《华尔街日报》：绿色航空燃料的研发竞赛

可持续航空燃料正迎来突破性时刻。这类燃料主要从农业、食品和工业废弃物或农作物中提取，通过化学方式或类似啤酒酿造的微生物发酵工艺，从非化石燃料原料中生产。原料涵盖废弃牛油、垃圾乃至从大气或工厂回收的废弃碳。与传统航空燃料混合使用时，可持续航空燃料有望将飞机碳排放减少高达80%。

目前可持续航空燃料仅占全球航空燃料用量的0.1%，且面临高成本和供应链不稳定等挑战。但随着部分航空公司计划2050年前实现净零碳排放，航空生物燃料制造业即将迎来发展机遇。美国企业如LanzaTech、LanzaJet、Fulcrum BioEnergy和World Energy，芬兰石油巨头Neste，荷兰SkyNRG等公司已开始直接向美联航、美国航空、达美航空及JetBlue等航司供货，或通过与埃克森美孚、壳牌等石油公司合作间接供应。

石油燃料替代品的构想并非新事物。1892年德国人鲁道夫·狄塞尔发明的首台柴油机就能使用花生油驱动。二战期间各国空军曾尝试开发煤油替代品，而2000年代油价飙升则引发对藻类航空燃料的研究热潮。这些实验虽未实现商业可行性，但技术持续进步。2008年，维珍航空一架747客机使用传统燃料与椰子油等植物油生物燃料的混合动力，完成了伦敦至阿姆斯特丹的飞行。2011至2015年间，全球22家航空公司使用生物燃料混合动力执行了约2500次商业航班。

2023年1月1日，布鲁塞尔机场，一架飞机加注可持续航空燃料进行象征性首航。图片来源：JAMES ARTHUR GEKIERE/AFP/Getty Images目前最主流的商用可持续航空燃料采用HEFA工艺精炼废弃植物油和动物脂肪制成，该工艺通过脱氧加氢实现转化。1997年首创植物油燃料专利的Neste公司是市场领导者。该公司预计明年初其芬兰、荷兰工厂及新加坡樟宜机场生产基地总产能将达150万吨。美国最大可持续航空燃料生产商World Energy采用类似技术，目前通过卡车从其加州派拉蒙工厂向洛杉矶国际机场供应燃料，并计划明年初开通输油管道。

近年来数十家新公司研发了多种可持续航空燃料技术。伊利诺伊州LanzaTech公司利用兔粪中的细菌代谢钢厂碳废料，已建成北京附近和蒙俄边境两座中国工厂，印度、英国、加拿大和比利时工厂正在建设中。其子公司LanzaJet在乔治亚州索普顿建设的工厂即将竣工。科罗拉多州Gevo公司使用低等级玉米生产作物燃料，CEO帕特·格鲁伯形容其巨型发酵罐"看起来像在酿私酒"。

科罗拉多州的奥尔德燃料公司是一家采用新技术的生产商，已获得美国能源部和国防部的资助。该公司利用农业和林业废弃物生产原油，这些原油可加工成航空燃料成品，充分利用了石油行业的现有基础设施。奥尔德与美联航签订合同，将帮助生产约15亿加仑的可持续航空燃料（SAF）。

新兴的SAF产业面临诸多问题，包括高浓度下燃料的性能表现。目前所有SAF都必须与石油基航空煤油混合使用，仅有少数尚未测试的技术旨在实现100%纯SAF飞行。确保原料的稳定供应也是关注焦点。SAF支持者声称，其技术多采用垃圾或废弃碳作为原料，作物和农业废弃物可从不适合种植粮食的低质土地获取。但批评者长期指责车用乙醇产业导致农民转产能源作物，且废弃植物油和动物脂肪根本不足以满足SAF需求。

SAF的最大挑战在于能否实现规模化成本效益。目前每吨SAF成本比化石航空燃料高出2-4倍。不过该行业正受益于政府新支持：6月巴黎航展上，法国总统马克龙宣布投入2亿欧元建立公私合作增产计划，拉克镇的新SAF工厂已动工。在美国，对SAF的支持甚至可能跨越党派分歧——盖孚公司的格鲁伯表示：“现在共和党办公室不再赶我走了”，该公司耗资8亿美元在南达科他州建厂。

政府指令也在助力推动该产业。欧盟和英国已达成一项临时协议，要求所有航班自2025年起在燃料中添加2%的可持续航空燃料（SAF），到2050年提升至70%。巴西、新加坡、新西兰和日本等国正在考虑类似措施。美国则为SAF生产商提供每加仑1.25美元的税收抵免（需实现50%温室气体减排），减排幅度更大者可获得每加仑1.75美元。

长期来看，低碳航空燃料市场潜力巨大。2019年美国航空燃料消耗量约230亿加仑（含军用与民用），同年全球商业航空消耗量达950亿加仑。欧盟航空安全局估算，若采用完全脱碳供应链，SAF较传统化石燃料可实现高达80%的减排。

包括美联航、达美航空等美国航司在内的全球数十家航空公司，已承诺提高替代燃料使用比例。亚马逊航空货运及波士顿咨询集团、美国银行、美国运通商旅等企业客户也作出同样承诺。据航空业中心数据，截至2023年年中，全球已有约49.9万架次商业航班使用含SAF的混合燃料执飞。

泰德·安东是德保罗大学英语系教授。本文改编自其新书《可编程星球：合成生物学革命》，该书本月由哥伦比亚大学出版社出版。

刊登于2023年7月22日印刷版，标题为《竞相发明更环保的航空燃料》。