将厨余垃圾变为飞机燃料!不仅提供可再生能源,还能促进碳减排

2021年04月07日22:15:08 科学 1473
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美国国家可再生能源实验室的研究人员正在独家秘制他们的绿色新燃料

近期,有研究团队在《美国国家科学院院刊》PNAS

发表新成果,提出了一种将厨余垃圾转化为航空燃料石蜡的方法,既实现了变废为宝,又有望大幅减少飞行产生的碳排放——他们的秘制石蜡燃料相比普通化石能源,减排量足足比后者高了165%

(把燃料燃烧过程中的减排量和厨余垃圾的再利用所带来的减排量都算到一起)

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将垃圾里的脂肪酸催化成石蜡

全球航空业都面临着日益增长的飞行需求与大幅减少碳排放的环保责任之间的矛盾。以美国为例,美国的航空公司目前每年消耗约210亿加仑的喷气燃料,预计到21世纪中叶,这个数字还将翻一番;而与此同时,他们又承诺将二氧化碳排放量减少50%。

现阶段制备绿色燃料的方法与生产供汽车和重型货车使用的生物柴油的方法类似:通常来说,初榨植物油(virgin vegetable oils)和其他油脂类废弃物是最主要的配料。

但从成本角度出发,目前已有的将这些废料转化为喷气燃料的过程并不经济实惠,至少相比转化成柴油的过程,它的环节更多且更复杂,消耗成本更大。

另一方面,眼下我们对包括厨余垃圾在内的众多湿垃圾的处理方式以填埋为主,而其最终归宿就是甲烷(又一种温室气体)。

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粮食浪费是一个全球性问题,也是全球变暖的主要原因之一

本项新研究的研究团队独辟蹊径,把厨余垃圾、动物粪便以及废水等转为挥发性脂肪酸(VFA)而非甲烷,接着再将VFA催化变作两种不同形态石蜡的方法。

之后,他们会把这两种石蜡结合,再与常规喷气燃料混合,最终得到符合美国质量标准的绿色能量包。(美国针对飞机燃料制定的质量标准是极为严格的。)

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新研究的主要作者之一、美国国家可再生能源实验室(NREL)高级研究工程师德里克·瓦尔登(Derek Vardon)表示:“这项工作证明我们可以从那些含水量高、本要进入垃圾填埋场的垃圾中提取挥发性脂肪酸,然后以一种非常优雅而简单的方式将其转化为航空燃料——它可被广泛应用,我们也会继续探究和改进它。”

石蜡燃料还具有降低飞机云温室效应的优点

石蜡燃料另一个吸引人的优点是,它产生的烟尘量比当前标准要求的还要低约34%。这一点非常重要,因为烟尘在飞机凝结尾迹(又叫飞机云)的形成过程中发挥着关键作用,而凝结尾迹又能对引擎产生的二氧化碳的增温效应起到增强作用。

用瓦尔登的话说,此项技术的最大潜力在于消除湿垃圾造成的甲烷排放,并显著减少喷气燃料的碳足迹

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在接下来的二十年里,来自喷气式飞机的碳排放量将迅速增加

研究团队也表示,他们正计划扩大新燃料的生产规模,并计划在2023年与美国西南航空合作试飞。

当然,许多环境保护团体对开发可持续航空燃料的尝试也提出了质疑。他们认为,缓解气候问题的关键应该是少动用飞机。

瓦尔登也回应了此观点:“可持续的航空燃料并不是环保问题的万灵药。我们需要采取一揽子措施,真正开始降低航空行业的碳足迹,而减少坐飞机的确是每个人能做出的最重要也最有效的改变。”

资料来源:

Climate change: Jet fuel from waste 'dramatically lowers' emissions

END

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