瑞士的科學(xué)家已經(jīng)研發(fā)了一種可以利用太陽(yáng)能和空氣生產(chǎn)煤油和甲醇的技術(shù)。

幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直在尋找一種可持續(xù)的航空燃料?，F(xiàn)在，隨著空中交通的排放量增長(zhǎng)速度快于碳補(bǔ)償技術(shù)所能緩解的速度，環(huán)境保護(hù)主義者擔(dān)心，即使有了新的節(jié)能技術(shù)和操作，航空業(yè)的排放量到2050年也可能翻番。

但是，如果到2050年，所有化石衍生的噴氣燃料都能被一種由陽(yáng)光和空氣制成的碳中性燃料所取代呢？

今年6月，蘇黎世瑞士聯(lián)邦技術(shù)研究所（ETH）的研究人員展示了一項(xiàng)新技術(shù)，即用稀薄的空氣創(chuàng)造液態(tài)碳?xì)浠衔锶剂?。在這種情況下，一個(gè)太陽(yáng)能小型煉油廠安裝在ETH的機(jī)器實(shí)驗(yàn)室的頂部，集中陽(yáng)光，在太陽(yáng)能熱化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)創(chuàng)造一個(gè)高溫（1500攝氏度）環(huán)境。

在那里，從環(huán)境空氣中提取的二氧化碳和水通過(guò)氧化還原循環(huán)轉(zhuǎn)化為合成氣，一種一氧化碳和氫的特殊混合物。然后，所產(chǎn)生的合成氣被輸送到傳統(tǒng)的氣-液裝置，用于加工成碳?xì)淙剂希缑河?、汽油、甲醇和其他。整個(gè)過(guò)程鏈?zhǔn)菬峄瘜W(xué)的，集中的太陽(yáng)能可以提供所需的過(guò)程熱。操作水泵只需要少量的電力。

利用該技術(shù)生產(chǎn)的煤油可以替代化石衍生的噴氣煤油。ETH的Aldo Steinfeld說(shuō)：“在燃燒過(guò)程中，它釋放的二氧化碳量與之前從空氣中提取的二氧化碳量一樣多?！盨teinfeld領(lǐng)導(dǎo)開(kāi)發(fā)這項(xiàng)技術(shù)的團(tuán)隊(duì)。此外，由于只有在氧化還原循環(huán)的第一階段才需要太陽(yáng)能來(lái)制造合成氣，因此煉油廠同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)太陽(yáng)能熱化學(xué)反應(yīng)器，以最佳利用集中的陽(yáng)光。

作為歐盟支持的“從太陽(yáng)到液體（SUN-to-LIQUID）”項(xiàng)目的一部分，ETH太陽(yáng)能煉油廠目前正在西班牙馬德里附近的imdea energia太陽(yáng)能塔中進(jìn)行大規(guī)模測(cè)試，該項(xiàng)目為期四年，致力于探索航空工業(yè)去碳化的方法。然而，真正的測(cè)試將是燃料與航空工業(yè)現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施和硬件的整合程度如何，以及如何盡快。

Steinfeld說(shuō)：“太陽(yáng)能煤油是一種合成燃料，完全可以替代化石煤油?！薄拔覀兛梢岳^續(xù)利用現(xiàn)有的全球基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)分配、儲(chǔ)存和利用煤油?！?/p>

商業(yè)化的最大障礙可能是價(jià)格，至少在最初是這樣的。據(jù)估計(jì)，太陽(yáng)能煤油的價(jià)格大約是化石煤油的兩倍。然而，隨著太陽(yáng)能的使用越來(lái)越廣泛，成本應(yīng)該會(huì)下降。根據(jù)《2019年彭博新能源展望》，到2030年，太陽(yáng)能和風(fēng)能的成本將降低幾乎所有地方煤炭和天然氣的發(fā)電量。

如果能降低成本，對(duì)去碳化航空業(yè)的影響將是巨大的?！缎l(wèi)報(bào)》最近發(fā)表的一項(xiàng)分析發(fā)現(xiàn)，即使是從倫敦到愛(ài)丁堡的短途飛行，也會(huì)比烏干達(dá)或索馬里的人均年排放量增加更多的二氧化碳。

國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA）的數(shù)據(jù)表明，在2019年，飛行將比以往任何時(shí)候都更受歡迎，過(guò)去30年中飛行總里程增加了300%。然而，可持續(xù)航空燃料占總需求的比例還不到1%。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（IATA）指出，與可由電池供電的地面運(yùn)輸不同，航空業(yè)沒(méi)有化石燃料的近期替代品，它預(yù)測(cè)電動(dòng)商用飛機(jī)最早將在2040年啟用。

即便如此，“由電池供電的商用飛機(jī)理論上的局限性也在1000英里左右，”Steinfeld說(shuō)?！耙虼?，長(zhǎng)途航班將繼續(xù)使用煤油。”如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，太陽(yáng)能煤油的商業(yè)生產(chǎn)將在2025年開(kāi)始。目前，兩家ETH分拆公司正致力于擴(kuò)大技術(shù)的商業(yè)可用性。

其中之一是Climeworks，它提供商業(yè)化的脫碳裝置來(lái)從空氣中捕獲二氧化碳。另一個(gè)是Synhelion，其目標(biāo)是將新的太陽(yáng)能煉油廠商業(yè)化，用于工業(yè)燃料生產(chǎn)。

太陽(yáng)能碳?xì)浠衔锶剂系纳a(chǎn)依賴于空氣和陽(yáng)光，這兩者都是豐富的來(lái)源，如果應(yīng)用在干旱的氣候中，不會(huì)與糧食生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)?！袄碚撋?，一個(gè)規(guī)模相當(dāng)于瑞士或加利福尼亞莫哈韋沙漠三分之一的工廠可以滿足整個(gè)航空業(yè)的煤油需求，”synhelion的主管Philipp Furler在新聞發(fā)布會(huì)上說(shuō)?！拔覀兾磥?lái)的目標(biāo)是利用我們的技術(shù)高效生產(chǎn)可持續(xù)燃料，從而減少……排放?！?/p>