研究表明，植物基生物喷气燃料可能是传统石油燃料的有竞争力的替代品

全球航空业据估计每天需要超过500万桶的燃料。因此，这个行业能源密集，几乎完全依赖石油燃料。

航空部门不同于其他能源部门，如商业和住宅建筑，以及地面交通。这个行业不能利用现有技术轻易地转向可再生能源。

最近，能源部的研究人员进行了一项研究劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)的研究表明，可持续的植物基生物喷气燃料可能是传统石油基燃料的有竞争力的替代品，前提是目前的扩大规模和发展举措继续有效地进展。

这篇题为《生物喷气混合燃料库存的五条路线的技术经济分析和生命周期温室气体减排成本》的文章最近在该杂志上发表。能源与环境科学．它提供了潜在的证据，证明改善生物燃料生产管道确实值得付出努力。在这一生产流程中，先获得富含碳水化合物的植物原料，然后利用转基因细菌将分离出来的糖消化成能量密集的分子，这些分子随后通过化学方式转化为燃料产品。

由于飞机的重量限制，使用电池或燃料电池实现航空电气化是一项挑战，因此液体生物燃料有可能在减少温室气体排放方面发挥重要作用。JBEI的团队一直在研究先进的生物航空燃料混合燃料的生物路线，这种燃料不仅是从植物基糖中提取的，而且具有吸引人的特性，实际上可以比传统的航空燃料提供优势．

Corinne Scown，研究主要作者和研究员，能源技术领域，伯克利实验室和联合生物能源研究所，DOE

如何从植物材料中获得燃料

目前，JBEI的多学科小组正在努力改进生物喷气燃料生产过程的每个阶段。某些科学家是设计完美来源植物的专家，这些植物被称为生物质，产生低比例的木质素和高比例的碳水化合物木质素是一种目前更难制造的材料。与此同时，其他人正在创造技术，有效地分离非食物生物质中的碳水化合物，并将其分解为糖分子，随后可以被细菌消化，或“生物转化”为燃料分子。为了从生物转化中获得最高的潜在产量，JBEI的另一个研究团队正在研究可以使改性细菌更高效的环境和遗传因素类型。

在这些阶段的优化之后，JBEI的研究人员可以将技术转移给商业合作伙伴，这些合作伙伴随后可以改变和合并燃料，使其成为易于使用的产品，然后提出将生产水平工业化的计划。然而，由于所有这些方法都需要大量的实验和创新，Scown和她的合著者采用了新颖的分析技术来检查这项事业是否真的能够达到最后通牒，即航空公司可能会使用一种航空燃料替代品。

我们的希望是，在研究的早期阶段，我们至少可以模拟我们认为的样子，如果你开发这些燃料生产路线到成熟的点。如果你将他们推向乙醇基准——从植物材料如玉米茎、叶子和玉米棒子中制造乙醇的技术已经存在了很长时间，我们可以以90%的效率发酵糖——这将使我们离石油燃料的市场价格有多近?现在知道这一点很重要．值得庆幸的是，答案是它们是可行的。我们已经确定了在整个转换过程中需要进行的改进，以实现这一目标．

Corinne Scown，研究主要作者和研究员，能源技术领域，伯克利实验室和联合生物能源研究所，DOE

想象大规模生产的过程

论文合著者、JBEI博士后Nawa Baral表示，由于对生物燃料的解构和JBEI设计的燃料合成技术，生物喷气燃料的假设费用在最近逐渐降低，目前已降至每加仑16美元，而JBEI成立时为每加仑30万美元。普通航空燃油的费用约为每加仑2.50美元。

为了研究生物喷气燃料如何可能缩小剩余的价格差距，研究人员应用了复杂的计算机模拟，模拟了在不同效率水平、使用一系列化学物质和生物质投入的绝对生产和扩大生产途径所需的技术和随后的费用。总共模拟了四种不同的燃料分子的五种不同的生产途径。

研究结果表明，只要生产商能够将剩余的木质素转化为有用的化学物质，所有这五种生产途径都可以以每加仑2.50美元的特定成本生产燃料产品——这是JBEI团队目前正在努力的方向。这样的化学品可以被出售以补偿生物燃料的成本。此外，如果航空公司因减少排放而获得适当的财政信用，那么一加仑生物燃料的净成本还可以进一步降低。

在发布了一些行业分析后，研究人员还指出，航空公司可能会同意为每加仑汽油支付大约50美分的溢价，因为四种生物燃料每单位体积都提供更多的能量，这意味着飞机使用相同大小的油箱可能飞得更远。

与石油化合物相比，植物化合物的开发具有性能优势，这是决定其市场可行性的重要因素．

布莱克·西蒙斯，研究合著者，联合生物能源研究所首席科学技术官

虽然这些发现看起来很有希望，但要让生物燃料生产技术达到这些模拟中假设的黄金标准产量，还需要更多的发展。

很明显，为了使这些燃料具有商业可行性，我们需要所有人齐心协力。但是这个分析强调了像JBEI这样的多机构的、综合的研究中心的重要性，因为没有一个团队单独致力于这个过程的一个阶段，可以使它成为现实．

Corinne Scown，研究主要作者和研究员，能源技术领域，伯克利实验室和联合生物能源研究所，DOE

JBEI的科学家Olga Kavvada、Daniel Mendez-Perez、Aindrila Mukhopadhyay和Taek Soon Lee是这项研究的其他共同作者。

美国能源部科学办公室资助了JBEI，该项目旨在创造经济上可行的、碳中性的生物产品和生物燃料，利用生物质中保存的阳光能量。