出國旅行讓人人期待又嚮往，全球時刻總有數以千萬計的人計畫前往其他國家觀光或洽公，而航空業通常是達成人們此願望的必經之途。在此趨勢下，飛航的碳排放必然可觀，自1992年來，航空業碳排放增長了87%，此產業的總碳排放達全球碳排2-3%。

航空業減碳願景

國際航空運輸協會IATA自2006年訂下目標，要在2020年時讓全球航空業達到碳中和，即業務增長時，碳排放能零成長。2050年時，則以航空業碳排放減為2005年的一半，作為長期的目標。

若要達到2020碳中和的目標，全世界的航空燃油就得有3-6%的成分為生質油料，2050的目標還等提升至高比例，並加上引擎技術的提升。

航空燃油的要求相當高，不但能源密度較高，又得凝固溫度低。而電池雖能大力支持電動車，但其能源表現仍不足大舉取代航空燃油。

目前四種轉化技術來生產生質航空燃油，分別是油脂、酒精、醣類、氣體。

微藻具潛力 成本待降低

一、油脂轉化 (OTJ, Oil-to-Jet)

油脂轉化技術可以植物油、廢食用油與藻類油為原料。近年來以微藻受到相當重視，因為微藻的細胞內含油脂，具有開發成燃油的潛力。微藻養殖可為大氣吸收二氧化碳，每公頃每年可吸收180-200公噸，其所製成的航油與石化航油相比，可降低60%的溫室氣體排放。

但由於微藻的生長速率、油脂產率與萃取的耗能，微藻轉化的成本過高，難以與石化航油及其他替代航油競爭。有待提升藻類的生長速率、油脂產率，並減少採收與萃取的耗能，才可將其大量採用於航空業。

2009年，Sapphire公司與波音公司合作，利用微藻製造的航油，添加在一般航油中，供美國大陸航空與日本航空試飛。2011年，Solazyme公司推出了名為SolarJet的產品，在試飛時佔燃油比例達50%。

酒精與醣類  帶動減碳飛航

二、酒精轉化 (ATJ, Alcohol-to-Jet)

酒精轉化技術是以蔗糖、澱粉或木質纖維素為原料，再以細菌將其發酵，產生酒精，以乙醇與丁醇為主。然而乙醇的能源密度僅有航空燃油的60%，所以還需近一步處理，才能達到航空油料的標準。

美國的Gevo公司所開發的醇類航空油，已於2015年通過認證，在航油中的添加比例可高達30%。2016年時，以添加比例20%的航油，完成西雅圖至舊金山的試航。2017年11月8日，又在芝加哥的機場同時以美國航空、日亞航、國泰航空、漢莎航空、FedEx的飛機試用替代燃油，再次證實其實用性。

三、醣類轉化 (STJ, Sugar-to-Jet)

醣類轉化也是利用微生物的作用，將醣類變成可用於航油的碳氫化合物。金合歡烯(Farnesene)因碳鏈長，較符合航油的需求，所以是近年醣類轉化技術的主要產品。

金合歡烯可直接從發酵液中提取，相較於微藻類還得藉細胞採收才可萃取，所以耗能較低，產品回收率也更高。

Amyris公司自2012年起，已讓多架飛機利用金合歡烯作為燃油成功飛行。2016年時又與國泰航空合作，在一架A350-900客機的燃油中，添加10%的替代燃油，再從法國飛往香港，在這之前替代燃油還未有這樣遠的航程。

四、氣體轉化 (GTJ, GAS-to-Jet)

將沼氣、天然氣或混合氣以FT化學法或發酵轉化，即氣體轉化的技術。此項技術也是利用微生物進行，藉由它們將氫、一氧化碳、二氧化碳轉化為乙醇，即是本文提及的替代燃油原料。

LanzaTech公司與維珍航空合作，利用鋼鐵廠產生的一氧化碳與發酵的過程，來製造出乙醇，再近一步製成替代燃油。

為了減緩氣候變遷，各行各業都得節能減碳，而不同行業的方式跟需求會各不相同。但相同的是都得立下目標，並確實地往目標進步，才能在環境、經濟與社會間達到平衡。
 

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參考資料：

徐勤禎、盧文章、林昀輝、萬皓鵬。生物合成生質航空燃油技術發展。《太陽能與新能源期刊》第十九卷第二期，2017年12月出版。台北: 工業技術研究院綠能與環境研究所。

Low Carbon Renewable Jet Fuel

圖片來源： Caleb Woods