净零航班投入可持续航空燃料的新途径南拳妈妈

净零航班“投入”可持续航空燃料的新途径

飞机正处于减少排放以缓解气候变化的竞赛的转折点。尽管在美国，飞机行业仅占运输相关温室气体的一小部分，为9％，但很难脱碳。

到2050年，航空燃料需求将达到大流行前水平的两倍，而航空公司增加了减少排放的承诺，因此燃料，发动机和新兴技术的创新对于缩小净零差距至关重要

国家可再生能源实验室，代顿大学，耶鲁大学和橡树岭国家实验室的科学家发表了一篇有关碳负性可持续航空燃料的新论文，这项工作才刚刚爆发。 。

该文章发表在《美国国家科学院院刊》上，概述了一种生物提炼过程，该过程利用食物废物和其他湿废物的未开发能量来生产与现有喷气发动机兼容并能够支持零碳净飞行的SAF 。实际上，这意味着在生产燃料时，喷气燃料燃烧产生的温室气体排放会通过从大气中去除或转移到大气中的生命周期来归零。

包括西南航空在内的大型航空公司已经与NREL和其他组织合作开展了美国能源部的湿废物飞行示范项目。从2019年开始，西南航空公司开始与NREL合作，作为其加大承诺的一部分，以将商业上可行的SAF纳入其运营。

通过此出版物，将此类工作从演示转移到商业现实的过程比以往任何时候都更加紧密。

NREL科学家Derek Vardon说：“如果扩大我们的提炼途径，西南航空公司这样的航空公司可能需要一两年的时间才能获得燃油监管批准，从而开始在商业飞行中使用湿废SAF。”该论文的作者。“这意味着零碳净飞行已经比某些人想象的要早了。”

与化石航空燃料相同，但碳负扭曲

通过针对食物垃圾的巨大温室气体足迹，可以实现研究人员的SAF令人印象深刻的减排。

每年，数百万吨的食物垃圾被拖到全国各地的垃圾掩埋场。一旦到达那里，它就会腐烂并产生甲烷，这是一种比二氧化碳强20倍的温室气体。

因此，消除厨余是甲烷的一种有效途径，可以减少垃圾填埋场的排放。

它也可以有效地产生燃料。先前的研究表明，如何通过发酵罐来中断甲烷的产生，这些发酵罐将食物垃圾和其他有机“湿垃圾”的碳能转化为挥发性脂肪酸，可以将其升级为航空燃料。但是，这些研究虽然证明可以从湿废料中产生SAF，但并没有证明这种燃料如何满足ASTM International的燃料特性要求。

Vardon说：“要满足行业对新SAF的使用和部署，必须达到ASTM标准。” “我们的论文显示，我们可以制造出符合这些标准的嵌入式SAF，并进行分析，揭示出如何完善VFA，以便航空公司可以在不牺牲性能的情况下利用大量VFA-SAF。”

Vardon和其他科学家使用催化剂将更多的碳添加到VFA分子中，展示了如何构建长链的高能量的石蜡烃，这些碳氢化合物在化学上与传统的喷气燃料完全相同，只是碳足迹的一部分很小。

代顿大学机械与航空航天工程副教授乔什·海恩说：“从食物垃圾中获取的NREL SAF途径是ASTM International D4054快速通道评估的非常有希望的候选者。” SAF ASTM测试的领先专家。“我们测试的燃料样品具有非常有前途的成分，NREL调整这些成分的能力非常有利于批准。”

天空是减少温室气体排放的极限

在喷气发动机中使用更多量的SAF需要花费更多时间，但这样做也可以实现更大的净排放量减少。为了为获得更高的共混物的ASTM批准提供途径，本文概述了额外的步骤，以生产称为异链烷烃的更复杂的分子，该分子可以具有独特的分支化学结构。

通过更多的测试，可以将可再生异链烷烃和直链链烷烃的混合物制成的SAF与常规喷气燃料以更高的浓度混合，最高浓度可达70％。

Vardon解释说：“由于SAF混合物的碳足迹比化石射流低165％，因此该混合物足够高，可以使飞行脱碳。”

结果是燃料精制过程使航空公司可以在短期内以较小的SAF量迅速减少排放量，同时也为长期使用SAF更高的混合物提供了蓝图，从而可以进一步降低排放量。

世界能源公司首席商务官Bryan Sherbacow表示：“开发新的SAF生产技术来转化原料，这些原料不仅可以扩展到脂肪，油和油脂，而且对我们行业的未来发展至关重要。”炼油厂，于2016年在加利福尼亚州成立。“ NREL的这一利用湿废料生产SAF的示范展示了该行业实现大规模脱碳所需的原料灵活性的技术潜力。”

拼凑商业航班

大规模实现原料灵活性是一项不小的壮举。它需要一支由领先的科学家，分析师和行业专家组成的多学科团队，他们全都从难题的角开始向内努力，以支持SAF进行商业飞行的引人注目的纲要。虽然有些改进了催化剂化学成分以提高VFA，但另一些则在实验室测试燃料性能。还有一些人分析了增加工业生产的经济学。

但也许桌上最关键的参与者是商业航空公司本身。美国几家大型航空公司已经承诺在其飞机上使用SAF，并且正在加大努力，寻找通往低碳SAF的新路线，以帮助实现其环境目标。

例如，美国西南航空公司正在与NREL合作，从湿废料中扩大SAF规模，并就如何在整个美国关键地区使用和供应这种燃料提供行业见解。通过描述大规模生产SAF的途径，这项新研究可以使航空公司更轻松地更广泛地采用燃料并减少其运营中的排放。

西南航空燃料供应链管理高级总监Michael AuBuchon表示：“我们很高兴与NREL合作，我们将继续努力，使商业上可行的SAF成为现实，并成为西南航空未来的一部分。” “不可否认，SAF在减少整个行业和西南航空的排放中将发挥重要作用。NREL的研究可能会提供改变游戏规则的机会，使SAF具有成本效益，从而扩大规模。”

Vardon补充说：“我们的SAF路线不是万灵药，但是，作为一个难题，它可能会在一个众所周知难以脱碳的行业中产生重大影响。”

的确，NREL的分析团队已经表明，包括食物垃圾在内的美国湿垃圾具有足够的能源含量，可以覆盖约20％的美国喷气燃料消耗。由于燃料是航空业主要的温室气体排放源，因此低成本湿废料产生的负碳SAF可能正是它为更广泛地推动脱碳活动所需要的。

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张妤