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作者：记者 唐琳综合报道 来源： 发布时间：2017-7-5 15:19:54
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2008年，多家航空公司齐聚美国波音公司，共商要事。
彼时，美国时任总统奥巴马正在制定应对气候变化的对策，其中一项便涉及到减少飞机燃料的温室气体排放。
伴随着太阳能和风力发电的普及推广，电力部门的温室气体排放量已经开始减少；而交通领域也随着电动汽车的大批量投入使用，有望在未来10年内减少排放份额。
相较之下，航空领域相当不乐观：一方面，航空界还无法通过太阳能和风能驱动商用飞机；另一方面，电动商用客机的研发还远未列入规划蓝图。
这也正是航空公司齐聚波音的初衷。“他们说，‘我们需要帮助，我们无法独立完成这件事。’我们说，‘好的，我们可以做到。’”波音公司创新航空燃料首席策略师Darrin Morgan回忆说。
作为一家与全球150多个国家有贸易往来的美国主要出口商，波音公司一直致力于联合其他航空公司一同开发更加高效、省油的飞机。其中一个合作平台便是波音公司领导的“可持续航空生物燃油用户组（SAFUG）”。
SAFUG成立于2008年，是目前全球领先的航空生物燃油工作组织，其致力于推动可持续再生能源的开发和商业化进程。目前SAFUG的成员包括27家航空公司，共计消耗全球1/3的航空燃料。2011年，中国国际航空股份有限公司加入SAFUG，成为中国首个加入该组织的航空公司。
于是，在这一背景下，波音公司与其他航空公司一道，在全球范围内迈出了重要的一步：开发和测试满足温室气体减排目标以及严格的航空标准的新型航空燃料。这种燃料不能结冰，必须强大和安全到足以运行标准的喷气发动机，并且能够使用现有的燃料传输系统。另外，它还必须让乘客感觉不到任何性能上的差异。
然而，找寻到一种能够同时满足航空公司、环保团体以及政府多方要求的低碳燃料绝不是一件易事，这甚至经历了一个漫长而困难的过程。
环保团体对新燃料的来源表示出强烈的担忧，他们反对利用树木制造生物燃料，尤其担心以破坏雨林为代价建造棕榈油种植园。社会团体则不希望先进生物燃料来自于食物，比如玉米等；他们同样反对占用农业用地来生产生物燃料，毕竟日益增长的人口需要更多的耕地来种植粮食。
为此，波音公司和SAFUG的成员不得不扩大范围，试图与其他“志同道合”的组织展开合作，比如由来自于环保团体、农场、社会团体的代表以及航空公司、喷气发动机公司的专家组成的“可持续生物燃料圆桌（RSB）”等。
行业“先驱者”
当前，航空领域的温室气体排放量大约占据全行业总排放量的2%。如果航空业无法成功实现减排，那么到2050年，这一比例将可能增长到3%。
但也不是全无希望。飞行测试显示，来自于芬兰的Neste石油公司为人们提供了一个最有前途的备选方案。2005年，这家成立于1948年的石油公司成功开发了一项技术，即利用脂肪酸和棕榈油等农业残渣生产生物柴油。
在欧洲，清洁燃料市场前景巨大。Neste牢牢把握住这一机会，通过生产制造用于卡车和轿车的柴油发动机而迅速占领了欧洲市场。然而，在遭到绿色和平和其他环保组织的“声讨”后，Neste不得不选择改变工艺，同意逐步放弃使用可以被用来做成多种食物的棕榈油，开始依靠非食用植物、动物粪便以及残渣生产一种类似于煤油的燃料，他们将其称之为“加氢处理的植物油”。
在此基础上，通过与波音公司以及RSB其他成员方的共同努力，Neste开发出了一种被称之为“drop-in”的燃料，其能够同时应用于喷气发动机和涡轮螺旋桨发动机。根据Neste美国方面总经理Neville Fernandes的介绍，目前“drop-in”燃料已经在1200架商用客机上测试成功。
Neste开发的生物燃料之所以能够击败其他竞争者，其中一个主要原因是其已经建立了两家生物柴油炼油厂，这使得它能够快速地扩大规模并生产大量的航空燃油。据Neste方面估计，这种生物燃料有望将航空业温室气体减排比例从40%提高至90%。
“客观地说，Neste确实是一个先行者。”Morgan认为，在大多数人不敢下赌注的时候，Neste却敢于将公司押在可再生燃料的未来上。
这种生物燃料即将面对的下一个门槛是美国材料与试验协会（ASTM International）。成立于1898年的美国材料与试验协会如今已经实现国际化，在世界各地设有办事处，并帮助制定了超过12000个产品的健康、质量和安全标准。
告别“生物燃料1.0”
一旦通过美国材料与试验协会的批准，这种可再生航空燃料的年产量将有望从200万加仑，一跃增加到潜在的20亿加仑。虽然这还远远无法满足全球航空业的燃料需求量，但正如Morgan所说的，“这真的是重要的一步，因为它使我们摆脱了试验阶段”。
在Morgan看来，市场的扩大将会吸引越来越多的公司进入到这一领域。届时，那个曾经令政府、创新者以及投资者认为低碳航空燃料是冒险行径的“生物燃料1.0”时代，将会迅速终结。
在发展航空生物燃料的道路上，Neste无疑是幸运的。因为与其相比，许多公司的生物燃料产业已经濒临破产，或者干脆转向要求不那么严苛的非航空用生物燃料领域。当然，这其中也不乏个别“幸存者”，其中一个便是Cool Planet公司的能源系统。
这家成立于2009年的公司利用一项被称之为“热解”的技术，在无氧或缺氧条件下加热农业废料、木屑以及果壳，产生的气体通过催化进而得到一种全新的液体生物燃料。
“无需进一步的提炼或者浓缩工艺，就可以直接使用这种液体燃料。你只需要将它们混合在一起。”Cool Planet业务发展主管Wes Bolsen解释道。
根据Bolsen的介绍，目前Cool Planet的这项工艺已经成功吸引到来自三大石油公司的投资以及美国农业部高达9100万美元的拨款。而且，在他们看来，这项工艺用来生产可再生航空燃料的潜在原材料似乎是取之不尽的。
“落基山脉北部大约有4200万英亩因甲虫致死的树林。这些树木倒塌腐烂后会产生比二氧化碳更加棘手的温室气体——甲烷。”Bolsen说，而将这些木头转化为生物燃料，实际上有助于减少大气中的温室气体。
目前，Cool Planet已经建立起一个试点工厂，但是还远未达到可用于商业销售的程度。究其原因，无非是投资者们在建立商业化规模工厂所需的大笔资金面前踌躇不定。
无奈之下，为了维持生存，Cool Planet不得不委曲求全，找寻另外一种可用于商业销售的商品。为此，他们将目光聚焦于热解工艺产生的废料——碳。Cool Planet标榜他们的碳是“能够提升土壤营养的经过工程设计的生物碳”，并专门为其创立了品牌。目前，这种生物碳作为土壤添加剂已经在美国48个州销售，并受到高尔夫球场和番茄、草莓种植苗圃的欢迎。
目前，Cool Planet已经筹集了大约3000万美元的资金，并计划在美国路易斯安那州设立专门生产生物碳的工厂。对于这种“曲线救国”的方式，Cool Planet显得十分坦然——他们认为在没有能力实现公司生产生物燃料梦想的现阶段，迈出这样的一步是非常“明智的”。
另外一个勉强称得上“幸存者”的则是位于美国旧金山的一家新兴公司——Solazyme，它致力于开发基于海藻和糖的生物燃料。Solazyme一直勉强维持生存直至去年公司股价开始大幅下跌。最终为了生存，Solazyme无奈地改头换面，转向销售以海藻油为基础的化妆品和食品。
无论如何，目前在全行业中，航空业的生物燃料研究和应用还是一路领跑的。尽管在开发生物燃料的过程中出现了各种各样的困难，但很多航空公司并不吃惊也不感到绝望，他们相信有一天终能为航空市场提供大量具有价格优势的生物燃料，并且坚定地期待着生物燃料革命时代的到来。■
《科学新闻》 (科学新闻2017年6月刊 能源)
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