碳世界中飞行的未来：9 种场景，大量可持续航空燃料

一些 主要航空公司 已承诺 达到净零排放 到本世纪中叶减少碳排放以应对气候变化。这是一个雄心勃勃的目标，需要大量增加可持续航空燃料，但仅此还不够， 我们的最新研究 显示。

喷气式客机仅使用餐馆或玉米秆中的废食用油制成的燃料运行的想法可能看起来很未来，但它是 没那么远.

航空公司是 已经在尝试 使用可持续航空燃料，包括由农业残留物、树木、玉米和废食用油制成的生物燃料，以及由捕获的碳和绿色氢制成的合成燃料。

联合航空，已经 使用混合 最近，从洛杉矶和阿姆斯特丹起飞的部分航班上使用过的油或废脂肪和化石燃料 公布的计划 到 2028 年，每年使用乙醇基可持续航空燃料为芝加哥和丹佛枢纽之间的 50,000 架航班提供动力。该航空公司还 推出1亿美元基金 二月。2023 年 2 月 21 日，与加拿大航空、波音公司、通用电气航空航天公司、摩根大通和霍尼韦尔合作投资可持续航空燃料初创公司，以扩大该行业。

在一项新研究中，我们研究了航空业实现净零排放的不同选择。

这 底线:用可持续航空燃料取代化石喷气燃料至关重要，但该行业仍需要投资 直接空气碳捕获和储存 抵消无法削减的排放。每条途径都有重要的权衡和障碍。

未来的情景

大流行之前，2019年，航空业占 约3.1% 化石燃料燃烧产生的全球二氧化碳排放总量以及每年乘客出行里程数都在增加。如果航空排放是一个国家，那么它将成为第六大排放国，紧随日本之后。

除了释放碳排放外，燃烧喷气燃料还会产生烟灰和水蒸气，称为凝结尾迹， 导致变暖的, ，而这些并不能通过改用可持续航空燃料来避免。

航空业也是最难脱碳的经济部门之一。小型电动和氢动力飞机正在开发中，但可能会进行载有大量乘客的长途航班 几十年后。

我们开发并分析了 九种情况 涵盖一系列预计的客运和货运需求、能源强度和航空碳强度，探讨该行业如何在 2050 年实现净零排放。

我们发现，整个行业可能需要多达 19.8 艾焦耳的可持续航空燃料才能实现二氧化碳净零排放。通过其他效率改进，该能量可减少至 3 艾焦耳。结合上下文来看，3 艾焦耳几乎相当于所有 2019年生产的生物燃料 并远远超过 0.005 艾焦耳 2019年生产的生物基航空燃油. 。艾焦耳是能量的单位。

减少飞行并提高飞机的能源效率，例如使用 更高效的“滑翔”着陆 允许航空公司在发动机接近怠速的情况下抵达机场，有助于减少所需的燃油量。但即使在最乐观的情况下——需求每年增长 1%，而历史平均水平为每年 4%，能源效率每年提高 4%，而不是 1%——航空业仍需要约 3 艾焦耳的可持续能源航空燃料。

为什么仍然需要抵消

生物燃料可持续航空燃料的快速扩张说起来容易做起来难。可能需要多达 120 万平方英里（3 亿公顷）的专用土地来种植农作物以转化为燃料——约占当今全球农田的 19%。

另一个挑战是成本。这 化石航空燃料的全球平均价格 大约每加仑 3 美元（每升 0.80 美元），而生产生物基喷气燃料的成本通常是其两倍。最便宜的， 赫法, 使用脂肪、油和油脂，成本从每加仑 2.95 美元到 8.67 美元（每升 0.78 美元到 2.29 美元）不等，但这取决于废油的可用性。

费托生物燃料, 由一氧化碳和氢气转化为液态碳氢化合物的化学反应产生，价格范围为每加仑 3.79 美元至 8.71 美元（每升 1 美元至 2.30 美元）。和 合成燃料 每加仑 4.92 美元至 17.79 美元（每升 1.30 美元至 4.70 美元）。

实际上，实现净零排放可能还依赖于二氧化碳的去除。

如果未来航空公司的使用情况与今天类似，则必须排放多达 3.4 十亿吨的二氧化碳 从空中捕获并锁起来 – 例如，抽入地下 – 使航空业达到净零排放。这可能会花费数万亿美元。

为了使这些抵消措施有效，碳去除还必须遵循 严格的资格标准 并且实际上是永久的。这是 没有发生 如今，在航空公司抵消计划中，航空公司大多购买廉价的非永久性抵消项目，例如涉及 森林保护和管理项目.

我们的研究结果存在一些警告，这可能会进一步增加抵消的需求。

我们的评估假设可持续航空燃料是净零碳排放。然而，这些燃料的原料 目前有生命周期排放, ，包括化肥、农业和运输。美国材料试验协会目前也有最大 混合限制：高达 50% 尽管航空公司一直在测试，但在美国，可持续燃料可以混合到航空用的传统喷气燃料中 100% 欧洲混合.

如何克服最后的障碍

为了满足 气候目标 世界已经确定，所有部门的排放都必须减少——包括航空业。

虽然需求减少将有助于减少对可持续航空燃料的依赖，但随着越来越多的人变得更加富有，未来更有可能会有越来越多的人乘坐飞机。效率的提高将有助于减少航空动力所需的能源量，但并不能消除它。

扩大可持续航空燃料生产可以降低成本。 配额, ，例如那些在 欧盟“Fit for 55” 计划、补贴和 税收抵免, ，就像美国的那些人一样2022 年签署的《减少通货膨胀法案》以及碳税或其他碳价格都可以帮助实现这一目标。

此外，考虑到从大气中捕获碳在实现净零排放方面所发挥的作用，国际上需要更强大的核算体系，以确保抵消额能够补偿航空业的非二氧化碳影响。如果克服这些障碍，航空业可以在 2050 年实现净零排放。

这会更新一个 文章最初发表 二月。2023 年 10 月 6 日，包括联合航空投资基金公告。