航空業的未來可能取決於炸薯條、垃圾和陽光。
航空業約占全球二氧化碳排放量的 2%，如果再加上其他污染氣體，在造成全球變暖的所有人為因素里，航空業大約要負 3% 的責任。
航空業希望減少氣候影響的一種方法是使用新燃料。這些替代品由多種來源製成，通常被稱為可持續航空燃料（SAFs，Sustainable Aviation Fuels）或替代燃料，大部分可供現有飛機使用。它們可能是幫助該行業實現其氣候目標的關鍵：到 2050 年實現二氧化碳淨零排放。
歐盟和美國的新政策都在推動這些新燃料的發展，航空公司也在推動宣傳活動，努力轉換燃料來源。
但是，儘管替代燃料可能是航空業的氣候解決方案，但其實際影響將取決於許多因素。接下來我會講一講關於航空燃料和氣候變化的未來之間的關係。
什麼是 SAFs？
目前飛機主要使用噴氣燃料，也稱為航空煤油——一種由含碳分子混合而成的化石燃料。這些混合物的具體成分可能會有所不同，但主要成分是充滿能量的簡單碳鏈和氫鏈。替代燃料或者 SAFs 的基本化學成分與化石燃料相同，不同之處在於替代燃料來自於可再生能源。
這些燃料分為兩大類：生物燃料和合成電燃料。
生物燃料來自一系列生物來源。有些是從用過的食用油、農業餘料或垃圾等廢物中提取的，還有些由專門用於燃料的作物製成，從玉米到棕櫚樹再到柳枝稷。
從生物來源製造燃料需要切斷植物為儲存能量而製造的複雜化學結構。脂肪和碳水化合物可以被分解成更小的碎片並進行純化，有時使用現有的煉油廠，以形成富含碳分子的簡單鏈，這些分子是航空煤油的主要成分。
另一方面，電燃料（也稱為電子燃料）並不是從植物中提取的。相反，它們有兩個主要組成成分：氫氣和二氧化碳。
雖然兩者都有多種來源，但製造電子燃料最環保的方法是從使用可再生電力，將水分解為其組成元素產生的氫氣，再加上通過直接從空氣中捕獲並提取的二氧化碳。然後，這些物質在由電力驅動的化學反應中結合併轉化。
如今，製造電子燃料的成本仍然很高，因為這一過程效率低下，而且還沒有進入大規模商業應用。但專家表示，要實現 2050 年的目標，航空業在很大程度上需要依賴它們。這是因為它們在減少二氧化碳排放方面最有效，而且不會像植物或廢物製成的燃料那樣受到供應或物流的限制。
如何應對氣候變化？
與傳統的航空煤油一樣，替代燃料在飛機上燃燒時會產生二氧化碳和其他排放物。
不同之處在於，SAFs 可以抵消其二氧化碳排放，這取決於它們的製造方式。在理想情況下，製造替代燃料的過程會吸收大量的碳，以至於當燃料燃燒時，二氧化碳的排放基本上會被抵消。
然而，這往往與現實相去甚遠。如今，製造替代燃料的過程與二氧化碳排放本身有關，要麼是因為製造替代燃料所需的能源，要麼是由於它們以排放碳的方式影響生態系統。
非營利組織 Transport & Environment 的航空政策經理馬特奧·米柔羅（Matteo Mirolo）表示，「並非所有的 SAFs 都是一樣的。」
國際清潔運輸理事會（International Council on Clean Transportation）燃料項目負責人尼基塔·帕夫倫科（Nikita Pavlenko）表示，替代燃料在減少二氧化碳排放方面各不相同。一方面，與化石燃料相比，由從空氣捕獲並提取碳製成的合成燃料，以及製造設施完全由可再生電力供電的，將減少近 100% 的排放。
帕夫倫科說，另一方面，一些以農作物為基礎的生物燃料實際上比化石燃料產生的二氧化碳排放更多。棕櫚樹製成的生物燃料經常是這樣，因為種植這種作物會破壞雨林。即使是合成電子燃料，如果使用化石燃料發電，其對氣候的影響也可以接近航空燃油。
如今，大多數商業上可買到的替代燃料都是由脂肪、油和廢油脂製成的。如果它們來自廢烹飪油等廢物，與化石燃料相比，這些燃料可減少約 70% 至 80% 的二氧化碳排放。
值得注意的是，儘管 SAFs 可以實現二氧化碳淨零排放，但燃燒燃料仍會產生其他類型的污染，包括其他溫室氣體和顆粒物。這些燃料也會形成尾跡，將熱量截留在大氣中。
SAFs 的下一步是什麼？
還有一些其他技術可以減少航空業對氣候的影響，包括氫動力和電池動力飛機。然而，如果沒有進一步的技術進步，這些選擇可能僅限於航程較短的小型飛機，而如今全球大部分二氧化碳排放來自約 1500 公里以上的飛行。
這就是 SAFs 可以提供幫助的地方。替代燃料對航空業很有吸引力，因為它們是一種臨時解決方案，幾乎不需要對飛機和機場基礎設施進行調整。不過實際情況是，根據燃料中化學物質的混合情況，飛機未來可能需要進行小的調整才能使用 100% 的替代燃料。
許多航空淨零排放計劃，比如國際航空運輸協會（International Air Transport Association）發布的計劃，都認為未來幾十年，SAFs 將占該行業氣候努力的大部分。
在過去的一年裡，幾次由 100% SAFs 提供動力的試飛已經完成。然而在 2022 年，替代燃料在全球航空煤油供應中所占比例不到 0.2%。因此，在供應對氣候有實際幫助的替代燃料方面需要取得很多進展。
普及 SAFs 的主要挑戰之一是擴大供應。雖然脂肪、油和油脂是當今大多數商業可用 SAFs 的基礎，但全世界的炸薯條和用過的烹飪油都無法滿足全球航空業對燃料的需求。帕夫倫科說，事實上即使收集量增加，廢棄的脂肪、油和油脂也可能無法滿足全球航空燃料需求量的 5%。
一些新的生物燃料，如由農業殘渣、固體廢物和柳枝稷等作物製成的生物燃料正在逐漸進入市場；全球範圍內有一些設施正在建設中或使用這些來源生產航空煤油，它們可以減少 50% 至 90% 的二氧化碳排放。
美國和歐盟最近的政策舉措旨在提振替代燃料市場。2023 年 4 月敲定的歐盟 RefuelEU Aviation 協定要求，到 2025 年，歐盟機場的燃料供應要包括 2% 的替代燃料，到 2050 年，該數字要上升到 70%。歐盟規則只計算來自廢物、先進生物燃料和電子燃料的 SAFs，而不計算作物衍生燃料。它還為電子燃料制定了一個具體目標，旨在提高其產量。
另一方面，美國最近通過了新的替代燃料稅收抵免，旨在降低其昂貴的價格到與化石燃料的價格差不多。稅收抵免將持續到 2027 年，適用於與化石燃料相比二氧化碳排放量減少 50% 及以上的任何燃料，儘管如何計算減少量的細節尚未公布。
最終，替代燃料是減少航空業對氣候影響的最直接途徑之一，但只有某些類型的燃料最終會對氣候有利。米柔羅說：「SAFs 是一個解決方案，但它們需要做得非常好，否則它們可能會適得其反。」
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