关于高级生物燃料的两部分系列报道的第一部分。
2008 年，一群航空公司向世界最大的航空航天公司波音公司提出了一个大难题。当时，美国在奥巴马总统的领导下，正在制定应对气候变化的政策。其中一项政策涉及减少飞机燃料的排放。
一年前，来自国会的两党支持为新政府提供了一个看似强大的新工具，即一项呼吁使用“高级生物燃料”的法律。该法律承诺推出一种新型燃料，与石油燃料相比，可将温室气体排放量至少减少 50%。该法律的目标是交通运输部门，该部门的二氧化碳排放量仅次于电力生产，位居第二。
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当时，太阳能和风能已经开始减少发电厂的排放，普遍的假设是，在 10 年内，汽车行业将通过生产电动汽车来开始减少其在交通运输问题中的份额。但航空公司担心无法使用太阳能和风能为商用飞机提供动力。电动飞机尚未提上议事日程。
波音公司负责开发新型航空燃料的首席战略家达林·摩根回忆说：“他们说，‘嘿，我们需要帮助。我们自己做不到。’我们说，‘是的，我们可以做到。’”
作为一家与 150 多个国家有业务往来的主要美国出口商，波音公司曾与航空公司合作开发更省油的飞机和更好的飞行方式。现在，它帮助成立并领导了可持续航空燃料用户组 (SAFUG)。该组织目前代表 27 家航空公司，这些航空公司消耗了全球三分之一的飞机燃料。
这是完全超出波音公司或世界各航空公司全球范围的一步：必须开发和测试满足温室气体减排目标的新型飞机燃料，以满足严格的飞机标准。它们不能冻结，而且必须足够强大和安全，才能运行标准喷气发动机并使用现有的燃料输送系统。另一个目标是，航空公司乘客不会感觉到性能有任何差异。
摩根解释说：“我们试图创建一个以我们所需要的存在方式不存在的新兴产业。”他是一位前金融专家，之所以被引入波音公司，是因为他熟悉生物燃料。
寻找能够满足航空公司、环保组织和政府要求的低碳生物燃料的起步过程漫长而缓慢。但他表示，他认为这是一个开始发生的步骤。
建议来自许多方面。环保组织担心新型燃料的来源，拒绝了用树木制造生物燃料的提议。他们尤其担心为了建立棕榈油种植园而破坏热带雨林。社会团体对使用玉米等食物来源或用于粮食作物的土地制造高级生物燃料感到不满，因为人口不断增长将需要更多食物。
波音公司和其他 SAFUG 成员还与另一个团体合作。可持续生物材料圆桌会议 (RSB) 的成立是为了让环保、农业和社会团体的代表以及来自飞机和喷气发动机制造公司的专家加入。其想法是就一项可持续性标准达成共识，而不是几十项。
摩根解释说：“我们很早就向市场发出了信号，表明我们将设定高门槛。我们说，‘各位，如果你们想为我们的行业服务，你们需要达到这个高门槛。’”
芬兰先驱
这其中利害关系很大。
航空公司产生的温室气体约占全球温室气体总量的 2%。如果该行业未能成功减少排放，预计到 2050 年排放量将增至 3%。
事后看来，摩根认为航空公司困境的特殊性反而成为吸引人们支持明确标准和新想法的优势。
“这就是没有现有行业的优势所在。生物燃料没有现有行业，所以我们可以从一开始就按照我们想要的方式进行制造。”
随后的飞行测试表明，一些最有希望的结果来自 Neste 公司，该公司成立于 1948 年，是芬兰的国有石油公司。2005 年，该公司开始专注于使用包括棕榈油在内的脂肪酸和油性农业残留物制造柴油燃料的工艺。
欧洲对更清洁的燃料有很大的市场需求，Neste 很快占据了主导地位，生产用于卡车和汽车的柴油。在遭到绿色和平组织和其他环保组织的攻击后，Neste 开始修改其工艺。它同意逐步淘汰棕榈油的使用，棕榈油被用于各种食品，主要依靠不可食用的植物和动物废料及残留物来制造该公司所谓的“加氢处理植物油”，这种产品与煤油非常相似。
Neste 与波音公司和 RSB 的其他成员合作，开发出了一种被称为“即用型”燃料，可用于喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。据 Neste 在美国的总经理内维尔·费尔南德斯称，到目前为止，它已在 1200 次商业飞行中成功测试。
Neste 的燃料与其他竞争对手在生物喷气燃料开发竞赛中的不同之处在于，该公司已经运营着两家为其生产生物柴油的炼油厂，因此它可以迅速扩大规模，生产更多数量的喷气燃料，据该公司称，这可以使航空公司的温室气体排放量减少 40% 到 90%。
波音公司的摩根解释说：“说 Neste 是先驱绝对是公平的。他们承担了很大的风险，值得称赞。在许多人没有押注的情况下，他们将公司很大一部分押在了可再生燃料的未来上。”
剩下的障碍是 ASTM 国际。它成立于 1898 年，名为美国测试与材料协会，它的第一个决定是批准宾夕法尼亚铁路使用的钢材。此后，它已发展成为国际组织，在世界各地设有办事处，帮助为 12,000 多种产品制定健康、质量和安全标准。
波音公司和其他飞机和喷气发动机制造商已经成立了一个 ASTM 委员会，以决定 Neste 工艺生产的燃料是否可以在全球范围内用于制造低碳喷气燃料。
“生物燃料 1.0”的终结
如果 ASTM 批准，可再生喷气燃料的产量将从微不足道的 200 万加仑增加到每年潜在的 20 亿加仑。
正如摩根解释的那样，这还不足以为整个全球航空业提供燃料，但“这确实是重要的一步，因为它使我们摆脱了实验阶段，并使行业以具有成本竞争力的价格大量生产。”
他希望，不断扩大的市场将鼓励更多的炼油厂和其他公司进入这个行业。这也将标志着摩根所谓的“生物燃料 1.0”的结束，对于那些认为低碳喷气燃料是一个会迅速腾飞的风险投资的政府、创新者和投资者来说，这是一个冒险的时期。与 Neste 不同，一些试图制造生物燃料的公司已经破产倒闭。其他公司则突然转向不必飞行的产品。
其中一家幸存者是 Cool Planet Energy Systems，这是一家位于科罗拉多州格林伍德村的公司，该公司在 2009 年凭借一种名为热解的技术引起轰动，该技术可以在没有氧气的情况下加热农业废料、木片和坚果壳，从而产生烟雾，然后将其通过催化剂以制造液体生物燃料。Cool Planet 的业务发展负责人韦斯·博尔森解释说：“你不需要进行进一步的提炼或升级处理。这是一种可以直接使用的液体燃料。你只需要将它们混合在一起。”
该过程还会产生一种名为焦炭的泥土状废料。
据博尔森称，该工艺吸引了三家主要石油公司的投资，并获得了农业部 9100 万美元的拨款。该公司用于生产可再生喷气燃料的潜在原料似乎是无限的。
他说：“在北落基山脉，有 4200 万英亩的树木被甲虫杀死。这些树木将会倒下并腐烂，变成甲烷，这比二氧化碳糟糕得多。”他指出，通过将木片转化为生物燃料，他的公司实际上将减少大气中的温室气体。
Cool Planet 建造了一个运转良好的试验工厂，但它从未达到可以开始销售生物燃料的程度。它的投资者不愿筹集建造第一座商业规模设施所需的数亿美元。
博尔森解释说：“最困难的事情是建造第一座商业规模的工厂。这将是有史以来效率最低的工厂，因为你将从中学习。”
为了维持业务，该公司迅速需要一种可以销售的产品，因此它转向了焦炭，这是热解产生的废料。这种焦炭被命名为“Cool Terra”，该公司将其描述为“一种旨在改善土壤健康的工程生物碳”。它是一种土壤添加剂，Cool Planet 现在在 48 个州销售。
据博尔森称，它在种植番茄和草莓的高尔夫球场和苗圃中很受欢迎。
Cool Planet 表示，它已经筹集了 3000 万美元，并且正在路易斯安那州建造一座旨在生产焦炭的工厂。博尔森解释说，这可能还没有准备好实现该公司生产生物燃料的梦想。他说：“你必须逐步进行。”
另一家成功软着陆的幸存者是Solazyme，这是一家旧金山的初创公司，它开发了一种由藻类和糖制成的生物燃料，一度看起来很有希望，直到该公司股价去年开始暴跌。之后，它转型为TerraVia Holdings Inc.，销售用于化妆品和食品的藻类油。
至少有六家公司走上了KiOR的轨迹。KiOR是一家位于德克萨斯州帕萨迪纳的高调公司，于2007年起飞，其将木屑转化为生物燃料的工艺曾短暂地享有15亿美元的估值，但未能达到其生产预估，然后在2014年陷入混乱的破产。
随后，密西西比州的总检察长（KiOR第一家商业工厂的所在地）称其为“有史以来对密西西比州实施的最大规模的欺诈之一”。但其他公司幸存下来，迎接下一个挑战。
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