对于建立无碳排放世界来说，淘汰以煤油为主要成分的航空燃油是面临的巨大挑战之一。目前，航空业碳排放量仅占全球总量的2%左右，占整个交通运输业的12%左右，然而飞机转为电力驱动要比汽车和火车难得多。
目前的航空煤油具备很多优势，以Jet A-1最为常见。每千克航空煤油含有42.8兆焦的能量，凝点为零下47摄氏度，其在成本、高海拔的蒸发损失以及运输时的火灾风险方面均优于汽油。它还没有遇到真正的竞争对手。那种电量足够支撑飞机完成运送数百名乘客越洋飞行的电池，依然只能出现在科幻小说中；短期内，以液态氢为燃料的宽体客机也不会面世。
现在我们需要一种类似航空煤油的燃料，来源于植物或者有机废物。这种生物航空煤油在燃烧时释放的二氧化碳量不会比植物被隔离生长时高。其原理已经得到证实；2007年以来，采用JetA-1和生物航煤混合燃料进行的试飞已证明这是现代飞机燃料的合适替代品。2016年3月，美国联合航空公司开始在洛杉矶国际机场使用派拉蒙石油炼厂提供的生物航煤，这种燃料利用提取自牛油和猪油以及农业废物的酯类和脂肪酸经过加氢处理后制成。从2018年开始，内华达州法克罗姆生物能源公司将利用城市垃圾生产生物航煤，并提供给美国联合航空公司与国泰航空公司。
但是美国联合航空公司生物航煤合同中提供的燃料只占其年度航线燃料耗费量的2%，足以说明这种替代燃料的需求规模。老实说，现如今的客机越发省油：2015年每人公里的燃料耗费量比1960年降低了50%。但这样多的燃料节约量已经淹没在了航空业的不断扩张中，美国国内航线的航空煤油年消耗量提升了5000万吨，境外航线提升了2.5亿多吨。要让生物航煤大体上满足这样的燃料需求，我们决不能局限于有机废物，还应关注季节性或多年生的可榨油作物，这类作物的耕种所需面积广大，且会带来环境问题。温带气候可榨油作物的产量相对较低：每公顷大豆年产生物航煤仅为0.4吨，需要1.25亿公顷的土地才能满足其生产需求——这比得克萨斯州、加利福尼亚州和宾夕法尼亚州加起来的面积还要大。并且这个数字是2016年美国大豆种植面积的近4倍。即使是产量最高的油棕榈树，要想满足世界上的航空燃料供给，也需要超过6000万公顷的热带森林。这个数字是目前油棕榈树种植面积的4倍，将会导致自然生长中累积的碳被排放出来。
然而，在可以从蕴油丰富的藻类中获得生物航煤的情况下，何必再占用大量陆地呢？显而易见，大面积种植藻类占用的空间相对较小，而且产出非常高。埃克森美孚公司的经历告诉我们，要将生物航煤的年产量提高到数千万吨有多么不容易。埃克森石油公司与克雷格•文特尔（CraigVenter）的合成基因组公司自2009年开始就此进行合作，但是到2013年，在花费了超过1亿美元之后，双方认为这项挑战过于巨大，决定改变合作目标，转而进行长期的基础研究。
还是那句老话：节约能源最简单的方式是减少浪费，也就是说，我们要尽量减少飞行。但是预测显示，航空运输量未来还将大幅增长，尤其是在亚洲。这样看来，航空煤油那熟悉的气味未来很长一段时间内它还将伴你左右。
作者：Vaclav Smil
长按二维码关注我们吧!