了分析,认为其安全性能与常规航空燃料相当,并有望成为民用飞机的发展方向。目前看来,我们称之为地沟油的生物燃料,从安全性上讲,可以保证飞机的正常运转。
| 70000;静止;不可;内; |
| (1)该战斗机最多可装载弹药的重力: G=mg=7000kg×10N/kg=7×10 4 N; (2)加油机和“歼-10”战斗机之间的相对位置没有发生变化,所以以“歼-10”战斗机为参照物,加油机是静止的;航空汽油属于 不可 再生能源 (3)飞机飞行时要克服机身与空气的摩擦做功,将机械能转化内能. |