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用 寿 命 周 期 评 估 法 比 较 JP-8 航 空 油 和 替 代 燃 料
尚 的 追 求 , 但 是 我 们 如 何 正 确 评 估 此 类 燃 料
在 此 形 势 下 ,“ 更 绿 ” 的 真 实 含 义 是 什 么 我
们 如 何 评 定 所 提 议 的 某 种 生 物 燃 料 比 空 军 目
前 使 用 的 喷 气 发 动 机 燃 料 JP-8 航 空 油 更 加 绿
色 为 了 回 答 这 些 问 题 , 本 文 采 用 寿 命 周 期
综 合 分 析 的 方 法 , 因 为 许 多 现 代 燃 料 系 统 都
很 复 杂 , 包 含 相 互 依 存 的 流 程 和 活 动 。 本 文
首 先 介 绍 与 生 物 燃 料 相 关 的 背 景 资 料 , 然 后
应 用 经 济 投 入 产 出 寿 期 评 估 法 (EIO-LCA),
把 石 油 基 喷 气 发 动 机 燃 料 ( 以 JP-8 航 空 油 为
例 ) 与 替 代 燃 料 , 即 基 于 煤 及 生 物 质 转 化 为
液 体 的 工 艺 流 程 (CBTL) 的 燃 料 进 行 对 比 ,
计 算 出 这 两 种 燃 料 在 整 个 寿 命 周 期 的 全 球 增
温 潜 势 值 (GWP)。EIO-LCA 比 较 结 果 可 让 空
军 领 导 人 在 评 估 空 军 能 源 战 略 的 各 种 实 施 方
案 时 有 一 个 考 虑 基 础 。
背 景 介 绍
在 提 出 和 讨 论 EIO-LCA 比 较 结 果 之 前 ,
本 文 将 论 述 与 燃 料 燃 烧 相 关 的 环 境 问 题 , 界
定 和 介 绍 各 类 不 同 的 替 代 燃 料 , 包 括 空 军 提
议 的 替 代 燃 料 ; 然 后 解 说 寿 期 评 估 法 。
环 境 问 题
温 室 气 体 会 在 地 球 大 气 层 中 截 留 热 量 。
根 据 能 源 信 息 管 理 局 公 布 的 资 料 ,“ 这 些 气 体
让 阳 光 自 由 地 进 入 大 气 层 。 阳 光 照 射 到 地 球
表 面 时 , 一 部 分 光 线 会 以 红 外 辐 射 ( 热 量 )
的 形 式 向 太 空 反 射 。 温 室 气 体 吸 收 这 些 红 外
辐 射 , 将 其 热 量 截 留 在 大 气 层 。” 7 有 些 温 室
气 体 是 自 然 产 生 的 , 但 是 人 类 活 动 往 往 会 增
加 温 室 气 体 排 放 。 人 类 活 动 , 主 要 是 化 石 燃
料 的 燃 烧 导 致 温 室 气 体 进 入 大 气 层 , 这 些 气
体 大 多 是 二 氧 化 碳 、 甲 烷 、 一 氧 化 二 氮 和 含
氟 气 体 。 8
替 代 燃 料
根 据 国 防 部 公 布 的 定 义 :“ 使 用 ‘ 替 代 ’
燃 料 一 词 , 可 区 别 用 原 油 生 产 的 柴 油 类 喷 气
发 动 机 基 准 燃 料 和 用 非 原 油 类 物 质 生 产 的 合
成 燃 料 。 替 代 燃 料 应 该 具 有 基 准 燃 料 的 属 性 ,
以 提 高 其 在 军 用 装 备 中 的 互 换 性 。” 9 替 代 燃
料 若 要 获 得 合 格 认 证 , 必 须 具 有 JP-8 航 空 油
的 属 性 ( 产 生 同 样 的 单 位 能 量 输 出 ), 以 确 保
不 降 低 飞 行 安 全 性 。
空 军 替 代 燃 料 计 划 的 目 标 是 , 无 论 是 加
注 喷 气 发 动 机 碳 氢 燃 料 还 是 混 合 燃 料 , 都 保
证 百 分 之 百 的 “ 加 注 即 用 ”。“ 加 注 即 用 ” 意
味 着 这 些 新 型 燃 料 在 性 能 和 使 用 方 式 上 可 与
当 前 航 空 燃 料 完 全 互 换 , 对 飞 行 安 全 性 不 会
有 任 何 损 害 。 通 常 , 混 合 燃 料 中 包 含 对 等 比
例 的 碳 氢 燃 料 ( 替 代 燃 料 ) 和 石 油 基 航 空 燃
料 。 10 替 代 燃 料 通 常 以 生 物 质 为 原 料 生 产 。
目 前 , 科 研 人 员 正 在 研 究 用 三 大 类 生 物 质 生
产 地 面 车 辆 燃 料 和 喷 气 发 动 机 燃 料 , 这 三 类
生 物 质 是 : 糖 和 淀 粉 , 脂 肪 和 油 类 , 以 及 “ 木
质 纤 维 素 ” 材 料 。 玉 米 就 是 一 种 淀 粉 类 生 物 质 ,
在 美 国 被 广 泛 用 于 生 产 乙 醇 ; 但 是 乙 醇 的 闪
点 低 , 燃 烧 热 量 不 足 , 无 法 用 作 喷 气 发 动 机
燃 料 。 11 我 们 经 常 用 甘 油 三 酯 —— 从 油 料 作
物 种 子 提 取 的 油 脂 —— 生 产 生 物 柴 油 , 但 是
这 种 燃 料 只 适 合 地 面 车 辆 , 不 能 用 于 飞 机 。
最 后 , 柳 枝 稷 是 一 种 木 质 纤 维 素 生 物 质 , 可
用 于 生 产 航 空 燃 料 。 本 文 讨 论 的 替 代 燃 料 是
基 于 这 最 后 一 类 生 物 质 。
生 物 燃 料 是 否 比 传 统 的 石 油 基 燃 料 更 有
利 于 环 境 保 护 , 专 家 们 至 今 莫 衷 一 是 。 反 对
生 物 燃 料 者 认 为 它 们 对 环 境 有 害 。 例 如 , 普
林 斯 顿 大 学 威 尔 逊 学 院 生 物 燃 料 研 究 专 家 提
摩 西 · 瑟 奇 格 (Timothy Searchinger) 认 为 :“ 以
前 的 论 述 [ 分 析 ] 是 片 面 的 , 因 为 它 们 只 说
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