航空业的未来可能取决于炸薯条、垃圾和阳光。

航空业约占全球二氧化碳排放量的 2%,如果再加上其他污染气体,在造成全球变暖的所有人为因素里,航空业大约要负 3% 的责任。

航空业希望减少气候影响的一种方法是使用新燃料。这些替代品由多种来源制成,通常被称为可持续航空燃料(SAFs,Sustainable Aviation Fuels)或替代燃料,大部分可供现有飞机使用。它们可能是帮助该行业实现其气候目标的关键:到 2050 年实现二氧化碳净零排放。

欧盟和美国的新政策都在推动这些新燃料的发展,航空公司也在推动宣传活动,努力转换燃料来源。

但是,尽管替代燃料可能是航空业的气候解决方案,但其实际影响将取决于许多因素。接下来我会讲一讲关于航空燃料和气候变化的未来之间的关系。

打开网易新闻 查看更多图片

(来源:Pixabay)

什么是 SAFs?

目前飞机主要使用喷气燃料,也称为航空煤油——一种由含碳分子混合而成的化石燃料。这些混合物的具体成分可能会有所不同,但主要成分是充满能量的简单碳链和氢链。替代燃料或者 SAFs 的基本化学成分与化石燃料相同,不同之处在于替代燃料来自于可再生能源。

这些燃料分为两大类:生物燃料和合成电燃料。

生物燃料来自一系列生物来源。有些是从用过的食用油、农业余料或垃圾等废物中提取的,还有些由专门用于燃料的作物制成,从玉米到棕榈树再到柳枝稷。

从生物来源制造燃料需要切断植物为储存能量而制造的复杂化学结构。脂肪和碳水化合物可以被分解成更小的碎片并进行纯化,有时使用现有的炼油厂,以形成富含碳分子的简单链,这些分子是航空煤油的主要成分。

另一方面,电燃料(也称为电子燃料)并不是从植物中提取的。相反,它们有两个主要组成成分:氢气和二氧化碳。

虽然两者都有多种来源,但制造电子燃料最环保的方法是从使用可再生电力,将水分解为其组成元素产生的氢气,再加上通过直接从空气中捕获并提取的二氧化碳。然后,这些物质在由电力驱动的化学反应中结合并转化。

如今,制造电子燃料的成本仍然很高,因为这一过程效率低下,而且还没有进入大规模商业应用。但专家表示,要实现 2050 年的目标,航空业在很大程度上需要依赖它们。这是因为它们在减少二氧化碳排放方面最有效,而且不会像植物或废物制成的燃料那样受到供应或物流的限制。

打开网易新闻 查看更多图片

如何应对气候变化?

与传统的航空煤油一样,替代燃料在飞机上燃烧时会产生二氧化碳和其他排放物。

不同之处在于,SAFs 可以抵消其二氧化碳排放,这取决于它们的制造方式。在理想情况下,制造替代燃料的过程会吸收大量的碳,以至于当燃料燃烧时,二氧化碳的排放基本上会被抵消。

然而,这往往与现实相去甚远。如今,制造替代燃料的过程与二氧化碳排放本身有关,要么是因为制造替代燃料所需的能源,要么是由于它们以排放碳的方式影响生态系统。

非营利组织 的航空政策经理马特奥·米柔罗()表示,“并非所有的 SAFs 都是一样的。”

国际清洁运输理事会(International Council on Clean Transportation)燃料项目负责人尼基塔·帕夫伦科()表示,替代燃料在减少二氧化碳排放方面各不相同。一方面,与化石燃料相比,由从空气捕获并提取碳制成的合成燃料,以及制造设施完全由可再生电力供电的,将减少近 100% 的排放。

说,另一方面,一些以农作物为基础的生物燃料实际上比化石燃料产生的二氧化碳排放更多。棕榈树制成的生物燃料经常是这样,因为种植这种作物会破坏雨林。即使是合成电子燃料,如果使用化石燃料发电,其对气候的影响也可以接近航空燃油。

如今,大多数商业上可买到的替代燃料都是由脂肪、油和废油脂制成的。如果它们来自废烹饪油等废物,与化石燃料相比,这些燃料可减少约 70% 至 80% 的二氧化碳排放。

值得注意的是,尽管 SAFs 可以实现二氧化碳净零排放,但燃烧燃料仍会产生其他类型的污染,包括其他温室气体和颗粒物。这些燃料也会形成尾迹,将热量截留在大气中。

SAFs 的下一步是什么?

还有一些其他技术可以减少航空业对气候的影响,包括氢动力和电池动力飞机。然而,如果没有进一步的技术进步,这些选择可能仅限于航程较短的小型飞机,而如今全球大部分二氧化碳排放来自约 1500 公里以上的飞行。

这就是 SAFs 可以提供帮助的地方。替代燃料对航空业很有吸引力,因为它们是一种临时解决方案,几乎不需要对飞机和机场基础设施进行调整。不过实际情况是,根据燃料中化学物质的混合情况,飞机未来可能需要进行小的调整才能使用 100% 的替代燃料。

许多航空净零排放计划,比如国际航空运输协会(International Air Transport Association)发布的计划,都认为未来几十年,SAFs 将占该行业气候努力的大部分。

在过去的一年里,几次由 100% SAFs 提供动力的试飞已经完成。然而在 2022 年,替代燃料在全球航空煤油供应中所占比例不到 0.2%。因此,在供应对气候有实际帮助的替代燃料方面需要取得很多进展。

普及 SAFs 的主要挑战之一是扩大供应。虽然脂肪、油和油脂是当今大多数商业可用 SAFs 的基础,但全世界的炸薯条和用过的烹饪油都无法满足全球航空业对燃料的需求。说,事实上即使收集量增加,废弃的脂肪、油和油脂也可能无法满足全球航空燃料需求量的 5%。

一些新的生物燃料,如由农业残渣、固体废物和柳枝稷等作物制成的生物燃料正在逐渐进入市场;全球范围内有一些设施正在建设中或使用这些来源生产航空煤油,它们可以减少 50% 至 90% 的二氧化碳排放。

美国和欧盟最近的政策举措旨在提振替代燃料市场。2023 年 4 月敲定的欧盟 RefuelEU Aviation 协定要求,到 2025 年,欧盟机场的燃料供应要包括 2% 的替代燃料,到 2050 年,该数字要上升到 70%。欧盟规则只计算来自废物、先进生物燃料和电子燃料的 SAFs,而不计算作物衍生燃料。它还为电子燃料制定了一个具体目标,旨在提高其产量。

另一方面,美国最近通过了新的替代燃料税收抵免,旨在降低其昂贵的价格到与化石燃料的价格差不多。税收抵免将持续到 2027 年,适用于与化石燃料相比二氧化碳排放量减少 50% 及以上的任何燃料,尽管如何计算减少量的细节尚未公布。

最终,替代燃料是减少航空业对气候影响的最直接途径之一,但只有某些类型的燃料最终会对气候有利。说:“SAFs 是一个解决方案,但它们需要做得非常好,否则它们可能会适得其反。”

支持:Ren

排版:刘雅坤