航空业最大的气候挑战:缺乏清洁燃料
2024-04-15 07:55

航空业最大的气候挑战:缺乏清洁燃料

减少航空旅行对气候影响的艰巨任务取得了些许进展,乔治亚州农村新建的一家工厂预计将于本月开始生产世界上首批商业数量的新型清洁航空燃料。

这家由LanzaJet公司投资2亿美元的工厂将是第一家将乙醇转化为与喷气发动机兼容的燃料的工厂。

全球各地都在努力解决绿色航空旅行面临的最大问题之一:寻找和开发更清洁的原料,既能产生大量燃料,又不会引发连锁反应,最终导致气候和生物多样性危机恶化,该设施就是其中之一。

迄今为止的进展非常有限。

生产新型清洁燃料的努力需要数亿美元。

但投资者仍对未来的核电站经常遭遇长时间延误、难以投入运营保持警惕。

“我们需要扩大1000倍的规模,”国际航空运输协会(International Air Transport Association)净零转型主管赫曼特•米斯特里(Hemant Mistry)表示。该协会承诺,航空业将在2050年前消除碳排放,主要是通过大量使用更清洁的航空燃料。

在其名为自由松燃料的新工厂,兰扎航空计划每年生产900万加仑可持续航空燃料(SAF)。

从某种意义上说,这只是向前迈出的一小步:全球商业航空公司去年消耗了900亿加仑的航空燃料,而100个这样的工厂只需要满足其贪婪需求的1%。

但它提供了一个清洁燃料行业想要去的方向的一瞥。

今天,大多数SAF都是从相对稀缺的动物脂肪和废油中提取的。

用过的食用油已经被广泛收集用于公路运输,而且增长空间不大,而一个强劲的市场早已将动物脂肪转化为宠物食品和洗涤剂的原料。

环保组织警告称,航空业的强劲需求可能会推动其他行业转向使用棕榈油等对气候有害的成分。

这使得航空巨头们在世界各地寻找替代品来履行他们的气候承诺。

英国航空公司的母公司IAG SA承诺到2030年将SAF的使用率提高到10%。

去年,它消耗了1,760万加仑,占总燃料的0.66%。

虽然这个数字很小,但它让美国航空公司黯然失色。

美国联合航空公司(United Airlines Holdings Inc.)在美国航空公司中名列前茅,但去年该公司从清洁能源中获得的燃料还不到0.1%。

国际航空集团负责美国可持续航空燃料业务的副总裁亚伦•罗宾逊(Aaron Robinson)表示,该公司去年使用的所有清洁燃料都来自废油等传统原料。

但这种情况可能很快就会改变。

三年前,英国航空(British Airways)与LanzaJet合作,投资Freedom Pines的建设,并在英国合作建设一个清洁燃料设施,他们希望该设施将于2028年投入使用。

这两家工厂都将采用名为“酒精制喷气”(alcohol-to-jet)的技术,该技术利用化学反应将乙醇升级为一种强大的燃料,能够为喷气涡轮机提供动力。

IAG希望在今年晚些时候从乔治亚州的工厂消耗其第一批SAF。

“多样化很重要,”国际航空集团的罗宾逊说。“这就是为什么从酒精到飞机对我们来说是一个非常有吸引力的领域。”

这可能会避开该行业其他一些清洁燃料努力面临的一个棘手问题。

在美国,航空公司正在倡导制定相关规定,允许玉米乙醇有资格享受SAF税收抵免。

这是有争议的,因为近20年前美国颁布的可再生燃料政策导致该国约40%的作物被转化为燃料。

这增加了对玉米和其他作物的需求,不仅在美国,而且在全球范围内刺激了土地利用的变化。

这些变化包括清除富含碳的草原和森林,种植更多的作物,这抵消了玉米乙醇的大部分气候效益。

航空公司确信这样做可以大大减少对气候的影响,但怀疑者比比皆是。

“这个行业需要绝对大量的燃料,”英国气候慈善机构Possible的高级活动人士阿莱西娅·沃灵顿(Alethea Warrington)说。该机构对SAF持怀疑态度,并鼓励减少航空旅行。

“无论你试图从哪里得到这个,它都会引发巨大的系统性问题。”

兰扎航空公司的首席执行官吉米·萨马齐斯说,自由之松最初对气候的好处并不大,因为它将使用美国中西部的玉米乙醇来“解决问题”。

该工厂将在三到六个月内投入运营,届时将过渡到使用来自巴西的甘蔗乙醇,这对土地使用的影响较小。

根据美国环境保护署的说法,与化石航空燃料相比,这样做可以减少至少一半的热量排放。

Samartzis说,他们很快也会使用从废料中提取的乙醇,比如玉米秸秆和其他农业残留物。

这将带来更大的碳排放节约,因为它们几乎不会刺激可能危害气候的土地利用变化。

咨询公司L.E.K. Consulting在去年一份关于SAF市场的报告中预测,到下一个十年中期,酒精燃料将超过今天的清洁燃料,成为世界上最大的SAF来源。

“这是一项经过验证的技术,有大量的农业和林业残留物,可以很好地使用它,”L.E.K.的约翰戈达德说该公司高级合伙人兼可持续发展副主席。

不过,这并不是唯一的出路。

包括Nuseed和拜耳公司(Bayer AG)控股的coverress Inc.在内的几家公司正开始招募农民在玉米和大豆的常规轮种之间进行种植。

这包括可以转化为生物燃料和动物饲料的海苔和矢车菊。

因为这些作物是作为覆盖作物种植的,否则田地就会休耕,所以它们不会引发土地利用的变化。

但这些企业面临着一系列障碍,从不情愿的农民到监管部门的批准。

covercres的首席执行官迈克•迪坎普(Mike DeCamp)表示:“胆小的人不适合引进一种新作物。”他补充说,该公司可能还需要10年的时间才能达到全面的规模。

他的公司本周被评为彭博新能源财经先锋,因为该公司的技术有望培育和编辑pennycrea的基因,使种植这种作物更有利可图。

戈达德和其他专家认为,到21世纪40年代,一种名为“电转油”或电子煤油的新兴技术可能会超越其他市场,并完全降低土地利用变化的风险。

这种燃料是通过大量可再生能源将捕获的二氧化碳与氢分子相结合而产生的。

产出的是一种几乎没有气候足迹的液体燃料。

但障碍是巨大的。

捕获二氧化碳是极其困难的,而且随着世界各国政府竞相脱碳,几乎没有额外的可再生能源。

总而言之,电能转化为液体的成本将是传统喷气燃料的近七倍

位于布鲁塞尔的非营利组织“运输与环境”(Transport & Environment)展示了其中的困难,该组织追踪了欧洲大部分地区拟议中的电力转液体工厂。

报告指出,尽管截至今年1月,已宣布的项目数量攀升至45个——这是“基本上是积极的”趋势的一部分——但所有的大型项目仍处于“假设”状态,因为它们尚未通过关键的最终投资决定,即资金开始流动,建设真正开始。

政府一直在向该行业抛出一系列要求和激励措施,试图建立动力。

欧盟一直走在前列,那里的立法者要求航空公司在2050年之前增加使用SAF的数量,到那时SAF应至少占所有燃料的70%。

这包括对昂贵的电子煤油的次级授权,到2050年,它必须从2030年占燃料的1.2%增加到35%。

在航空公司的强烈反对下,美国的SAF要求几乎没有得到支持。

相反,《减少通货膨胀法》(Inflation Reduction Act)为每加仑SAF创造了高达1.75美元的激励。

不过,这一期限将于2027年到期,远远早于大多数拟议中的核电站投入运营。

兰扎航空公司的Samartzis说:“这段时间不足以让项目完工。”

在自由松的案例中,我们需要一些帮助才能把它带过终点线。

突破能源公司在2022年提供了5000万美元的赠款,以帮助该项目按计划进行。

但是,如果Freedom Pines能够成功地扩大规模,生产出数百万加仑的SAF,它将大大提高投资者的兴趣,英属哥伦比亚大学生物燃料顾问和研究员苏珊·范·戴克(Susan van Dyk)说。

尽管如此,她补充说,要实现SAF的承诺,该行业还有很长的路要走。SAF要求到本十年末,产量要增加50到100倍。范戴克说:“我认为这种情况到2030年都不会发生。”“我们只需要更多的这些技术商业化,并逐步扩大规模。”

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