未来的航空燃料 - SAF 及其他绿色替代品

在过去几年中，全球航空业承诺实现一些具有挑战性的目标，特别是在去碳化方面。

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航空公司和政府都在努力实现宏伟的目标，例如到 2050 年实现碳净零排放。为了实现这些目标，业界普遍认为需要进行重大变革，而飞机的燃料供应方式已成为首要关注的问题。

现在，每个人都听说过可持续航空燃料。可持续航空燃料一直是谷歌上与航空相关的热门搜索主题之一，最新研究显示，在未来六年内，每年的需求增长率约为 65.7%。虽然 SAF 在燃烧时仍会产生大致相同数量的二氧化碳，但在生产过程中不会再提取化石燃料，因此二氧化碳吸收率高达 100%。

然而，一个常见的误解是，SAF 包含单一的创新燃料类型，而实际上，SAF 一词涵盖了燃料制造和技术方面的一系列新创新。但是，那些寻求去碳化的人有哪些选择？有哪些替代品，每种替代品的优缺点是什么？在本文中，我们将列出最新的选择和创新，并提出问题：未来最有可能的燃料是什么？

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FOG / HEFA / HEFA-SPK 生物燃料

生物燃料是通过提炼脂肪、油和油脂（或称FOG）而生产的，在整个生命周期中可减少80%的二氧化碳排放。最初在2008年试用的生物燃料通常被认为是第一代SAF，但后来发展到使用氢化酯和脂肪酸，即HEFA，并已在全球超过45万个商业航班中使用。航空部门和其他行业之间存在合作的证据--例如从快餐连锁店获得废旧食用油。尽管SAF目前仅限于与化石燃料（如煤油）混合50%用于航空目的（提供了不需要昂贵地改变机场加油基础设施的财务优势），但我们开始看到第一个100%的SAF商业飞行正在发生。此外，这种燃料的一个改进版本，即HEFA+（或高冰点HEFA）目前正在测试中。

然而，生物燃料的使用目前存在一些重大挑战。首先是成本，SAF通常比煤油贵四倍。因此，航空公司目前没有大量购买，这导致了下一个问题--供应有限。由于行业缺乏承诺，能源供应商生产的SAF远远低于需求，目前的产量估计不到全球航空燃料消费的0.1%。

费托合成煤油(FT-SPK) 

FT-SPK是通过气化生物质，如农作物秸秆、动物粪便和林业废弃物，或预处理过的城市固体废弃物（MSW），如纸张、塑料、纸板和纺织品，而产生的。这一过程产生合成气，然后进一步处理以产生FT-SPK--一种燃料，与传统的石油喷气燃料相比，可节省85%-95%的温室气体，这取决于用于制造的废物的成分--例如，含有较高塑料成分的MSW可能产生更多的二氧化碳。与HEFA生物燃料一样，FT-SPK目前可以与传统燃料混合，最高可达50%。

尽管如此，与化石燃料相比，生物质衍生燃料的能量密度较低，并且需要更多的体积来产生相同的能量。另一种生产FT-SPK的方法被称为 "电力转液体"（PtL） ，它从水的电解中产生合成气，有望减少高达99%的碳排放--但目前，需要对可再生能源和碳捕获技术进行更多投资，以说明生产所需的相对巨大的可再生电力。

醇转喷合成煤油（ATJ-SPK）

ATJ-SPK的产生是通过生物化学或热化学的糖和淀粉作物转化来产生异丁醇或乙醇，然后进一步加工成喷气燃料。同样，这种燃料目前可以与传统燃料混合，最高可达50%。

不幸的是，大多数专家承认，ATJ燃料比HEPA或FT-SPK燃料产生更多的温室气体排放，因为往往要考虑到创建初始酒精催化剂所需的能源和产生的排放。这意味着ATJ-SPK最多只能节省75%的二氧化碳排放--大大低于其他燃料类型。甘蔗基燃料被认为 比玉米基替代品更有效 ，产生的排放更少。

此外，烟道气现在被视为对ATJ-SPK的产生有潜在的帮助和增值作用，但这一理论还有待彻底调查。

合成异链烷烃（SIP）

法尼森是一种不太为人所知的糖基作物酒精，它可以通过加氢处理产生法尼森，然后可以用于制造喷气燃料。法尼森比其他醇类具有更高的能量密度，通常在与传统燃料的混合比例仅为10%时使用。

这种燃料类型产生的温室气体有一半以上来自作物种植和加工，但这有可能利用可再生能源来减少。但目前传统燃料的典型温室气体减排量高达75%，与其他醇基燃料一致。

无论选择哪种类型的燃料，有一点是肯定的，即所有形式的 SAF 都需要政府和行业进行更多的投资和支持。

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