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用杂草生产航空燃料,实现航空减碳

日期:2023-09-07    来源:环球零碳

国际节能环保网

2023
09/07
09:55
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关键词: 航空燃料 航空减碳 碳减排

Pennycress是一种杂草,中国这边翻译成菥蓂,民间也叫“臭草”,一种十字花科植物,可以入药。

在美国一些地方,这种草是一种冬季覆盖作物,它能够在玉米季和大豆季之间种植,是作为一种土壤改良和增加肥力的作物来种植的。

这种草种植起来也不复杂,通过飞机播撒种子,它就会像野草一样生长起来,很快就布满田野。它会用根抓住土壤,防止土壤的营养流失,这样来年的种植就可以减少肥料的投入。

本土的 Pennycress 菜籽含有高水平的芥酸、纤维和黑芥子苷,因为芥酸的存在,榨出的油只能作为工业用油,不能作为食物用油,可用性差了许多,所以农民一般不会收割这种传统的覆盖作物。

如今,有一家叫CoverCress的美国公司,通过复杂的育种和基因编辑,将Pennycress进行遗传改良,变成了一个新品种和“经济作物”,可以用来生产可持续航空燃料(SAF)。

作为冬季一年生植物,Pennycress面临着大量的环境挑战,包括秋季的干旱、整个冬季的冻融循环以及春季的水涝和热浪。随着气候变化,这些环境挑战变得更加频繁和严峻,因此需要将遗传学引入作物的后代,以提高其恢复能力。来自公立大学、非营利机构和美国能源部实验室的跨学科团队,采用生态进化计算基因组学以及传统诱变和基因组编辑方法来识别和赋予那些具有卓越恢复能力的关键遗传变异。

改造后的Pennycress,CoverCress 公司换了一个名字,直接把这种改良的植物叫“CoverCress”。CoverCress 不同于它的“老版本”Pennycress,经过改良的臭草,不再含有芥酸,而且纤维也比之前更柔软,植物成熟过后果实部分可以榨油(可以用来做生物能源油或食用油),纤维经过加工也可以变成畜牲的饲料,甚至还可以做高蛋白的食品。

研究发现,与生产石油基燃料相比,利用该作物生产生物柴油和可再生航空燃料,可分别减少高达85%和63%的温室气体排放。

目前,美国的大多数生物燃料来自玉米或大豆。但随着对绿色燃料需求的上升,全球粮食短缺也构成了威胁。这推动了对低碳燃料的开发,通过CoverCress制取的生物燃料,可以在不使用可食用谷物的情况下制造。

“如今,(生物燃料)的主要原料油来源是大豆,这造成了这样一种选择难题:我们将把我们的大豆油和豆粕用于燃料市场还是食品和饲料市场?”CoverCress公司的首席执行官迈克·德坎普说,这家公司开发的CoverCress植物,旨在收获淡季在农场种植,作为一种所谓的覆盖作物,可以帮助防止侵蚀,并在主要作物休耕时提供收入。

CoverCress是获得美国农业部资助的三种非食品类覆盖作物之一,美国农业部的科学家们一直希望找到能够在不与食物来源竞争的情况下生产可再生燃料的油籽植物。另外两种是Nuseed carinata和名为Camelina的植物,后者由Global Clean Energy Holdings公司在销售,也是在冬季休耕期间种植的油籽作物。

目前,各大石油公司都在加入到开发生物燃油的工作中。2022年,BP同意购买Nuseed Carinata油进行加工或作为可持续生物燃料的供应出售。

来源:Unsplash/ramonkagie

燃料的技术升级对于助力实现全球航空业零碳目标至关重要,其中,可持续航空燃料(SAF)被认为是目前行业触手可及的、能实现较大程度减排的主要手段。

SAF是用植物油、藻类、油脂、二氧化碳、废水等作为核心原料所制成的航空燃料。目前获准使用的SAF由石油基燃料与SAF成分混合而成,混合比高达50%。自2011年来,超40万架次商用航班使用SAF。由于原料成本、混合和安全测试等因素,目前SAF的价格是化石喷气燃料的两倍,但规模经济预计将降低SAF的成本,使其成为航空业脱碳旅程中的关键工具。

在可持续性背景下,生物燃料,包括从像CoverCress这样的覆盖作物中提取的燃料,不用与食物来源进行竞争,具有巨大的吸引力,特别是在航空部门。然而,实现其潜在影响仍处于萌芽阶段,在2050年前实现净零碳排放之前,SAF还有很多工作要做。根据国际航空运输协会的数据,截至2022年,只有45万个商业航班使用了SAF。


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