生物喷气燃料在盈利与可持续性之间艰难求衡

航空业和军方的替代方案面临土地利用、清理泥炭地、化肥使用、成本和更多排放等问题

南非德班——根据南非航空公司提供的有用信息,我飞往约翰内斯堡的 15 小时航班排放的二氧化碳中,我所占的份额为 1391.3 公斤。加上飞往德班的短暂飞行产生的 53.8 公斤二氧化碳,您可以看到航空业和德班气候谈判都面临排放问题。

事实上,飞行现在约占全球温室气体排放的 2%(并且正在快速增长),尽管该行业已承诺到 2020 年停止这种增长。据航空业称,飞机每年排放的约 6.5 亿公吨二氧化碳中,有 80% 来自于飞行超过 1500 公里(例如我从纽约市到德班的行程)的航班,而对于这些航班,没有其他可行的交通方式。而且,考虑到煤油的能量密度,除了轻型太阳能无人机外,也确实没有其他替代液体燃料的选择,电动飞机无法起飞。至于氢气,它很难携带足够多的氢气,同时还要为乘客留出空间。

这就是为什么美国军方、多家航空公司、波音公司和其他公司在植物制造的喷气燃料上投入巨资的原因——这些植物提供的油脂来自杂草骆驼草或耐寒的麻风树灌木,甚至来自藻类。这些燃料已经成功通过了所有试验(甚至每加仑提供的推力更大),并且现在已经在美国和欧洲投入常规商业用途,有望将二氧化碳排放量减少 80%,尽管价格较高。美国联邦航空管理局正在向此类喷气生物燃料制造商提供 770 万美元的合同。


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“每个人都想要一个石油解决方案,”碳战室首席执行官吉加·沙阿说,该组织由维珍航空创始人理查德·布兰森爵士和其他人创立,旨在应对气候变化。“航空业将是第一个实现这一目标的领域。”

不幸的是,存在一个问题。正如玉米乙醇最终被证明是一个糟糕的生物燃料想法一样,这些生物喷气燃料的气候友好价值很大程度上取决于它们的生产方式。事实证明,用棕榈油制成的燃料对大气中的温室气体水平的影响比从石油中提炼的喷气燃料更糟,因为它涉及清理雨林或泥炭地。为了帮助解决这个问题,碳战室推出了RenewableJetFuels.org该网站对所有生物燃料公司的可持续性以及其他标准进行排名。

“我们需要确保这些燃料的制造方式不会对已经受到压力的生态系统造成压力,”负责碳战室航空工作的苏珊娜·亨特说。“它们绝不能对粮食安全构成压力,我们必须确保温室气体减排是真实可靠的。”

根据碳战室的可扩展性(可以批量生产吗?)、可持续性(可以在对环境损害最小的情况下生产吗?)和经济可行性(可以盈利生产吗?)的主要标准,排名前五的生产商包括:Lanzatech、SG Biofuels、AltAir、Solazyme 和 Sapphire——所有这些公司都已提供生物燃料用于喷气式飞机飞行。

所有这些燃料的成本都高于石油基喷气燃料。“对于航空公司而言,三分之一或更多的运营成本是燃料,”亨特指出,他认为以一致的价格锁定生物喷气燃料将有助于航空公司对冲这一成本。“欧盟将航空业纳入其[排放交易计划]上限是一项主要激励措施。”

但是,每个潜在的喷气生物燃料制造商也面临其他挑战。Solazyme 可以利用在黑暗中生长并以工业级糖为食的受压藻类生产大量油脂,但这种糖的来源使得最终的燃料不那么可持续。Sapphire 希望在池塘中种植藻类,这将使其更具可持续性,但生产成本也会高得多。AltAir 通过从含油籽植物(如骆驼草)中获取生物喷气燃料做得更好,但这限制了与小麦等粮食作物轮作种植的数量,因为可用于后者种植的土地数量有限。

SG Biofuels 从碳战室的各个方面都获得了高分,并且依赖于在危地马拉以及中美洲和南美洲其他地区种植的麻风树。这种耐寒的植物似乎很理想,因为它能够抵抗干旱并在贫瘠的土地上生长,产生含油的种子。但是,这种生物燃料作物已经受到批评,原因有两个:一是因为它正在取代其他种植地(如肯尼亚和坦桑尼亚)的谷物,二是因为它需要化肥才能获得良好的产油量。

这使得 Lanzatech 拥有一种技术,可以将几乎任何由氢和碳组成的物质产生的合成气转化为燃料和化学品。但是,当然,该技术不必使用可持续种植的植物作为起点。它们也可以很容易地使用其他替代品,如酒精或煤炭。事实上,这正是 Lanzatech 正在与中国煤炭开采公司兖矿集团合作尝试的。

将煤炭转化为动力燃料是南非 SASOL 公司长期以来一直在做的事情。多年来,SASOL 一直在用煤炭制造喷气燃料(以及用于卡车和公共汽车的柴油)。它实际上与用植物制成的燃料在化学上是相同的燃料——合成链烷烃煤油。不幸的是,从煤炭中提取的喷气燃料会导致更多的二氧化碳排放,如果目标是应对气候变化,这根本就不是替代方案

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