可持续航空现在能起飞吗?

An aeroplane in flight, illustrating the need to move to sustainable aviation
Is this the right flight path towards sustainable aviation?Image: Unsplash/Artturi Jalli
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  • 未来的挑战在于重塑航空运输,使其与全球净零排放的未来相兼容。

  • 没有任何单一技术或解决方案能够在2050年前实现航空业脱碳,我们需要政策、市场和创新的适当组合。

  • 这需要大量的创新、投资和公共与私营部门之间的协作,但确实存在一些路径,可以使航空运输与净零排放的未来相兼容。

航空业已经是全球技术含量最高的行业之一。几代人之前还难以想象的成就已经实现:数以百万计的乘客能够在数小时内安全地往返世界各地。

未来的挑战在于重塑航空运输,使其与全球净零排放的未来相兼容。航空业脱碳是清洁能源转型中最艰巨的挑战之一,需要大量技术突破,并需要产业界、政府和金融机构共同努力。

航空业占全球2.5%的二氧化碳排放量。此外,飞行对气候的影响不仅限于燃油燃烧产生的温室气体排放——目前人们普遍认识到,凝结尾迹的变暖影响与航空业温室气体排放的影响处于同一量级。没有任何单一技术或解决方案能够在2050年前实现航空业脱碳。相反,我们需要政策、市场和创新的适当组合。

在我们研发建造零排放飞机所需的新兴技术的同时,我们还需要可用于现有飞机的新型低碳燃料,帮助我们在未来几十年尽可能减少排放。这就是我们所说的可持续航空燃料(简称SAF),该术语涵盖许多前景广阔的新兴技术,这些技术现已准备好规模化应用,但成本仍高于化石喷气燃料。

在市场方面,我们需要投资,并管理与首创性工业规模项目相关的各类风险,这些项目对于银行等传统债务提供方而言往往风险过高。我们需要通过具有明确数量和价格约束的、可融资的长期承购协议来调动需求,以缩小绿色溢价——即可持续航空燃料与化石喷气燃料之间的价差。

有利的政策环境和有针对性的公共资本投入,对于通过降低有前景的气候技术(例如可持续航空燃料生产)初期部署阶段的投资风险,从而建立推动变革的杠杆和法规,至关重要。

此外,许多变革不会发生在飞机上,甚至不会发生在机场内,而是将发生在燃料生产设施和可再生能源发电场。航空业脱碳需要改造当今的航空价值链,并以协调且及时的方式建设配套基础设施。只有通过加强航空价值链上下游各环节之间的合作与伙伴关系,以及同一细分领域企业之间的合作,才有可能实现这一目标。

尽管面临诸多挑战,但已有前景广阔的解决方案正在研发中,并已投入应用。突破能源(Breakthrough Energy)高度专注于降低清洁技术的成本。我们与一个由合作伙伴、投资者和政策制定者组成的网络合作,在从发现、开发到部署的每个阶段支持零碳技术。这些合作伙伴包括世界经济论坛以及可持续航空挑战赛(Uplink Sustainable Aviation Challenge),该挑战赛正在帮助提升最具前景的初创企业的知名度,这些企业正在开发实现零排放飞行所需的技术。

航空业的目标是到2050年实现净零排放。我们期待您的解决方案。
航空业的目标是到2050年实现净零排放。我们期待您的解决方案。
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那么,有哪些可持续航空解决方案?

未来几年,技术驱动的效率提升应与可持续航空燃料占比的提高相辅相成。我们需要能够快速规模化、并可用于现有飞机的新型低碳燃料,以推动到2050年前的减排。然而,可持续航空燃料有多种生产方式,这种多样性需要进行更细致的审视。

目前,几乎所有生产的可持续航空燃料都采用加氢处理酯类和脂肪酸(HEFA)技术,这是一条成熟的生产路径,可将油脂转化为燃料,在全生命周期分析基础上可显著减排,但可扩展性有限。展望未来,包括先进生物燃料和电子燃料在内的其他新兴路径,在减排潜力、降本空间和可扩展性方面最具前景。

这些新路径已准备好规模化应用,但与任何新兴气候技术一样,这一初始规模化阶段尤其具有挑战性。一旦我们能够大规模扩大生产并缩小绿色溢价,预计可持续航空燃料将对到2050年实现航空业净零排放做出最大贡献。

展望更远的未来,电动或氢动力飞机等替代推进技术将助力我们实现真正的零排放航空。尽管这些解决方案的技术研发周期较长,但一旦纳入必要的认证和安全许可程序,与可持续航空燃料相比,它们有可能大幅降低飞行所需的能源消耗,并可避免包括二氧化碳和氮氧化物(NOx)在内的所有类型的温室气体排放。

除这些深度科技解决方案外,数字技术支持的积极运营变革也有助于大幅减少航空业的非二氧化碳影响,并可快速、低成本地部署。突破能源的凝结尾迹团队与研究人员及行业合作伙伴合作,开发了一款软件,可帮助航空公司预测高气候影响凝结尾迹最可能形成的区域,并规划避开这些区域的航线。这是一种简便、短期的方式,可用于限制航空业的气候影响。

这需要大量的创新和投资,以及产业界、政府、金融机构和乘客之间的协作,但确实存在一些路径,可以使航空运输与净零排放的未来相兼容,我相信我们能够将可持续航空变为现实。

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