可持续航空燃料:前景光明但挑战重重,减排之路任重道远
2025-08-12 10:30
来源:《对话》
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2025年7月初,美国通过的联邦支出法案大幅削减了联邦政府用于研发可再生或可持续燃料的资金,这类燃料旨在为长距离飞机提供动力,减少航空业对全球气候的破坏。当前,航空业减排形势严峻,2023年其碳排放量约占全球的2.5%,而减少飞机排放困难重重,主要因缺乏能携带大量高能量密度燃料的替代能源,如驱动国际航班的电池,其体积和重量远超飞机油箱。

在此背景下,可持续航空燃料成为潜在解决方案。与传统从石油提炼的航空燃料不同,它由可再生和废弃资源制成,如废弃食用油、农业剩余物、藻类、污水和垃圾等,且无需对现有飞机油箱和发动机进行重大改造即可使用。此前,美国政府设定了宏伟目标,计划到2030年每年生产30亿加仑此类燃料,到2050年满足美国所有商用飞机的燃料需求,但实现目标前路漫漫。

早期研发可持续航空燃料依赖粮食作物,如将玉米转化为乙醇、大豆油转化为生物柴油,但这类原材料会与粮食生产竞争。下一代生物燃料则利用非食物来源,如藻类、农业废弃物(粪肥、玉米秸秆等),若处理得当,不仅能避免与食物供应竞争,还可能减少碳排放,不过其生产难度大、成本高,一方面是技术较新,另一方面是尚未建立收集、运输和处理大量原材料的物流系统。目前,研究人员正探索利用转基因细菌制造生物燃料,如培育藻类产生糖或油后喂给工程细菌转化为可用燃料,或改造光合微生物直接将阳光和二氧化碳转化为燃料,但这些技术大多仍停留在实验室阶段。

目前,美国联邦航空管理局允许航空公司使用最多50%的可持续航空燃料与传统航空燃料混合,具体比例取决于燃料生产方式。然而,可持续燃料广泛应用面临成本和供应两大障碍。其成本远高于传统航空燃料,2024年最常见的石油基航空燃料Jet - A原材料价格平均批发价为每加仑2.34美元,而同年一种可持续燃料批发价约每加仑5.20美元,2025年7月联邦预算减少政府补贴后,生产这些燃料的成本实际上进一步提高。同时,可持续燃料产量稀少,预计2025年全球产量约200万公吨,不到全球航空燃料需求的1%。不过,国际社会正施加压力增加需求,自2025年1月起,欧盟机场供应的所有航空燃料必须至少包含2%的可持续燃料,且最低比例将随时间提高。

在兼容性方面,通用电气和劳斯莱斯等公司已证明其制造的喷气发动机可使用可持续燃料完美运行,但可持续航空燃料的密度和能量含量与标准航空燃料略有不同,可能影响飞机重量分布和航程,飞机的其他部件如储存、泵送和维持燃油平衡的部件(阀门、管道、橡胶密封件等)也需兼容。因此,所谓“100%可持续航空燃料”的航班,燃料中通常含有少量传统航空燃料或特殊添加剂,因为可持续燃料缺乏维持飞机燃油系统正常密封所需的芳香族化合物。

尽管可持续航空燃料仍有许多细节待解决,但它为减少航空旅行碳足迹提供了一种可行方法,无需重新设计整架飞机,可显著减少在用飞机的二氧化碳排放,有助于缓解气候变化。这项工作需要全球各国政府、制造商和航空公司的持续研究与投资,未来航班燃料有望更加环保。

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