美科學家用甘蔗開發出航空生物燃油

文//郎科

研究人員近日開發出一種新的，通過甘蔗原料生產航空燃油的方式，有望大大降低溫室氣體的排放。用作生產原料的甘蔗可以被種植在一些無用的邊緣土地上，從而避免占用生產糧食作物和其他作物的土地。

研究人員指出，開發可再生液體燃料是一項非常關鍵的工作，它將幫助我們削減對汽油的依賴并有效緩解全球面臨的氣候變化方面的壓力。而有關這項研究的詳細情況已經刊載于《美國國家科學院院刊》。

生物燃料

這項研究的合著者，美國加州大學伯克利分校的阿列克斯·貝爾（Alexis Bell）表示：“我們已經找到一條新的化學路徑，所需的原料是甘蔗里面的糖分，外加一部分所謂的廢棄材料甘蔗渣。”他說：“我們在這篇論文中論述了我們是如何能夠將這些原料轉變為航空柴油和潤滑劑的。”

不過，要想開發出可靠的生物燃料，并且其性能要達到航空燃油的標準，從而能夠被全球各地的商業航空公司使用，這種想法聽上去有些癡人說夢的感覺。

貝爾教授解釋稱，在航空燃油方面的確有一些可以理解的嚴格限制。他表示：“首先一點是必須保證這種燃油中沒有氧氣成分，之所以會有這樣的要求，是因為氧氣的存在會減低燃料的能量密度。由于飛機上空間極其有限，因此航空燃料必須具有盡可能高的能量密度。其次，這種燃料的沸點分布也必須符合要求。另外，潤滑指標也是一項重要標準，它的使用必須不能對發動機部件造成額外磨損。再次，這種燃料還有一項指標，即所謂的‘傾點’必須非常低。非常低的傾點就意味著在非常低的溫度下燃料仍然能夠保持流動的液態。當你在平流層高空飛行時，飛機周圍的空氣溫度一般在零下40～50度之間，這時你可不會希望飛機油箱里的燃油凝結。”他指出：“我們此次研發的這種生物燃油可以符合以上所列出的各項指標。”

飛行產生的碳排放

全球大約有800萬人每天都會乘坐飛機，并且這一數字還處于持續增長之中。在2012年，人類總碳排放量中的大約2%源自飛機尾氣排放。如果航空旅行規模持續按照目前的速度增長下去，那么到2050年，這一部分貢獻的碳排放將占到非常大的比重。據此，是否可以認為乘坐飛機出行已經成為這個星球上最“骯臟”的方式之一？

而在21世紀初，這種認識由于生物航空燃油的研發而逐步發生改變，當時一些航空公司開始嘗試使用傳統燃油和生物燃油混合配置的新型航空燃油。在2008年，全球首架部分使用生物燃油（使用巴西棕櫚果與椰子原料生產）的商業航班從倫敦希斯羅國際機場起飛。在經過飛機生產商，發動機生產商以及燃油生產商們漫長的審查之后，生物燃油終于在2011年得到批準進入商業應用領域。

貝爾教授表示他的團隊認為此番他們研發的這項技術最終將會被商業燃油生產商們所接納。

他說：“我們的贊助商英國石油鼓勵我們就這項技術申請專利，我們也已經這樣做了。他們，以及其他人從我們的這項技術中看到的商業價值，首先是這種燃油將產生很高的利潤率，其次是，由于美國和歐洲相關部門正越來越多的要求航空業使用‘綠色燃油’，這種新型航空燃油的需求將會增加。”

食物還是燃油？

在最近幾年，人們對于生物燃油研發的政治支持正在開始減弱，這其中的主要原因是開始有人擔心，對于生物燃油的需求是否可能會導致農業生產重心從糧食生產逐漸轉向生物燃油原料的生產，從而加劇目前全球面臨的糧食短缺問題？

對于這種擔憂，貝爾教授承認，某些農作物可以被作為生物燃油生產的原料，這可能會成為一個問題。他說：“比如說，如果我們使用甜菜而不是甘蔗作為原料，那么就有可能引發食物與燃油生產之間潛在的沖突。”但他也指出，通過使用甘蔗作為原料，尤其是在巴西這樣的國家，甘蔗幾乎可以被視為是毫無用處的東西，這樣就 避開了這種沖突。

不過他也指出：“要知道我們談論的是亞馬遜平原，在那里存在的一個問題便是：如果你清理掉那里生長的各種植物以便為用作生物燃油原料的糖料作物的種植清出土地，并且你使用放火燒荒的方式進行這樣的清除工作，那么實際上你已經向大氣排放了大量的二氧化碳。”

貝爾教授指出，他們在近日所發表的論文中論述的生物燃油生產過程中設想了一種方式，即使用生產過程中產生的廢渣作為原料來發電，并用這些電力來驅動生產燃油的精煉廠，另外還能有剩余的電力提供給巴西國家電網使用。