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藻可做飞行燃料?外媒:有望大幅减少航空业碳排放

2021-12-21 佚名 参考消息网 点击
       参考消息网12月15日报道 外媒称,当下,飞机在世界气候问题上留有浓重的印记。因此,航空工业有望在本世纪中叶实现净零排放目标吗?海藻类植物可以成为未来的飞行燃料吗?

  据英国广播公司网站近日报道,在沿海的浅水里,生长着密集的巨型海藻。与陆地上的森林非常相似,这些厚厚的藻叶为无数动植物提供了食宿。这也许并非是寻找未来飞行燃料的首选之地。但是,正是这些宁静的水下森林,有望成为航空业解决重要的碳排放问题的办法之一。

  报道介绍,航空业的碳排放占全球温室气体排放量的2.4%。鉴于世界制定了目标,要在本世纪中叶将碳排放降至净零,并将全球变暖限制在1.5摄氏度以内,航空业必须找到化石燃料的替代品作为飞机的动力来源。

  由于巨藻受到海浪的吹打,有些海藻被海浪从附着处撕走,漂入海洋深处。当海藻赖以漂浮的充满气体的藻叶炸裂时,它们就沉入封存了碳的海底。据估计,海藻和海草之类的大藻类植物每年可从大气层中消除6100万至2.68亿公吨的碳。

  海草(藻)还可以进行采收,并加工成生物燃料。尽管它们燃烧时也会向大气中释放温室气体,因为这种燃料要使用已经吸引了大气中的碳的藻类制造,但是前者不会增加更多的碳排放。还有一个好处是,巨大的海藻森林可以维持其他有助于消除大气层中多余的碳的海洋生命。而且有分析估计,在适当的条件下,利用大海藻制造生物燃料,甚至能够实现总体碳排放负值,虽然这仍需在实践中进行完整的试验。

  美国劳伦斯伯克利国家实验室能源分析与环境影响处副主任科琳娜·斯科恩说,相较于航空业电气化的变化需求,机场和飞机兼容生物航空燃料的变化需求是微乎其微的。

  美国加利福尼亚州海洋生物能源公司联合创始人兼首席工程师布赖恩·威尔科克斯补充说:“这种(海藻提取生物燃料)的一大优势,就是它能使用石油化工产业所有现成的炼油基础设施。很多情况下,它很像原油,加工过程也一样。”该公司一直在与科研人员合作,研发藻类提取生物燃料。

  然而,航空工业的问题是如何提高飞机所需的高质燃料的充足数量。与美国海洋生物能源公司合作的圣卡塔利娜岛里格利环境研究所的研究人员正在研发解决问题的办法,从而能够大面积种植可用作生物燃料的海藻。

  围绕他们的想法,研究人员进行了一套实验。作为美国能源部资助的研究项目的一部分,这个研究项目需要从海藻中提取新型能源资源。研究人员收集了取自美国加利福尼亚州圣卡塔利娜岛沿海海底栖息地的2组海藻。

  目前,研究人员已经探索了几种办法将海藻变成生物燃料,包括水热液化法。这种办法涉及提取生物原油——把富含碳水化合物的固态生物量在高压热水中分解成液态成分。

  一旦生物原油提取成功,就能利用现有的炼油技术进行加工,然后输入传统分销渠道。虽然生产具有充分能量密度的生物燃料以取代化石燃料是一个挑战,但是能源工业有能力研发能够提供类似性能级别的生物航空燃料。但是,生物燃料的成本仍然是一大障碍,因此,能源工业需要找到廉价的生产办法——那意味着规模生产。

  研究人员认为,如果能够在海洋农场大面积种植海藻,将能够提供廉价的燃料来源。研究人员说,利用海藻的另一个好处是,它无需化肥或杀虫剂。

  航空工业部分企业已经发现了藻类生物燃料的潜在价值。2010年,空中客车公司就演示了其可以利用藻类生物燃料飞行的飞机,现在该公司正在与研究人员合作,寻找新的种植办法。

  报道认为,液氢燃料和氢燃料电池技术还面临着其他问题。在飞机上,以所需温度或高压条件储存氢仍然存在着额外的安全和技术挑战。与化石燃料型航空燃料相比,氢燃料的能量体密度较低,这意味着,飞机必须携带更多燃料。

  据悉,研究人员正在研究电池材料、化学和物理,从而实现尖端电池动力飞行所需的特点。

  研究人员表示,如果想要在不加重气候变化危机的前提下继续飞行,我们就必须要掌握这些技术,但是挑战仍然非常艰巨。