喷气燃料很快就能由二氧化碳制成

省钱田田 2024-06-15 14:10:47

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【FuninUSA.NET综合报道】将排放物转化为喷气燃料的科学概念已经出现。至于它能多快为全世界的喷气式飞机提供动力,目前还没有定论。

eSAF 是下一种形式的喷气燃料。

2022 年 12 月,迈克-莱斯基宁(Mike Leskinen)站在讲台后面,举起一个旋盖壶,里面装满了透明液体,看上去就像一批浴缸杜松子酒。相反,这个容器里装的是一种听起来像科幻小说里的溶液:通过将水、太阳能和从空气中提取的二氧化碳结合在一起而产生的液态碳氢化合物。

由此产生的液体可以转化成不同的形态,从塑料到香水,最重要的是,还可以转化成航空燃料。

联合航空风险投资公司总裁莱斯基宁曾为维度能源公司在图森的试验工厂提供资金支持,该工厂生产的那批碳氢化合物证明了酝酿已久的概念。

"2016年,我开始研究航空业如何实现其气候目标,"Dimensional公司首席执行官杰森-萨尔菲告诉我们。"我突然想到,我们花了 100 年的时间燃烧碳氢化合物,现在这些碳氢化合物已经充斥在大气中,但如果我们将这些碳氢化合物作为一种能源呢?我们可以利用已经在地面上的碳,而不是从地下抽取碳,从而推动我们的经济发展"。

此后,Dimensional 敲定了其化学工艺,运行了试验工厂,在温哥华建造了一个更大的试验工厂,并开始在纽约州尼亚加拉瀑布建造其首个商业工厂。"一切都进展得很自然,"Salfi 说。我们是一个一夜成名的故事......酝酿了八年。

在Dimensional及其竞争对手--Air Company、Infinium和Twelve出现之前,可持续航空燃料(SAF)的概念已经成为航空业到2050年实现碳中和的一种包罗万象的解决方案。从很多方面来看,这都是一个神话。

昨天,在日内瓦举行的欧洲公务航空年度会议EBACE 上,一个专家小组讨论了 SAF 的利弊,SAF 是欧盟和英国政府的优先事项,但尚未制定明确的路径。根据 ReFuelEU 建议,欧盟的燃料供应商有一项任务,即在传统喷气燃料中掺入 SAF,掺入比例将从 2025 年的 2% 提高到 2050 年的 70%。

EBACE 小组成员指出,全球 SAF 产量不到喷气燃料消耗量的 1%。据 AIN 报道,Avfuel 公司执行副总裁 CR Sincock 说:目前仍有许多公司在增加用脂肪、油和油脂生产HEFA SAF,但我们认为这还远远不够。

大多数航空专家都明白,这些第一代配方的 SAF 并不能长期有效地降低航空排放。这些从薯条油脂等有机饲料中提取的 "生物燃料 "不需要在全国各地钻探、泵送、运输、提炼和装车,因此从整个生产周期来看,生物燃料可能比标准喷气燃料清洁 30% 到 90%。

然而,平均清洁度徘徊在 70% 到 80% 之间,Sincock告诉我们。这是一个进步,但仍不足以让航空业在2050年前实现碳中和的目标。特别是因为制造和提炼这些生物燃料需要大量的土地和水,并引发了关于用量的问题。航空业每年消耗 1000 亿加仑航空燃油,预计到 2050 年将达到 1500 亿加仑。

Sincock说:目前实际使用的SAF比例很小。它有一定的发展空间,可以扩大到总量的5%到10%,但我们可能不会看到50%的比例。换句话说,扩大使用第一代可持续航空燃料实际上是不可持续的。

第二代SAF已经出现,即所谓的酒精转化为气体,它利用热量和压力将木质生物质(如原料、树桩、木屑、锯末和草)转化为液体,可以过滤并提炼成燃料,但这种方法成本高昂,也不能完全推广。

第三代SAF也被称为 eSAF 或液化电力(PtL),它提供的承诺似乎好得令人难以置信,在某种程度上,确实如此。生产过程使用的是现有的地面碳,但燃烧产生的燃料会排放碳,因此 SAF 并不能减少大气中的碳。它只能让飞机在净碳中和的状态下运行。

虽然可以直接从空气中提取碳,但目前所有的 eSAF 制造商都从高排放的工厂(如混凝土、钢铁和乙醇生产设施)中提取二氧化碳。另一家 eSAF 生产商、位于纽约布鲁克林的 Air Company 公司首席执行官格雷戈里-康斯坦丁(Gregory Constantine)说:"将这些废气流直接导入我们的系统是最有效的方法。"此外,它还能最大限度地减少温室气体排放。

该领域的其他参与者包括位于加州伯克利的 Twelve 公司和位于萨克拉门托的 Infinium 公司。这四家公司在运营上略有不同,但基本任务相同,都是利用二氧化碳、水和绿色能源制造合成航空燃料。据国际航空运输协会的一份报告估计,eSAF 最终将占航空业碳中和进程的 65%,因此这四家公司可能不会孤独太久。

Air Company 的康斯坦丁表示,他的长期计划是向 "现有的基础设施参与者 "发放技术许可,他说:我们需要更多的人参与进来,需要更多的想法和更多的解决方案出现。由于市场规模庞大,我们不想成为唯一一家这样做的公司。我们要做的是扩大规模。

规模。这是在谈到 eSAF 时反复出现的一个词。每个人都在追逐这个概念,但现实的解决方案仍然遥遥无期。这种燃料应在三年内投入商用,但制造商表示,要在五到十年后才能广泛使用。至少,任何增长都不会因基础设施问题而放缓。与早期的形式不同,新的 SAF 不需要与传统燃料混合就能在现有发动机中运行,而且与当前的配送系统兼容。

Salfi说:"这是一个巨大的机遇,因为它弥补了当今石油和天然气行业人才与我们生产所需的人才之间的差距。因此,这并不是将一种形式的基础设施换成另一种,而是利用现有的数万亿美元的智力和物质资本,向低碳经济过渡。我们将这一部门视为创造就业的力量"。

但这支力量仍需克服一个巨大的障碍--资金和电力这两个相互关联的问题。与 eSAF 合作的混合动力电动飞机制造商 Ampaire 公司首席执行官凯文-诺特克(Kevin Noertker)说:"这将归结为经济问题。如果他们收取高额费用,就很难实现全面采用。航空业历来对价格非常敏感"。

目前,eSAF 的成本大约是标准航空燃料的两倍,尽管 "当油价飙升时,它缩小了差距",辛考克说。尽管如此,碳中性燃料仍在通过一个典型的“鸡-蛋”循环发挥作用--价格高是因为没有足够的可再生能源,但扩大可再生能源需要时间,因为成本高昂。

"扩大规模需要数年时间,"Sincock说。生产过程是电力密集型的,这对生产商来说是一笔巨大的成本。随着绿色电力供应的增加,成本接近传统能源的成本,燃料的价格就会下降。

正是出于对廉价、充足的清洁能源的需求,Dimensional 将其温哥华和尼亚加拉大瀑布工厂都建在河流沿岸,以便利用稳定的水力发电,而 Twelve 在华盛顿州摩西湖(Moses Lake)建设的商业设施也是类似的选择。正如 AirCompany 的 Constantine 所说:"我们从那些可以获得低成本绿色电力的地方开始"。

"任何拥有私人飞机的人都可以成为一股巨大的善的力量,"Salfi说。本来可能被诋毁为过剩的东西,却可以成为世界摒弃化石燃料的一个重要部分。如果我能找到一批私人飞机的所有者,并以高价预订销售,那么当我们看到整个能源网的价格下降时,我就可以建设其他项目,为市场服务。

政府也可以提供帮助。通货膨胀削减法为某些氢气生产方式提供了信贷,还有额外的补贴,碳再利用每吨支付 85 美元,碳中和燃料每加仑退税 1.5 美元,但目前还不确定哪些补贴(如果有的话)将适用于 eSAF。Salfi说:"这些补贴仍在政府的规则制定过程中,所以我们还不知道具体如何分配。在我们围绕它们开展融资活动之前,我们需要知道适用范围和期限,这样才能计算出经济效益"。

虽然该行业可能正在等待这些决定,但它并没有坐以待毙。Infinium 公司已经在得克萨斯州的一家工厂生产燃料,另有 11 个项目正在进行中。Dimensional公司和 Twelve 公司已开始建设其首个商业设施,Air Company 公司表示正在开发一个商业生产设施,目标是在本十年末投入运营。

国际航空运输协会将 eSAF 称为航空业实现碳中和的 "中期解决方案",并假定氢气和电力最终也将发挥决定性作用。

康斯坦丁说,eSAF 并不是利用大气中漂浮的碳的唯一方法。它可以变成塑料、香水,甚至是可以饮用的酒精。"还有许多其他用途。我们已经与美国国家航空航天局(NASA)签订了合同。如果我们去了火星,大气中 92% 都是二氧化碳,我们可以建议他们如何利用这些二氧化碳。

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省钱田田

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