全球航空业温室气体排放量占比3%，到底该如何脱碳？

作为一名追踪气候变化新闻的记者，我有时会犹豫是否要大方地承认一件事：我喜欢飞行。

它不仅仅是关于旅行和去到新的地方，我真的很享受飞行的过程，包括坐在机场候机、滑进靠窗的座位，我甚至会欣赏在一趟顺利的旅行中通过机场安检时的优雅。我知道，这或许难以理解。

（来源：Pixabay）

我对飞行的热爱和我报道的气候变化新闻，总感觉有一种矛盾的调性，因为航空业约占全球温室气体排放量的 3%——2019 年几乎是 10 亿吨。到 2050 年，航空公司的飞机班次数量可能会比现在的水平增加一倍以上。

至于有哪些解决办法，我们现在还是摸着石头过河。

航空业是出了名的“难以脱碳”的行业之一，在这些行业中，减排的技术挑战尤其严峻。

飞机所用的燃料需要重量轻、体积小，这样飞机才能顺利飞上天空，并且仍然有空间容纳人员和货物。

该行业对有望实现减排的技术做过一些尝试，有些技术甚至已经开始测试。最近，一家初创公司完成了迄今为止最大的氢动力飞机的试飞。

还有一些潜在的技术可以帮助减少航空业的排放，这也可以减轻我在飞行中的负罪感。

由非化石原料制成的可持续航空燃料（Sustainable Aviation Fuel，SAF），是化石燃料的替代品。可持续航空燃料的种类相当多，包括用废油和脂肪制造的、用生物质生成的、以及完全合成的电子燃料。

每种技术都有其优缺点。废油是一种相对先进的技术，如今甚至可以少量混合到商业燃料中，但其供应量可能不足以支撑整个航空业。

另一方面，合成电子燃料的技术并未经过验证，而且成本可能会高的令人望而却步。

可持续航空燃料很可能成为航空业脱碳战略的重要组成部分，它们约占国际航空运输协会 2050 年脱碳计划中计划减排量的 65%。

但大多数可持续航空燃料并不能将碳排放减少到零，而且它们在燃烧时仍可能导致污染。

电池可以为飞机提供动力，至少在距离较短的情况下。一些公司已经在尝试测试电池驱动的飞机，主要是小型 eVTOL（电动垂直升降，electric vertical take-off and landing）飞机，只能搭载几个人。

与传统飞机不同，电动飞机不会产生污染，如果使用可再生能源，它们可以达到零排放。

电池的好处是，作为一种今天广泛应用于电动汽车的技术，它已经经过几十年的发展，相对成熟得多。但对于电动飞机来说，要想搭载更多的人，电池技术必须持续发展。

氢气可能成为未来航空领域的一种通用燃料。飞机可能会以两种不同的方式使用氢气。它可以在内燃机中燃烧，就像今天的飞机燃料一样。

或者，氢也可以用于燃料电池，即化学反应发电。无论如何，有选择总归是件好事。

氢对环境的影响和可行性将取决于它将被如何使用。燃烧会导致一些排放，尽管这些排放大部分都是水。

如果是氢电飞机，就像由电池驱动的飞机一样，可以杜绝污染，不过也取决于氢气的产生方式。

在任何一种情况下，氢都有一个最重要的特性：它含有大量的能量，重量却很轻（不像电池）。

当一台人造载具必须将它的电源拉升到 3 万英尺的高空时，电源肯定是越轻越好。氢，作为元素周期表上最轻的元素，非常符合这个要求。

问题是，虽然氢气很轻，但它占用的空间却很多。为了使氢变得足够小以便带上飞机，它可能需要被冷却到极低的温度（低于-250°C）。

设计这些系统并将它们装在飞机上是很困难的，同时采购和分配大量由可再生能源制造的氢也不是一件容易的事。

还有一个小问题，虽然多年来已经有一些氢动力飞机的试飞尝试，但这项技术距离成熟仍有很长的路要走。

对于航空业这样一个相对成熟的行业来说，彻底改变它是很难的，这就是为什么可持续航空燃料最有可能在不久之后被采用，而氢动力真正投入应用，仍旧需要几十年才能获得突破。

不过在过去几年里，航空领域出现了一些令人兴奋的行动，像空客（ ，欧洲一家飞机制造和研发公司）这样的传统大公司加入了游戏，并宣布了计划中的试飞。

最近，初创公司 受到了关注，它宣布已经（部分）使用氢燃料电池完成了一次试飞，机型是 19 座的多尼尔 228。这次测试之前，该公司曾完成过 9 座飞机的试飞。

值得注意的是，此次试飞主要由电池和化石燃料的组合提供动力。此外，试飞只持续了大约 10 分钟。但该公司表示，这是在大型飞机上使用其系统并进入商业飞行的第一步，该公司计划在 2030 年实现商业飞行。

关于气候变化的坏消息似乎总是接二连三的出现，从极端天气灾害到温室气体排放创新高，总有很多事情要担心。

但我认为，我们也应该认识到人类已经取得了一些进展。世界许多地区的排放量正在下降，可再生能源开始在全球范围内站稳脚跟，其他可能助力于减排的产品比如电动汽车，正在取得进展。

如果你在寻找一线希望，我整理了一些数据来展示气候变化方面的进展。我最喜欢的是这张图表，它显示了一些国家的经济增长，越来越少地依赖化石燃料。

图 | GDP 的碳强度（每 1000 美元产值所产生的二氧化碳）（来源：资料图）

我认为，重要的是尽可能地往好的方向看，认识到我们已经取得的进展。

支持：Ren

原文：

https://www.technologyreview.com/2023/01/26/1067290/new-technologies-clean-up-air-travel/