国家发展改革委、中国民航局日前在北京举行可持续航空燃料应用试点启动仪式, 自9月19日起有12个航班正式开始加注可持续航空燃料。
可持续航空燃料是航空业减少碳排放的重要解决方案之一。民航业约99%的碳排放来自航空飞行活动的航油消耗,可持续航空燃料既能兼容现有设施设备,又有全生命周期降碳效果显著的优势。据测算,可持续航空燃料能够在全生命周期内减排超70%,有的生物质类原料可以减排到85%以上。
可持续航空燃料的发展创新涉及化学、工程学、生物学等多个领域的交叉合作,在合作过程中以可持续发展理念为指导,各学科的基础层面科技创新必须考虑环保目标,最终将这些创新成果应用到航空减排领域,实现绿色发展。因此,可持续航空燃料的开发不仅展示了环境科技在整合基础学科上的创新能力,也体现了通过跨学科合作推动环境保护的巨大潜力。
生产可持续航空燃料有多种方法,最常用的是油脂加氢处理工艺(HEFA),主要利用动植物油脂、废弃油脂等含有脂肪酸的原料,通过高压加氢将油脂中的脂肪酸转化为烃类物质,生成与化石航空燃油相似的分子结构,通过分馏得到符合航空标准的燃油。废弃的食用油也可以通过加氢处理法制成燃油,这就是所谓的“地沟油变燃料”。还有一种比较常见的方法是费托合成法(FT),通过热解或气化将生物质或废弃物如生活垃圾、农业残留物、工业废弃物等转化为一氧化碳和氢气的合成气,然后通过催化反应生成液态燃料。此外,还有将生物发酵生成的乙醇、丁醇等酒精通过化学反应转化为烯烃类化合物再精炼成航空燃料的方法,以及通过热化学反应直接将植物残渣、农业废料等生物质进行液化,转化为液态燃料的方法等。
可持续航空燃料涉及领域广、产业链条长,在各个环节都能明显地体现出高技术的属性,鲜明地反映了生态环境科技创新需要在各个基础科技层面共同创新的特点。这不仅推动了航空业的低碳转型,还在多个领域激发了技术进步和产业变革。
例如,在原料开发领域,藻类、林业废弃物、农作物残渣等非粮生物质和农业废料、工业废弃物等城市废弃物都能够开发生产可持续航空燃料。在过程工程领域,可持续航空燃料加氢处理促进了绿氢技术的改进和发展,开发新型催化剂也能够提高反应效率、降低能耗和延长设备寿命、减少废弃物产生。在气化技术领域,改进的气化技术可以在更低温度和更短时间内将木质纤维素、垃圾等复杂原料转化为合成气,同时减少副产物的生成。同时,可持续航空燃料涉及生物技术与化工工艺等多个学科的交叉创新,通过基因工程、酶工程和先进的催化剂开发,可持续航空燃料的生产过程变得更有效率。这种跨学科的技术融合带来了更多潜在的技术突破。
生态环境科技没有独立的基础学科,而是以解决环境问题为导向,整合各基础学科的方法、成果和经验,提出解决方案。所以,环境科技的创新不仅依赖于对环境问题的精准理解,还需要以可持续发展理念引领跨学科合作,各基础学科以环境保护为目标推动自身领域的创新发展,将最新研究成果应用于环保实践中。通过这种方式,学科间的协同效应能够为环境问题提供更加全面和有效的解决路径,使创新成果能够解决环境问题、促进绿色发展。
可持续航空燃料的一滴油,不仅折射出了环境科技创新发展的方向,也折射出通过科技创新发展实现人与自然和谐共生的美好愿景。