航煤型号(航煤分几种)

航煤是什么多少钱一吨

本篇已发表于《民航科技》2023年第2期

摘要：介绍可持续航空燃料（SAF）国内外适航批准的原则和验证流程，为SAF生产企业申请适航审定提供参考。依据审定经验，通过对比分析国内外标准以及文献资料，分析国内外SAF适航批准的异同。依据Drop-in的原则，对SAF采用全流程审定和优化审定的方式进行批准，并按照可持续认证来确定其减排效果。我国已建立完善的适航审定体系和验证能力，急需建设可持续认证体系。同时，通过因地制宜提高SAF产能，推动民航绿色发展。

关键词：航空燃料；可持续航空燃料；适航审定；可持续认证

▲作者：中国民航*第二研究所柳华

0 引言

航空运输是全球经济增长的链条，它创造就业机会、促进贸易、促进旅游业，并支持世界各地的可持续发展。虽然从2020年以来新冠疫情严重影响了航空运输业3年之久，但是2023年开始疫情影响慢慢减少，航空业逐步恢复。

2022年10月7日，在蒙特利尔举行的国际民用航空组织（InternationalCivilAviationOrganization，ICAO）大会上，各国**通过了到2050年实现国际航班净零碳排放的目标，这是全球少有的针对特定行业的气候目标之一，是航空业的一个里程碑。航空业一直能够共同努力解决复杂的挑战，气候变化也不例外。净零航空是一项重大挑战，但通过民航行业、**、能源部门和金融界的共同努力，是完全可以实现的。ICAO通过长期目标将在联合国层面确立共同政策框架。据估计，到2050年，为了实现净零排放目标，每年可能需要高达4.45亿吨的可持续航空燃料（SustainableAviationFuels，SAF），仅SAF生产所需的投资在30年内就将达到1.45万亿美元（约占每年典型石油和天然气资本支出的6%）[1]。特别是近十年内可持续航空燃料（SAF）的强制使用要求，将迫使各国迅速扩大SAF的生产。民航和能源行业在这一转变中有着根本的利益，需要迅速、全面行动，研究和生产SAF。为了到本世纪中叶实现净零航空，十年内我国必须在SAF的技术路径和规模化生产方面取得重大进展，并探索在民航全行业能源转型中增加绿色氢和低碳电力的使用。

1航空燃料的适航审定

在介绍SAF适航审定（即准予飞机使用SAF的技术性能评价与批准）前，本节首先介绍传统石油基航空燃料是如何被批准使用的。

1.1基本概念

1.1.1航空燃料

航空燃料包括喷气燃料和航空汽油。因为航空业排放的二氧化碳主要来自于使用喷气燃料的大型航空器，所以本文所讲的航空燃料（包括SAF）仅涉及喷气燃料，不包括航空汽油。喷气燃料以煤油馏分为主要成分，也称航空煤油（文中采用我国民航业通俗简称“航煤”）。传统航煤是指石油、页岩油、油砂和天然气冷凝油等原料炼制的喷气燃料。

1.1.2航空替代燃料（AlternativeJetFuels，AJF）

来源于非石油基原料（比如各种生物质、煤炭等），代替或部分代替传统喷气燃料用途的燃料，也称为替代航空燃料。如果是来源于生物质的，国内也称为“生物航煤”。

1.1.3可持续航空燃料（SustainableAviationFuels，SAF）

可持续性是指在环境、社会和经济三个方面，一种可以长久维持的过程或状态，既能满足当代需求，又不以牺牲后代为代价。航空替代燃料获得可持续性认证才能称之为SAF。

1.2传统航煤的适航批准

中国民用航空*（CAAC）、美国联邦航空*（FAA）和欧洲航空安全*（EASA）均将航空燃料作为发动机和飞机型号合格审定的一部分进行审批，中国民航适航规章标准有关发动机/飞机要求的航煤审批递进过程如图1所示。

图1  航空燃料的适航审定递进关联示意图

1）发动机型号设计审定时，按照适航规章CCAR-33R2《航空发动机适航规定》[2]33.4、33.15、33.19、33.35、33.49、33.51、33.53、33.67、33.87、33.89和33.91等条款，用设计选用的航煤进行符合验证，完成整个型号审定后，这款牌号（或规格）的航煤就确定为这个型号的发动机运行使用限制（33.7条款），最终在适航管理部门颁发的发动机型号合格证数据单（TCDS）中以予载明。

2）飞机选配发动机后，以发动机适用的航煤为参照，在飞机型号设计审定时，按照CCAR-25R4《运输类飞机适航标准》[3]25.23、25.25、25.27、25.29、25.105、25.117、25.119、25.121、25.603、25.901、25.903、25.939、25.951、25.952、25.955、25.959、25.961、25.969、25.975、25.979、25.981、25.997、25.1001、25.1041、25.1043、25.1045、25.1305、25.1337等条款的要求，用飞机设计选用的航煤进行符合验证，在完成整个型号设计审定后，这款牌号（或规格）的航煤就确定为这个型号飞机运行使用限制（25.1521、25.1522和25.1583条款），最终在适航管理部门颁发的飞机型号合格证数据单（TCDS）中以予载明。

3）航空产品的属性之一是国际化应用，因此发动机/飞机在设计阶段所选取的航空燃料应该是有行业共识，有**、军方或协会发布的航空燃料标准，并大规模生产被广泛使用产品，比如我国的3号喷气燃料和国外的JetA-1。公认的主流航煤标准如表1所示，其都被批准用于目前运行的波音、空客、中国商飞的运输类飞机。如果计划在某型发动机/飞机使用其他标准的传统航煤，通常可以采取化学组分分析、与已批准航煤相容性试验以及必要的适航验证（比如燃烧性、挥发性、热稳定性、低温流动性以及材料相容性试验等），在满足设计要求后允许使用，经适航管理部门批准确定为发动机/飞机的使用限制。

表1  世界公认的航煤标准一览表

注：*原RP-3代号已不再使用，在石油石化和民航业范围均称“3号喷气燃料”也简称“3号航煤”

4）航煤标准（规格）作为发动机和飞机的使用限制列入*方批准的型号合格证数据单（TCDS）后，CCAR-91R4《一般运行和飞行规则》[4]第91.5条款要求其再次在飞行手册（AFM）中明确，任何民用航空器运营人不得违反航空器飞行手册规定使用的航煤限制，以保障航空器持续满足适航要求，从而保证飞行安全。

2可持续航空燃料的适航审定

上个世纪70年代至90年代发生过三次严重的石油危机。2008年石油价格超过140美元/桶，航空燃料的价格也大幅上涨，占到民航运行成本的40%~50%。人类开发利用石油资源以来，一直担心它会枯竭，所以寻求替代石油资源，生产人类需要的燃料是科学研究的热门课题。替代燃料要能够广泛快速得到应用，便捷路径就是替代燃料具有与被替代的燃料相同的功能，因此提出了“Drop-in”的概念。其含义是替代燃料与传统燃料有基本相同的化学组成、性质和物理特性，适应现有的各种储存配送基础设施，不需要特殊处理或者独特的操作程序，其质量、用途和功能与被替代的燃料一致。南非沙索公司正是利用这个理念，成功开发出以煤炭为原料，采用Fischer-Tropsch工艺生产出符合DefenceStandards91-091标准的JetA-1喷气燃料。

2010年以来全球气候变化成为这个时代面临的最大挑战，为了减少二氧化碳等温室气体的排放，各国相继制定了碳达峰、碳中和目标。但是飞机短期内没有可用的其他液体燃料替代品，而且民用航空一直受益于集中的航煤基础设施供应，仅拥有有限的机场加油站和有限的大型燃料买家（比如航空公司和军队），无法采取其他行业的减排方式，所以使用SAF被国际公认为民航业减少二氧化碳最有效的措施。

航空替代燃料的发展不再是为了应对石油资源的枯竭，而是为了减少使用化石资源和研究开发可再生资源生产航煤，在航煤全生命周期内减少二氧化碳排放，最终达到民航业净零飞行的愿景。

2.1应用SAF原则

发动机/飞机使用的航煤在完成发动机/飞机型号审定合格后，适用的航煤在型号合格证数据单（TCDS）和飞行手册（AFM）中会以使用限制的形式固化下来。飞机只有加注经批准的航空燃料才是适航的。一款发动机的审定要历时几年甚至十多年，花费巨额的验证费用，才能够获得型号合格批准投入运行。航空燃料和航空发动机在发展过程中是相互适应的，即一款新型航空发动机应能适应现有商业化的燃料，一款新型燃料应能满足现有发动机的安全运行要求。因此，一款新型航空替代燃料要进入民航市场规模化使用，也应该采取“Drop-in”思路，不改变飞机发动机的使用限制。否则，该替代燃料需依据航空器适航规章条款要求完成复杂、昂贵的符合性验证，这极不利于航空替代燃料的推广使用。由于航空替代燃料没有被广泛使用的经验，从飞机适航和安全飞行管理角度出发，得到国际广泛认可的做法是：非传统原料生产的合成煤油烃组分掺混到传统JetA-1和3号喷气燃料[5]中，在遵循原标准技术要求下，仍然被视为JetA-1或者3号喷气燃料进行质量控制和使用。因此一种新SAF要被现行机队加注使用，总结来讲必须遵循以下原则：

1）SAF与传统航煤具有化学组成相似性和物理性能的一致性，以一定比例混合到传统航煤中，并满足发动机/飞机设计时要求的各种使用性能；

2）SAF使用时遵循现行的燃料规格标准，比如JetA-1或者3号喷气燃料，不是新规格（或牌号）的航空燃料，不需要对发动机/飞机改装，即不需要改变发动机/飞机使用限制；

3）与已经建成的地面基础设施（包括庞大的运输储存基础设施和机场地井管网、加油设备等）具有兼容性，不需要花费巨额资金进行重新建设。

SAF唯有按照这个逻辑才会以最安全、最经济的途径得到应用。

2.2SAF适航审定方法介绍

2.2.1全流程适航审定程序

对利用餐厨余油、农林废弃物、能源植物、糖和醇等可再生资源，采用专门工艺生产的SAF合成烃类混合物，能不能投入使用，需进行四个层级的试验验证：第一层级试验是依据JetA-1或者3号喷气燃料标准要求的规格性能试验。第二层级试验是适用性性能测试（包括化学组成分析和物理化学性能测试），确认其在传统航煤经验数据范围内（组成相似和性能一致性判断），满足现行发动机和飞机燃油系统的设计要求，以及与地面设备相适应。第三层级试验是相容性试验，以及燃油系统部件和燃烧室测试，确认其用途和功能与发动机和飞机燃油系统的相互匹配。第四层级试验是发动机台架和飞机飞行验证，对SAF的性能和预期的功能进行发动机耐久性、发动机性能以及操作性的最终验证。这四个层级的试验是递进关系，第三和第四层级的试验项目和试验量必须基于SAF的化学成分和物理性质来确定。目前SAF的全流程审定程序和用油量如表2所示。

表2SAF全流程适航审定试验内容和用油量一览表

2.2.2优化审定程序

ASTMD4054[6]全流程评价SAF的适用性和安全性，通常需要数百万美元，消耗几十吨SAF，可能还需要数年时间才能获得批准。因此，CAAC和ASTM标准组织发布了基于航煤分子组成层面的新型航空替代燃料的优化审定程序。大大降低了SAF的审定费用和审定时间，以期加快推进SAF的审定批准和应用。SAF优化审定程序是以传统航煤经验数据为目标范围，严格限制SAF的烃类型和含量、碳氢比例、芳烃含量和痕量化合物等，确保SAF化学成分与传统航煤典型值保持高度相似性，且其物理化学性能如酸值、馏程、馏程斜率、衍生十六烷值和热安定性等也在传统航煤经验数据范围，并限制最高掺混比例为10%，以降低使用风险。

2.2.3SAF的可持续认证

航空替代燃料通过适航审定，只是表明了其技术可行，现行机队使用是安全的。但减排效果如何，需要进行全生命周期评价，证明其生命周期排放值（LCA）小于传统航煤的，才能称之为SAF。目前国际公认的可持续认证体系有可持续生物质圆桌会议（RSB）和国际可持续发展和碳认证系统（ISCC）。目前ICAO发布了SAF的国际航空碳抵消和减排计划（CarbonOffsettingandReductionSchemeforInternationalAviation，CORSIA）默认生命周期排放值（LCA）[7]，如表3所示。据此可以看出，不同原料、不同工艺SAF的LCA存在较大差异。

表3SAF的CORSIA默认生命周期排放值（LCA）一览表

3结束语

通过应用SAF来实现航空业温室气体减排目标，最终实现2050净零航空，是业界公认的有效措施。中国已经向世界宣布了我国的“双碳目标”，中国民航制定了《“十四五”民航绿色发展专项规划》，规划要求短期内必须强力推进SAF的生产开发与应用。根据ICAO预测[8]，全球SAF需求量预计在2025年达到500万吨，2040年将达到1.28亿吨，届时我国SAF需求量预计将达到约2000万吨，相当于现有石油石化炼厂航煤生产量的60%~70%，如果要自给自足，缺口巨大。

目前我国已经建立了完善的航空替代燃料的适航审定体系与验证体系，批准了中国石化镇海炼化建成年产10万吨的生物航煤生产装置，并在多款机型上开展了试飞试用和商业航线运行。但随着我国民航业快速发展和“双碳”战略实施，以餐饮废油为原料的生物航煤远不能满足我国民航未来对SAF的需求。因地制宜开展不同原料、不同工艺路径生产SAF的研究已势在必行，以降低SAF的生产成本，丰富SAF来源。同时，加快建立可持续航空燃料的默认生命周期排放值的计算方法，建设我国自主的航空替代燃料的可持续认证体系，并获得ICAO认可，打破我国航空替代燃料可持续认证和全生命周期碳排放值受制于人的现状也急需实施。最后，我国应尽快建立推进SAF应用的机制和体制，协调航空公司、机场、燃料生产商和飞机发动机制造商等相关单位开展加注SAF的固定航线常态化运行，提高SAF的使用量，推动民航绿色发展。

参考文献：

[1]Waypoint2050，Balancinggrowthinconnectivitywithacomprehensiveglobalairtransportresponsetotheclimateemergency：avisionofnet-zeroaviationbymid-century.AirTransportActionGroup，2021-09.

[2]交通运输部.CCAR-33R2航空发动机适航规定[Z].北京：交通运输部，2016.

[3]交通运输部.CCAR-25R4运输类飞机适航标准[Z].北京：交通运输部，2011.

[4] 交通运输部.CCAR-91R4一般运行和飞行规则[Z].北京：交通运输部，2022.

[5] 民航*.CTSO-2C701a含合成烃的民用航空喷气燃料[Z].北京：民航*，2022.

[6] StandardPracticeforEvaluationofNewAviationTurbineFuelsandFuelAdditives，ASTMD4054-22，ASTMInternational，WestConshohocken，PA，2020.

[7] ICAO.Annex16totheConventiononInternationalCivilAviation.EnvironmentalProtection.VolumeIV：CarbonOffsettingandReductionSchemeforInternationalAviation（CORSIA），Firstedition，2019-1-1.

[8]InternationalCivilAviationOrganizationConferenceonAviationandAlternativeFuels：ProposedICAOVisiononAviationAlternativeFuels，MexicoCity，Mexico，2017-11-11/2017-11-13.

制作|朱晨蒋鑫

校对|倪瑾怡

航煤成分

航煤用生物航煤可以代替。航煤是一种航空燃料，由于其高能量密度和易于储存等特点，被广泛应用于民用和军用飞机。目前，生物航煤被认为是一种有前景的传统航空燃料替代品。生物航煤可以由废弃动植物油脂、农林废弃物、油藻等转化而来。

航煤特性

航煤规格中，烟点和辉光值是控制

航煤分几种

航空煤油由三种型号。

航煤代码

航煤的密度是0.78g/cm3。航空煤油密度适宜，热值高，燃烧性能好，能迅速、稳定、连续、完全燃烧，且燃烧区域小，积碳量少，不易结焦；低温流动性好，能满足寒冷低温地区和高空飞行对油品流动性的要求。物化性质闪点：38℃自燃温度：超过425℃凝固点：-47℃（-40℃forJETA）露天燃烧温度：260-315℃最大燃烧温度：980℃热安定性和抗氧化安定性好，可以满足超音速高空飞行的需要；洁净度高，无机械杂质及水分等有害物质，硫含量尤其是硫醇性硫含量低，对机件腐蚀小。航空煤油适用于燃气涡轮发动机和冲压发动机使用，用于超音速飞行器没有低饱和蒸气压与良好的热安定性。此外，因为煤油不易蒸发、燃点较高，燃气涡轮发动机起动时多用汽油，航空燃油中也加有多种添加剂，以改善燃油的某些使用性能。扩展资料航空煤油的润滑性在喷气发动机中，燃料泵的润滑依靠的是其泵送的燃料。当航空煤油的润滑性能不足时，燃料泵的磨损就会增大，这不仅会降低油泵的使用寿命，而且会影响油泵的正常工作，引起发动机运转失常等故障，威胁飞行安全。燃料的润滑性是由其化学组成决定的。航空煤油中组分的润滑性能如下：非烃化合物>多环芳香烃>单环芳香烃>环烷烃>烷烃。参考资料来源：百度百科-航空煤油参考资料来源：知网-用自组织特性的RBF神经网络建立航煤密度软测量模型

航煤组分

2017年7月25日，大陆发动机集团在美国Oshkosh宣布CD-300V6（300马力）航煤活塞发动机获得EASA型号许可证（TC）。

连同新取得型号认证的CD-300航煤发动机，大陆发动机集团旗下共拥有6款已认证航煤活塞发动机，这无疑使大陆发动机集团成为通用航空航煤发动机领域毋庸置疑的领军者。CD-300发动机按照欧洲航空安全*（EASA）要求审定，并于2017年6月20日在科隆颁发型号许可证(TC)，许可证号为TCEASA.E.104。

“对于大陆发动机集团来说，CD-300获得型号许可证标志着大陆航煤发动机项目发展的又一个里程碑。与CD-100和CD-200系列发动机相结合，我们现在可以为所有主流通用航空飞机提供航煤活塞发动机解决方案”，大陆发动机集团工程副总裁JürgenSchwarz说，“与所有大陆航煤发动机一样，CD-300采用经过验证的技术设计。大陆发动机集团已经交付超过5,500台航煤发动机，累计飞行超过525万小时，足以证明其航煤发动机产品的可靠性，性能和成熟度。无论是飞机拥有者还是制造商都想要使用现代化高性能的发动机，使用全球可获得的廉价燃料，从而降低直接运行成本和全寿命成本。我们听取了这些想法，并对此提供了技术解决方案”，JürgenSchwarz继续说，“此外，我们设计的航煤发动机，重量与传统发动机相当，可以适配更多机身，为换发和新研飞机提供新的动力选择”。

 CD-300系列发动机排量3L，在2,340螺旋桨转速下功率输出为300马力（221千瓦），与同等马力水平的发动机相比，该发动机噪音水平降低到了前所未有的程度。与大多数大陆航煤发动机一样，CD-300具有真正的单杆控制和双重、冗余的全权电子发动机和螺旋桨控制系统（FADEC）。此外，共轨技术、燃油直喷，双涡轮增压、液体冷却和先进的减速齿轮系统共同构成了该款发动机的最先进的设计特征，也显示出大陆发动机集团在通用航空新技术应用领域的领先地位。

 CD-300发动机型号认证是根据欧洲航空安全*（EASA）的要求进行的，在FAA和CAAC的认可也将在不久之后进行。CD-300可支持飞机制造商选型和换发（STC），首次装机应用预计在2018年初。

大陆CD-300航煤发动机参数 

认证燃料:

JETA-1

排量:

2987 cm³

182.3 立方英寸

功率:

221 kW

300 马力

最高而定转速: 

2340 r/min

2340 rpm

缸径:

83 mm

3.26 英寸

冲程:

92 mm

3.62 英寸

压缩比:

15.5:1 

15.5:1 

高:

700 mm

27.6 英寸

宽:

790 mm

31.1 英寸

长:

980 mm

38.6 英寸

干重:

265 kg

584 磅

最高飞行纬度

7620 m

25000 英尺

换发间隔:

预计换发间隔2000小时以上

大陆发动机集团旗下拥有全系列航煤发动机，为通用航空领域最有声望的飞机提供动力，例如德事隆航空（塞斯纳C172TurboSkyhawkJT-A），派柏飞机公司（ArcherIIIDX），新罗宾飞机（DR401，CD-155），格莱塞尔（Sportsman航煤版），钻石飞机（DA40和DA42）都是使用大陆航煤发动机的飞机制造商。

文字：苗林

图片：郭振坤

航煤是什么

　　航空煤油是石油产品之一。英文名称JetfuelNo.3，别名航空煤油。主要由不同馏分的烃类化合物组成。航空煤油主要用作航空涡轮发动机的燃料。汽油不安全，容易挥发，太容易燃烧，但是活塞发动机还在用。柴油黏度太大，在涡轮发动机里不适合，因为是要靠很细小的喷嘴把燃料喷成雾状的。

　　现行最常用的航空煤油，是以煤油为基础的JETA-1，并根据国际标准规格生产。在美国，另有一种型号的JETA-1煤油，称为JETA。

　　JETA-1基础数据：

　　闪点:38℃

　　自燃温度:超过425℃

　　凝固点:-47℃(-40℃forJETA)

　　露天燃烧温度:260-315℃

　　最大燃烧温度:980℃

　　航空煤油是喷气发动机飞机专用的航空燃油。

　　JETA航空煤油自一九五零年代就成为美国的标准航空煤油类型。目前，只有美国才有供应JetA航空煤油。JETA与JetA-1相似，但凝固点为-40°C，比JETA-1的-47°C略高。与JETA-1一样，JETA的闪点也在最少38°C，而自燃温度则为超过425°C。JETA的标准燃油编码为1863，在运油车与储存设施也会注明。JetA专用的运油车、油库与管道，均会以黑底贴纸写上白色“JETA”字样，以及下面的另一条黑线作为识别。由于水比JETA燃油重，水会在油箱的下面沉积，故此，储存JETA的油箱，需要定期排空，以检查燃油是否混了水分。水份子可能会悬浮在JETA燃油之中，这可以透过“明净测试”检出。若燃油呈混浊状态，即表示含水量超出30ppm（百万分之三十）的可接受水平。