航空业的圣杯:将温室气体转化为绿色燃料

红酒作者 / 花爷 / 2025-04-29 15:17
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    一家总部位于纽约的初创公司利用捕获的二氧化碳制造航空燃料,该公司表示,如果能够扩大生产规模,它可能会改变世界。 

  

  一家总部位于纽约的初创公司利用捕获的二氧化碳制造航空燃料,该公司表示,如果能够扩大生产规模,它可能会改变世界。

  Air Company的总部和生产基地都在布鲁克林,该公司生产香水和伏特加,目前正在推进合成航空燃料的生产,该公司表示,合成航空燃料可以将全球温室气体排放量减少10%。

  它的财政支持者和合作伙伴包括一些美国航空公司、丰田、超音速飞机制造商Boom、美国军方、中央情报局的投资部门和美国国家航空航天局(Nasa),后者可以使用这种燃料从火星返回。

  Air Company采用了一种具有百年历史的工艺,在其反应堆内结合二氧化碳和氢气,并使用其专有的催化剂,生产出可以直接投入飞机发动机的燃料。

  未来它可能会在炼油厂规模的工厂生产,但该公司也在试验集装箱大小的装置,这种装置可以部署到偏远地区,也有可能用于战区。

  新西兰航空公司(Air Company)引起了新西兰航空公司(Air New Zealand)的注意,该公司正在寻找一种化石燃料替代品,以满足其艰巨的环境目标,因为它面临着昂贵的可持续航空燃料的全球短缺。目前,这种原料主要来自废旧食用油、动物脂肪和城市垃圾,价格昂贵。

  新西兰航空公司迫切希望(在2024财政年度)减少430万吨的二氧化碳排放量,作为减少污染战略的一部分,该战略在发现现有目标无法实现后正在重新制定。航空公司想得很远大。

  “如果我们真的成功了,我们真的可以改变世界,”联合创始人格雷戈里·康斯坦丁(Gregory Constantine)说,他是一名澳大利亚艺术毕业生和企业家。2017年,他与拥有耶鲁大学化学物理学博士学位的斯塔福德·希恩(Stafford Sheehan)合作。

  “我们拥有两种截然不同的技能,我对企业的发展方向有自己的看法,而他有技术方面的观点。”

  但它一开始很小——这是有原因的。

  在2017年成立后不久,它就用这种工艺生产了高端伏特加和香水。这是一种赚钱的方式,并将这一过程引入市场。

  “我们很早就推出了这些消费产品,它们表现得非常好。我们的伏特加产品在纽约的每一家米其林星级餐厅都有销售。”

  “它们确实是为企业赚钱的好方法。但更重要的是,它们是教育工具。”

  以前生产合成燃料的方法依赖于天然气,或者1925年开发的费托法,纳粹在第二次世界大战中使用该方法来维持燃料匮乏的德国的运转。

  这个过程是一种催化化学反应,合成气中的一氧化碳和氢(两者的混合物)转化为碳氢化合物。

  Air公司的技术将转化过程简化为一个步骤,从而可以制造燃料级石蜡。

  康斯坦丁在参观其布鲁克林总部时告诉《先驱报》,这项技术可以在任何地方使用,授权使用是商业计划的一部分。

  “Air Company的目标是看到这项技术在各地得到应用,不仅是在地理上,而且是在许多不同的行业。

  “特别是像澳大利亚和新西兰这样的地方,这些原料非常丰富。我们需要电力,我们需要土地,我们需要二氧化碳——这些都很丰富。”

  氢是主要的成本。

  虽然二氧化碳储量丰富,但生产氢气需要大量的能源,但新西兰的可再生电力比例普遍较高,这使该国成为生产氢气的好地方。

  英国政府上个月发布的一份文件显示,它正在通过支持海外投资和减少在英国建厂的其他障碍,鼓励绿色制氢。

  康斯坦丁说:“在新西兰这样的地方部署将是非常棒的,因为这样你就有能力在当地生产燃料。”

  目前它的燃油价格与其他Saf差不多(可能是Jet A1的五倍),但随着规模的扩大,它的价格可能会大幅下降。

  新西兰航空公司的目标是在本十年末开始向航空公司供应Airmade燃料,在此期间,新西兰航空公司的目标是使其10%的航班使用可持续航空燃料(Saf)。

  该航空公司的可持续发展和企业事务主管Kiri Hannifin表示,两年来,新西兰航空一直在关注Air Company的进展。

  与传统化石燃料相比,二手食用油等现有原料供应短缺,价格相对昂贵。“我们将耗尽原料,我们将绝对需要合成saff。这些人站在制作游戏的最前沿,并以一种可以本地化并传播到任何愿意接受它的地方的方式制作游戏。”

  她说,该航空公司将考虑直接投资。

  “我们知道,作为一家航空公司,我们必须做的一件事就是开始投资和支持我们需要的脱碳技术,无论是下一代飞机还是安全飞机。这是我们需要做的事情,所以我们开始投资于可行性研究和项目。我认为投资像Air Company这样的e- safe可能是我们未来的一部分,因为我们知道我们需要扩大规模。”

  在当前财政年度,新西兰航空公司约1.6%的燃料来自Saf。去年年底,该航空公司完成了从雀巢的最大一笔收购;该公司将从洛杉矶和旧金山的航班上使用由废油和脂肪制成的3000万升货物。

  康斯坦丁表示,公司一开始就处于非常有利的地位;在一个迫切希望走向绿色的行业,对一种目前供不应求的产品的需求几乎是无止境的。

  航空旅行约占碳排放量的3%,但这一比例还在增长,因为它是最难脱碳的行业之一。到2024年,喷气燃料中只有0.3%是saff。

  国际航空运输协会(International Air Transport Association)表示,要在2050年前实现二氧化碳净零排放,需要新建3000至6500多家可再生燃料工厂。这些还将为其他行业生产可再生柴油和其他燃料。

  在最好的情况下,在30年的时间里,每年建造新设施的平均支出约为1280亿美元(2200亿美元)。

  康斯坦丁表示,他欢迎其他参与者加入合成证券市场。

  西班牙公司Moeve就是其中之一。它是一家全球能源公司,前身为Cepsa,旨在成为绿色分子电子燃料的领先生产商,或由绿色氢和捕获的生物二氧化碳制成的合成燃料。

  作为其80亿欧元(140亿美元)投资战略的一部分,Moeve正在开发安达卢西亚绿色氢谷,这是欧洲最雄心勃勃的绿色氢中心之一。

  康斯坦丁说,航空公司也看到了同样的需求。

  “公司的目标就是你能多快地生产和扩大规模——需求是存在的。供应甚至赶不上需求,不仅在美国,在全球都是如此。”

  他说,扩大到数百万吨燃料的成本将达到数十亿美元。

  他表示:“建立的成本完全取决于你想要做的规模有多大。”

  “我们研究了几十年前和历史上的所有业务。他们都失败了,因为他们都试图直接进入这些真正的大众市场,耗尽了资金,没有降低成本曲线,也无法大规模生产。”

  该公司已经吸引了大约1.1亿美元的投资,并与美国国防部签订了一份价值6500万美元的合同,在一次试验中成功地使用了一架无人驾驶飞机的燃油。

  它还与美国国家航空航天局合作。

  “与政府合作之所以如此重要,不仅是因为他们在价格上更有弹性,还因为他们在不同的地方开展业务。”

  其中之一是火星,那里可以生产氢气,大气中二氧化碳含量约为95%。航空公司的程序意味着从这颗红色星球返回2.25亿公里的旅程是可能的。

  “他们(美国国家航空航天局)的目标是,你能制造出一种把人带回来的燃料吗?”

  康斯坦丁说,太空探索有助于发射太阳能电池板,合成燃料的生产也可能发生同样的情况。

  “它允许你以新的创新方式扩展你的技术,让你跳出常规,最终也会让你更成功。”

  它是如何工作的

  捕获

  二氧化碳在排放到大气中之前从工业工厂捕获和获取。经过冷却、加压和液化后,它会进入储罐。Air公司通过现场电解利用可再生能源生产自己的绿色氢气。

  电解

  电解槽把水分解成氢和氧。生成的氧气作为清洁空气释放到大气中,氢气与捕获的二氧化碳一起被送入我们的碳转化反应器。

  碳的转换

  它的专利反应器系统是捕获的碳和氢相遇并转化的地方。在我们的反应器内是一个管状的固定床流系统。二氧化碳和氢气上升到每个管内,管内充满专利催化剂。这有利于产生反应器液体的化学反应。反应器液体由醇、烷烃和水组成。

  蒸馏

  专有的蒸馏工艺分离反应器液体的组分。化学物质(如乙醇和甲醇)、烷烃和水都有不同的沸点,因此当加热到特定温度时,它们就会分离。

  成品

  不含杂质的乙醇,甲醇和石蜡一起被制造出来,可以在喷气发动机中使用,不需要混合。在这个过程中产生的水被反馈到电解槽中,重新开始这个过程。

  格兰特·布拉德利自1993年以来一直在《先驱报》工作。他是《经济先驱报》的副主编,负责报道航空和旅游业。

  《先驱报》由新西兰航空公司承运前往纽约

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