永續航空燃料會起飛嗎?

永續航空燃料會起飛嗎?


永續航空燃料會起飛嗎?羅斯·賈曼·伊哈布·艾梅德 (Ross Jarman Ihab Amed) 正在研究測試噴射發動機。他正在將一根金屬管連接到另一台設備上。羅斯·賈曼

Ihab Amed 正在研究測試噴射發動機

在謝菲爾德郊外商業園區邊緣的一棟建築中,研究員伊哈卜·艾哈邁德正準備啟動小型噴射發動機。

它最初用作商用客機的輔助動力裝置,現已轉變為隔壁實驗室開發的新燃料的試驗台。

該安排是謝菲爾德大學永續燃料創新中心(SAF-IC)的核心部分,該中心是一個研究設施,旨在允許合成燃料在投入大規模生產之前進行小規模的製備和評估。

在附近控制室的一組電腦螢幕上,Ihab 可以監控引擎在爆發火焰和通電時的情況。

感測器即時告訴他引擎正在做什麼,並允許不斷分析廢氣。

永續燃料是化石燃料的合成替代品,由再生資源製成。

這些可能包括廢食用油、植物脂肪和農業廢物,以及捕獲的二氧化碳。

燃燒此類燃料的優點是它不會增加大氣中二氧化碳的總負荷。

排放的碳最近才被植物或化學過程去除。相較之下,燃燒化石燃料會釋放出已在地球中儲存了數百萬年的碳。

「從環境角度來看,這是白天和黑夜,」艾哈邁德先生解釋道。

「原則上,二氧化碳應該是淨零,因此不會再向大氣中添加二氧化碳,但另一個好處是事物中的非二氧化碳部分。

「例如,它可以減少從引擎中排出的顆粒物或煙霧,這些顆粒物或煙霧會影響您的肺部,並有助於形成凝結尾跡。”

永續航空燃料會起飛嗎?Ihab Amed 坐在電腦終端機前,解釋噴射引擎測試的工作原理。

Ihab Amed 使用測試噴射發動機分析可持續航空燃料的性能

對於航空業來說,這可能會改變遊戲規則。

根據空中巴士和波音的預測,隨著印度和中國等國家中產階級的擴大以及航空旅行需求的增加,全球客機機隊預計在未來二十年將增加一倍以上。

同時,代表航空公司的國際航空運輸協會成員承諾在 2050 年實現淨零排放。

用新飛機替換舊飛機將會取得一些成果。最現代的飛機比其前身的燃油效率高出 15% 至 30%。然而,如果該行業要繼續擴張,還需要更多。

從長遠來看,氫能和電氣化等新技術可能會發揮作用,至少在較短的路線上是如此。但仍有嚴峻的挑戰需要克服。

例如,氫氣體積龐大,難以大量儲存。它要么需要保持為高度壓縮的氣體,要么需要保持為非常冷的液體。為了實現永續發展,它必須以「清潔」的方式利用可再生資源進行生產——而現在的供應非常有限。

巴西噴射機製造商巴西航空工業公司執行長 Arjen Meijer 表示:“我們相信,從技術上講,我們可以在 2035 年至 2045 年間將小型氫燃料電池飛機推向市場。”

「但需要回答的問題是:是否有足夠的氫氣來供給這些飛機?這些事情需要結合在一起。它們不可能單獨發生。

同時,電池目前相對於所含能量來說非常重。這使得它們不適合為大型飛機提供動力,或長距離使用。

這意味著氫能和混合動力或全電動飛機距離問世還需要數年時間。相較之下,永續航空燃料可以在實驗室中製造,具有與從原油中提取的傳統燃料相同的特性,因此可以用於當今的飛機。

永續航空燃料會起飛嗎?路透社 維珍航空的一架飛機於 2023 年 11 月從希思羅機場起飛,這是首個使用 100% 永續航空燃料的跨大西洋航班。路透社

去年,維珍航空使用 100% 永續燃料為跨大西洋航班提供動力

有限制。目前,航空公司必須使用 SAF 與普通燃油的混合物,其中 SAF 成分不得超過 50%。

然而,現代飛機能夠燃燒 100% SAF。在去年一次特別批准的試飛中,維珍航空使用一架波音 787 從倫敦飛往紐約,使用的燃料完全是由廢脂肪和植物糖生產的。

空中巴士公司首席永續發展長 Julie Kitcher 解釋說:“這些技術已經可用並經過認證可用於飛機。”

“可持續燃料面臨的挑戰實際上是如何在全球範圍內大規模生產,因為這是一個全球性行業,而且價格實惠。”

這顯然是問題所在。目前 SAF 的供應量很少。根據歐洲監管機構 EASA 的數據,它們僅佔歐盟使用燃料的 0.05%。它們的成本也是「常規」噴射燃料的三到五倍。

各國政府希望改變這一現狀。英國推出了“SAF指令”,規定從明年起,供應的所有噴射燃料中的2%必須是SAF,到2030年增加到10%,到2040年增加到22%。

歐盟也有類似的授權,但期限延長至 2050 年,屆時 SAF 使用率的目標為 63%。美國沒有最低要求,但提供補貼以降低永續燃料的價格。

但如果要增加 SAF 的使用,產量也需要大幅提高。

永續航空燃料會起飛嗎?人類排泄物的培養皿旁邊是一瓶可持續航空燃料。

英國螢火蟲公司利用人類排泄物製造航空燃料

製造可持續燃料有許多不同的方法或途徑。它們可以由生物質製成,例如廢棄食用油、能源作物、木材、農業殘留物甚至人類排泄物。

然而,有人擔心這無法提供市場最終所需的所有燃料。可能需要避免使用某些原料,要么是為了防止森林砍伐等環境退化,要么是為了防止種植糧食所需的土地轉用於能源生產。

另一種方法是使用一種稱為液體發電的方法,其中水和二氧化碳被分解,產生的碳和氫結合起來產生液體燃料。

這可能會產生無限的燃料供應,但為了永續發展,需要大量的可再生電力,以及大幅增加碳捕獲和儲存。

目前,這兩種製程(使用生物質或電力轉化為液體)都非常昂貴。因此,航空業要求採取行動增加產量,並透過規模經濟降低價格。

然而,環保人士質疑這是否真的可行。

「有好的 SAF,也有壞的 SAF,但殘酷的事實是,目前這兩種都沒有太多,」運輸與環境運動組織負責人 Matt Finch 表示。

「相反,目前航空公司訂購了數千架新飛機,所有這些飛機都將燃燒化石燃料至少 20 年。

“行動勝於雄辯,很明顯,航空業沒有計劃戒除對污染的依賴。”

儘管如此,在最近的範堡羅航展上,還是發布了幾個與新加坡武裝部隊相關的重要公告。

包括空中巴士公司、法國航空荷航集團、聯合能源集團、法國巴黎銀行和澳洲航空等在內的財團宣布計劃向一個新基金投資2 億美元(1.51 億英鎊),該基金將投資於「技術成熟的SAF 生產項目,例如使用基於廢物的原料」。

同時,波音公司表示已與投資公司Clear Sky建立合作關係,以推廣生產SAF的方法 英國Firefly公司首創

該方法涉及收集人類排泄物,並利用熱量和高壓將其轉化為可用於製造 SAF 的物質。

換句話說,它允許飛機由糞便提供動力。

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