中国航油向空客公司商业化供应可持续航空燃料

    城市生活垃圾也越来越多地被认为有前景生产生物燃料。Dabe等综述了以城市生活垃圾为原料，转化制备合成气和醇类的各种现有和正在发展的热化学和生物化学生产途径，且有利于缓解垃圾填埋的问题^[25]。据报道，到2020年，福尔库姆生物能源公司（Fulcrum Bioenergy）通过费托合成工艺（FT）商业化处理3万吨/年的城市生活垃圾用于生产喷气燃料。瑞典生物燃料公司在2019年完成第一期处理5000吨/年城市生活垃圾和其他废物流的ATJ示范设施^[10]。研究表明，城市生活垃圾通过FT和ATJ工艺生产生物燃料，能分别减少63%和41%的碳排放，但由于其成本比传统化石燃料高，现还未见以城市固体废弃物为原料生产喷气燃料试飞的相关报道。

    3.3第三代原料——微藻

    第三代研究的生物航空燃料原料为微藻，通过HEFA工艺技术，微藻所含的脂肪酸可以很容易地转化为生物航空燃料。此外，通过热解和水热液化技术的热化学路线也在研究开发，具有很高的生产率和可用性。微藻由于年增长率较高、油脂含量较高、与粮食作物无竞争和能生产高价值的副产品等优点，被广泛认为可用于大规模生产生物燃料^[26]。

    2009年1月7日，美国大陆航空公司试飞了一架使用生物航空燃料的波音737-800型飞机。这架飞机二号发动机燃料包含海藻与麻疯树提取物的混合生物燃料。这是首次含藻类提取物的生物航空燃料应用于商用飞机^[10]。

    但是，由于微藻生物质的生产通常比种植农作物的成本要高，且生物质浓度低，在未实现高产微藻的育种、高效率微藻培养系统的研制等先决条件下，以现有的工艺技术实现商业化生产微藻生物燃料仍然不可行。目前，已经有多个微藻生产工厂进行了试验和试点。例如，美国加利福尼亚州的ExxonMobile、德国的E.ON等。但迄今为止，仍然没有经济可行的生产方法^[27]。

    3.4第四代原料——非生物资源和转基因生物

    第四代生物燃料原料为非生物资源和转基因生物。转基因生物（如微藻、蓝细菌、真菌、酵母等）具有人工增强油脂和/或糖产量和负碳能力，但大多处于研究的初级阶段^[28]。

    尽管它们具有很好的生物燃料潜力，但当它们被部署到燃料供应链中时，需重点关注这些生物可能带来的健康和环境风险，以及它们的遏制和缓解策略。非生物原料（例如，二氧化碳、水、可再生电力和太阳光等）可能是更环保的选择，特别是当来自工业工厂的烟气被使用时^[27]。

    通过非生物原料来制备生物航空燃料的新颖技术思路，目前仍处于研究发展的初期阶段。该技术采用直接捕获空气中的碳，减排潜力巨大，蕴含的生产潜力无可限量。该技术若实现，相对于化石燃料将减排99%的温室气体。关于该技术，现有的调研思路主要有两种方式。一种途径是电转液工艺（PtL），通过可再生的电解槽将水分解为氢气和氧气，然后将氢气与CO2/CO结合生产生物航空燃料^[29]。大规模使用PtL工艺的关键问题是经济可行性。短期部署和使用PtL工艺合成燃料的主要限制因素是与传统喷气燃料相比的生产成本。

    降低成本的方法包括降低可再生电力成本（风能、太阳能）、改善PtL生产工艺（例如高温电解CO2提取等），以提高效率和借助规模经济。另一条途径是利用浓缩的太阳能裂解水和CO2生产合成气作为生物航空燃料生产的前驱体^[27]。

    2020年1月17日，李灿团队（中科院院士团队）在兰州新区绿色化工园区成功试车世界首台千吨级规模太阳燃料合成示范项目。该项目向太阳能等可再生能源转化生产液体燃料的工业化进程迈出第一步^[30]。虽然这两种路线仍处于研究的早期阶段，但Richter等人确定了两项欧洲倡议，即Sunfire和SOLAR-JET，证明了利用CO2、水和太阳能生产喷气燃料^[27]。