生物燃料还是石油？ 飞机将如何飞向未来
今天，专家们继续争论生物燃料的前景。 航空 行业。 关于此事的意见不尽相同，尽管很明显，到目前为止，在生物燃料问题上，政治上比经济学上更多。 生物燃料主要对环境和旨在减少向大气排放有害CO2的计划很重要。 而且，这种燃料弊大于利。
我们对生物燃料了解多少？
今天，生物燃料似乎是一种新奇的事物，但实际上，它们一直围绕着我们。 每个俄罗斯人可能遇到的最简单的例子是柴火，这是最古老的固体生物燃料之一。 如果我们给出生物燃料的一般特征，那么可以注意到，这是从植物或动物来源的原材料，从生物或有机工业废物的重要活动产物中产生的燃料。
真的 故事 生物燃料是在1970年代积极开发的，当时美国通过了一项联邦法律以控制国家一级的空气污染，这被称为《清洁空气法》。 通过该法律的目的很容易理解，目的是最大程度地减少从汽车，火车到飞机的各种车辆进入大气的有害排放。 目前，市场上有数十家从事生物燃料开发和生产的公司，其中大多数仍位于美国。
今天，有两种主要类型的生物燃料。 第一代生物燃料包括植物燃料，这些植物燃料是从富含脂肪，糖和淀粉的普通农作物中提取的。 农作物中的淀粉和糖被转化为乙醇，脂肪被转化为生物柴油。 最常见的生物燃料作物是小麦，油菜籽和玉米。
最古老的固体生物燃料
第二代生物燃料是工业生物燃料，可从木材或植物废料，食品工业废料，工业气体废料等中获得。此类生物燃料的生产成本比第一代农作物低。
藻类可以成为第三代生物燃料的另一种原料。 这是该行业发展的有希望的方向。 它们的生产不需要稀缺的土地资源，而藻类具有很高的繁殖率和生物量浓度。 同样重要的是，它们可以在受污染的盐水中生长。
到现在为止，世界上大多数运输生物燃料都是第一代燃料，它是用植物原料生产的。 但是近年来，对该行业的投资一直在下降。 这种燃料及其生产具有许多缺点。 其中之一是破坏粮食安全。 在这个饥饿问题尚未解决的世界中，许多政客和激进主义者认为将农产品转化为燃料是不合适的。
专家认为，使用这种生物燃料对气候的危害大于好处。 通过减少燃烧化石燃料的排放，我们正在同时进行重大的土地利用变化。 对生物燃料的需求不断增长，迫使农业生产者减少了粮食作物的种植面积。 这与许多国家的粮食安全计划背道而驰。
从农业原料生产生物燃料对粮食生产，所种植的农作物种类，粮食价格以及所使用的农业用地面积都有间接影响。 在一个预计到2025年将有1,2亿饥饿人口的世界上，花费2,8吨小麦生产952升乙醇或5吨玉米生产2000升乙醇似乎并不是最理性和最道德的决定。
乙醇工厂
第二代生物燃料看起来更有希望，它不会损害环境，不会剥夺人类的食物，并有助于解决浪费问题。 专家认为，这种由工业气体和木材废料制成的生物燃料在包括俄罗斯在内都具有广阔的前景。 在我国，仅森林产业的废料估计每年为35万立方米，就伐木量而言，我们仅次于美国。
航空生物燃料的前景
可以确定航空和整个航空运输部门可能是生物燃料的增长动力。 航空约占地球消耗的燃料总量的10％，这是一个很大的数目。 但是，航空生物燃料的前景还不太清楚。 生物燃料作为生产航空煤油的替代品，有其优点和缺点。
但是，重要的是要记住，生物燃料在航空领域拥有令人印象深刻的游说场所。 首先，在组织级别上，其中包括国际航空运输协会和国际民用航空组织（ICAO）。 这些组织正在游说生物燃料本身及其在空中旅行中使用的标准。
此外，航空公司本身在使用生物燃料方面也看到了一些优势。 首先，他们与国际民航组织和民间社会组织保持良好关系。 其次，运输更环保。 生态学的话题目前非常流行，也许有人会说“ HYIP”，它是航空公司非常好的公关平台。 第三，生物燃料在降低燃料价格波动风险方面具有经济利益。
同时，在生物燃料问题上的经济既有好处，也有缺点。 首先，请考虑航空公司的正面评价。 当今的生物燃料市场是场外交易，这种燃料产生稳定且可理解的成本。 反过来，在炼油过程中获得的经典燃料是一种交易所商品，其成本直接取决于交易所的价格。 燃油价格的波动持续不断，所有人，甚至远离该地区的人们都可以观察到这一点。
现在让我们谈谈经济上的弊端。 生物燃料的生产并不便宜。 加州大学伯克利分校化学工程和生物工程学教授杰伊·基斯林（Jay D. Keesling）也是全球生物能源联合研究所的首席执行官，他对《全球能源》杂志说，航空生物燃料的批量生产目前的成本效益比用石油生产航空燃料。
飞机用生物燃料加油
他指出：
用石油制成的现代喷气发动机的燃料非常便宜。 如果世界各国制定要求使用碳中和燃料的法规或对航空煤油征收碳税，这可能会激发生物反应性燃料的生产商。 我们知道可以生产这种燃料，但是今天的主要问题是经济。”
蒂米利亚耶夫植物生理研究所（IPR RAS）的主任德米特里·洛斯（Dmitry Los）同意他的海外同事的观点。 航空生物燃料的成本仍然很高。 如今，生物燃料生产更多是政治意愿，而不是经济现象。 据该专家称，与燃煤电厂相比，航空煤油已经被很好地净化，几乎不向地球大气中排放，而燃煤电厂在世界范围内仍然足够。
德米特里·洛斯（Dmitry Los）和杰伊·基斯林（Jay D. Kisling）都认为，最有前途的将是使用第二代和第三代生物燃料。 从藻类（天然微生物）生产生物燃料，以及在将来，通过基因工程改造的微生物生产似乎更为有效。 这种方法具有很大的资源基础，解决了农业用地和灌溉资源短缺的问题。
另外，这种生产将是可以无限地自我复制的封闭循环技术。 至少只要太阳照耀着我们的星球，并且光合作用正在进行中。 反过来，基斯林补充说，资源短缺的问题最终可以通过在生物燃料生产中广泛使用有机废物来解决。
在航空中使用生物燃料
今天，在政治层面上正在推动在航空中使用生物燃料。 例如，在欧盟，航空业占温室气体排放量的3％。 通过使用生物燃料，国际航空运输协会期望到2050年将有害气体排放量减少一半（与2005年相比）。
问题在于所有这些排放都发生在地球对流层最敏感的层中。 随着时间的推移，每年航空旅行的增长率为2％，到3年，航空业在全球二氧化碳排放中所占的比例将保持不变，达到2050％（目前占全球排放量的2％）...
对于我们星球的大气而言，即使这样的增加已经很多了。 考虑到地球上全球气候变化的问题，人类需要减少有害排放物的数量，并努力改善飞机发动机的环境友好性。 如果我们想将对全球变暖的影响限制在与工业化前的发展相比不超过1,5摄氏度，则这一点很重要。
来自空中飞机的冲突
迄今为止，通过将两种类型的燃料以生物燃料与煤油的比例在10％至20％的比例混合来逐步进行用生物燃料替代航空煤油。 即使有如此大的体积，也可以切实减少向大气中排放的有害气体。
在航空中使用生物燃料的首次经验可以追溯到2008年。 然后，维珍航空航空公司进行了飞行，将20％的生物燃料与常规航空煤油混合。 从那时起，这项技术已经通过了多家航空公司的测试，包括荷航这样的大型航空公司。 最引人注目的成就是海南航空（Hainan Airlines），该公司于2017年从中国飞往美国，使用的是混合物，并添加了用过的植物油作为燃料。
空军也对技术感兴趣。 例如，在印度，An-32军用运输机已获得飞行生物燃料的认证。 该飞机的发动机通常以混合气运行，其中有10％是生物成分。 到2024年，印度空军预计将减少4亿美元的常规航空煤油使用，从而相当广泛地转向生物燃料。
到2030年，航空航天公司波音公司计划生产能够使用XNUMX％生物燃料进行常规飞行的飞机。 至少，今天的飞机制造商确实表达了这样的计划。 同时，生物燃料远非减少向大气排放有害物质的唯一途径。
一个有前途的方向可能是制造具有混合动力或全电动发动机的飞机。 这是使航空业不仅实现碳中和，而且完全环保的真正机会。 剩下的只是等待强大的蓄电池被大气中的氧气氧化而出现。
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