綠色航空燃料生產效率大躍進
隨著全球氣候變遷議題日益受到重視,歐洲各國正積極尋求綠色替代能源,以達成減碳目標。其中,航空業由於難以全面電氣化,仍須依賴永續生產的航空煤油。德國卡爾斯魯爾理工學院(KIT)的研究團隊,在Kopernikus P2X計畫中取得重大突破,首次在工業規模(220千瓦)下,將高效共電解技術與燃料合成過程結合,為綠色航空燃料的生產開闢新路。
KIT微製程工程研究所所長Roland Dittmeyer教授指出:「利用大氣或生物來源的二氧化碳、水與綠色電力,透過power-to-liquid製程生產的合成燃料,特別適合用於航空業。」這項創新技術由工業合作夥伴Sunfire提供,其水蒸氣/二氧化碳共電解模組簡化了合成氣(syngas)的生產步驟,並大幅提升效率。
Sunfire高階工程師Hubertus Richter表示:「共電解技術的優勢在於,它能以單一步驟將水蒸氣和二氧化碳直接轉化為合成氣,且高達85%的電能可轉化為合成氣中的化學能。此外,我們也證實了這項技術具有極高的裝置可用性與可靠性,能夠隨時生產出符合品質要求的合成氣。」
在KIT能源實驗室中,研究團隊採用多階段模組化製程生產合成航空煤油。首先,透過共電解模組將二氧化碳和水轉化為合成氣。接著,利用壓縮機將合成氣加壓至反應壓力,並在微結構反應器中透過費託合成(Fischer-Tropsch synthesis)將其轉化為長鏈碳氫化合物(syncrude)。這些化合物可直接用於生產航空煤油或其他化學產品。
值得一提的是,KIT開發的這項反應器技術已由衍生公司INERATEC進行商業化應用。未來,研究團隊計畫利用合成過程中釋放的熱能進行共電解,進一步降低整體製程的能源需求,並驗證大規模生產航空煤油的可行性。
KIT研究團隊已在實際條件下成功測試了共電解技術的整合應用,每日可生產高達100公升的syncrude。目前,該設施正進行擴建,目標將產能提升至每日300公升。在Kopernikus P2X計畫的最終階段,研究團隊將在法蘭克福附近的Höchst工業園區建造更大規模的費託合成生產設施,首次實現噸級產量。
最終產品將由飛機引擎製造商與研究合作夥伴進行測試,並透過相關分析確保其符合嚴格的航空燃料標準。這項技術突破不僅為航空業的永續發展帶來曙光,更為全球減碳目標的達成注入強心針。