文章更新于2020年3月18日
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与60年前相比,现在的飞行更便宜、更安全、更快、更环保,但随着空中交通看起来将翻一番,全球排放量预计将在未来20年增加。航空航天业早就知道,要想实现可持续发展和环境友好,就需要改变飞机的燃料使用方式。
飞机发动机被设计用来燃烧7到18个碳原子的小范围燃料,即煤油型燃料。使用超出这个范围的燃料可能会降低安全性、效率和可操作性。
但是这种燃料是有限的;我们需要替代品,但煤油是一种非常好的燃料,很难被替代。无论是太阳能还是电力都不能满足航空的要求,更有可能用于道路运输或能源发电,而核能也不适合。目前,航空航天巨头们正试图让剩余的资源发挥更大的作用,同时对替代品的研究仍在继续。
可持续替代航空燃料(SAJF)必须符合航空燃料的现行标准,无论是单独使用还是与传统燃料混合使用。它们必须由非石油来源的碳氢化合物生产,在其整个生命周期中比传统的以汽油为基础的燃料的碳排放更低。
SAJF必须是可持续的,不仅要减少与传统航空燃料相比的净生命周期碳排放(研究表明,这并不总是可能的),而且还要考虑环境、社会和经济因素。将sajf以具有竞争力的价格推向市场是一个难以实现的目标,原因有很多,尽管有一些正处于向主流过渡的边缘。如果替代方案能够商业化,那么航空航天工业就有可能以更及时、更积极的方式大幅降低碳排放量,而不是通过改变操作、基础设施和飞机设计来实现。
但是,简单地从传统航空燃料转换到另一种燃料是不可行的——至少在没有任何重大修改的情况下是不可行的——也没有任何商业化的准备就绪的燃料,但我们可以看到,随着时间的推移,一些替代燃料将被引入。
氢成为最受青睐的替代品;一种比石油节能三倍的绿色燃料。然而,它的体积是它的四倍,创造和释放大量的CO是难以置信的能量密集型2在这个过程中。此外,它不太可能达到任何安全标准,如果飞机坠毁,保持低温的需要可能会带来危险。理论上,氢将是一种很好的替代燃料,概念验证表明它是可行的,但还没有足够的氢以环保的方式生产出来,使其成为现实。
相反,现在的研究集中在替代能源上,比如从藻类、伐木废物和垃圾等可持续资源中制造的生物燃料,这些资源不会与食物或水竞争。这种生物燃料可以在传统的汽油和柴油应用中发挥重要作用,从生物质生产的合成煤油可能与传统煤油混合或完全替代。这些滴入式燃料具有与航空燃料基本相同的聚合性能,它们与传统航空燃料、现有飞机和现有燃料基础设施兼容。
加利福尼亚大学的研究者伯克利开发了一种新的方法,将甘蔗生物质和酮类转化为具有正确分子量范围的燃料,这有助于减少温室气体(GHG)的排放。通过改变生产策略,该方法可为航空燃料和润滑油量身定制,是目前不存在的可行替代方法。
其他的替代燃料包括煤液化燃料(CTL),这种燃料现在已被完全认证,可以与煤油混合使用,比例为50/50,南非的机场确实有这种燃料。然而,它的产量要高到足以在世界范围内使用可能需要几十年的时间。
气体转化为液体(GTL)燃料将天然气或气态碳氢化合物转化为汽油或柴油。虽然它有相同的CO2作为传统的航空燃料,它的生命周期不释放硫酸盐和更少的颗粒排放。欧洲杯猜球平台此外,它还可以利用石油钻井平台燃烧的甲烷。
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