燃油、钢铁及航空行业的改革者们揭示了一种低碳航空燃油,这种低碳航空燃油采用钢铁企业回收的工业煤气制成,可能彻底改变航空业

目前,航空业的未来还要依靠传统燃油制取技术。该技术迄今已有四十亿年之久。科学家们正在使用微生物来生产尖端航空燃油,这种微生物能够将碳转化成为乙醇,而相关工艺过程却几乎与地球同样古老。

乙醇可以转化成为低碳的、更加环境友好的航空燃油,并且这种航空燃油可能满足未来航空业全球需求量的约五分之一。

 

 

引领这一趋势的是一家清洁技术公司——兰扎科技公司(LanzaTech),该公司将为英国维珍大西洋航空公司供应航空燃油,不过前提是该公司要在今年举行的测试飞行中取得成功。

尽管如此,兰扎科技与维珍航空的合作离不开前者与钢铁企业的合作,其中包括中国上海宝武钢铁集团和 北京首钢集团。原因在于名为“兰扎醇”(Lanzanol)的燃油,兰扎公司在生产过程需要用到钢铁厂回收的高碳煤气,才可形成航空燃油的乙醇基。

“我们现在可以想象这样一个世界:在这个世界里,钢铁厂不仅能够生产飞机组件所需的钢材,还能够回收工业煤气,生产飞机动力所需的燃油”

Jennifer Holmgren博士表示

维珍航空的创始人Richard Branson爵士说:“这是一项能够改变航空业游戏规则的技术,该技术在我们的有生之年,可能极大降低航空业对燃油的依赖。

“过去十年来,我们对低碳燃油的认识飞速发展,我们比以往更有可能把一种可持续的产品带到商用市场,供维珍航空及其他全球航空公司使用。”

兰扎科技的专家们认为,相较于传统的石油气油,兰扎醇的燃油配方可以减少50-70%的温室气体排放。单纯使用钢铁企业生产过程中产生的工业煤气制造乙醇,全球可削减约1.5亿吨二氧化碳排放。

兰扎科技首席执行官Jennifer Holmgren博士说:“我们现在可以真实地想象这样一个世界:在这个世界里,钢铁厂不仅能够生产飞机组件需要的钢材,还能够回收工工业煤气,生产飞机动力所需的燃油。”

中国宝武钢铁集团与兰扎科技公司建立的合作伙伴项目,能够每年为兰扎科技生产超过4.5亿升兰扎醇,而这还只是中国上海一处厂区的产量,这些兰扎醇随后可以转化成2.25亿升航空燃油。即便只是这个实验示范厂区,其生产的燃油也足够一架飞机从上海飞到伦敦,并且其产出率预计将 高于 商业性生产设施。

 

中国上海宝武钢铁集团测试工厂

 

该技术的商业潜力的确非常广大。兰扎科技的专家们认为,他们能够使用该技术改装全球约三分之二的钢铁厂。

如果当真如此,那意味着每年全球将可以生产1360亿升乙醇,这些乙醇可以生产680亿升航空燃油(在生产过程中,每升乙醇可以转化出半升燃油)。

这个数字稍低于全球航空燃油消耗量的19%,即全球每年消耗燃油3600亿升。

部分巨型钢铁生产企业已在畅想该技术的潜力,在开发生物经济上率先迈出第一步。

安赛乐米塔尔公司是世界上规模最大的钢铁企业,也是兰扎科技公司的项目开发合作伙伴,该公司正在位于比利时根特市的厂区兴建一处造价8700万欧元的试验工厂,试行商业化生产乙醇。

该公司称,每生产一吨乙醇,二氧化碳排放总量将减少2.3吨, 相关乙醇工艺能够置换8桶1吨气油。

 

美国伊利诺伊州兰扎科技实验室

 

然而,所有这一切都要归功于一种不起眼儿的微生物;在大约四十亿年前的冥古宙时期,当时地球还是一个只有大约5亿岁的“婴儿”,这种微生物就已经开始形成乙醇。

在冥古宙时期,一种来自产乙酸菌家族的微生物,以自然形成的深海热泉所产生的气体排放物为食。这种气体发酵型微生物是地球最早期的生命形式,他们的整个生命周期都在利用气体,而这种气体利用办法也是地球上最古老的生物反应。

今天,兰扎科技的科学家们把这种史前“技术”从遥远的过去取来,利用该技术生产未来燃油。他们专门使用的微生物也是来自产乙酸菌家族。兰扎科技的技术模拟了史前时期的生物反应,钢铁生产过程中排放的气体就相当于深海热泉排放的气体。

“过去十年来,我们对低碳燃油的认识飞速发展,我们比以往更有可能把一种具有可持续发展能力的产品带到市场”

Richard Branson

在这一过程中,富含碳的气体流进入发酵用生物反应堆。在反应堆内,微生物以这些气体为食,形成乙醇副产品,然后再将这些乙醇转化成航空燃油。

作为最近的一个里程碑事件,兰扎科技利用一处位于北京的示范工厂(该工厂为兰扎科技与首钢集团共有项目,首钢集团是中国大型钢铁生产企业之一)生产的兰扎醇,制成一个批次、共计6800升航空燃油。

这是该技术商业化进程上的一次突破,令整个生物经济界为之振奋。现在,这部分燃油必须经过飞机和引擎制造商的测试,方可正常用于商业航班。

谈及兰扎科技在燃油生产上实现的这个里程碑,该公司首席执行官Jennifer Holmgren指出:“我们能够生产这个数量的燃油,具有重要意义,首先,这说明我们已经脱离了实验室,我们的生产潜力开始显现。

“其次,我们生产的燃油足够用于测试,通过测试后,有关当局就可以认证,然后我们才能真正地进入下一步。”

“未来30年,我们不大可能驾驶电力飞机,因此利用钢铁生产过程中回收的碳为航空业提供动力,这种做法有非常重要的意义,令人非常激动”

Jennifer Holmgren博士指出

当然,Holmgren并不认为兰扎醇是唯一的未来航空燃油,但她相信,为了这个世界放弃矿物燃料,兰扎醇是这一篮子解决方案中的重要一环。事实上,当整个世界还在等待潜在电力解决方案的时候,兰扎醇正在坚定的贯彻这一需求。

“未来30年,我们不大可能驾驶电力飞机,因此利用钢铁生产过程中回收的碳为航空业提供动力,这种做法有非常重要的意义,令人非常激动,”Holmgren博士指出。

“乙醇转化的航空燃料才正是当前这个世界所需要的。它减少了碳污染,并且将温室气体转化成有用的东西。

“我并不认为兰扎科技的航空燃油代表了全部,因为我们还需要许多替代性燃油解决方案。尽管如此,我仍然认为,我们能够为航空行业贡献数十亿加仑的航空燃油。

“我的目标是在不到十年时间里,能够每年供应40亿至90亿升燃油,并且在价格上能够与石油的长期平均价格相竞争。”

这一愿景显然与那些具有前瞻性思维的航空公司步调一致,这些航空公司也在解决矿物燃料带来的环境问题。维珍航空公司承诺,在2007至2020年间,将飞行器的二氧化碳排放量降低30%。目前为止,该公司仅减少了9%的二氧化碳排放量,因此该公司的高级主管承认,为达到绿色环保目标,他们必须着手打一场硬仗。

维珍航空公司可持续发展负责人Emma Harvey博士指出:“我们唯一的、最大的环境问题是飞机使用燃油带来的碳排放问题。这个问题的重要性显然高于任何其他问题。我们明确知道哪里才是工作重点,我们有责任解决这个问题。”

事实上,这是一个巨大的责任,但是,因为兰扎科技与钢铁企业的合作,要想打赢这场航空业的可持续发展之战,似乎再也不是空中楼阁。

图片:兰扎科技,Getty

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