航空旅行不再是一种奢侈品,而是现代交通系统的基本组成部分。航空在旅游业中的作用很多人都很熟悉,但重要的是要注意航空运输随身带着占世界贸易出货量的1%,价值的35%。

然而,应对气候危机并实现《巴黎协定》中概述的1.5°C路径,需要全球主要行业(如化工、能源和燃料行业)快速脱碳。在2022年,它是估计国家净零目标现在占全球GDP的91%,高于2019年的16%。然而,尽管实现净零碳排放的压力不断增加,脱碳仍然是一个巨大的挑战。

飞机起飞

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开发可持续的航空燃料是航空业脱碳的重要组成部分

庄信万丰(JM)作为可持续发展技术的全球领导者,完全有能力迎接这一挑战,帮助航空业减少排放。我们的HyCOgen™技术利用了JM在创新技术和行业领先经验方面的长期遗产,提供了一种可持续的航空燃料解决方案,可以满足现在和未来的业务需求。

使可持续燃料的生产成为可能

自从商业飞行开始以来,化石燃料已经深入到飞机的动力过程和燃料中。但展望未来,未来对碳氢化合物燃料的需求并不能保证。此外,企业内部要求承担更多社会责任的压力和政府监管的收紧,都将不可避免地推动对可持续燃料生产的需求。

常规航空燃料通常以石油为基础,通过精炼各种原油蒸馏产品,如石脑油、汽油或煤油制成。目前,12%的交通相关二氧化碳排放来自航空;这种情况必须改变。

作为回应,国际航空运输协会已承诺到2050年实现航空零碳排放。正因如此,如果企业想要保持相关性,就需要一条确保未来收入流的途径。

JM催化剂技术公司的工程师在合成气钻机

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JM Catalyst Technologies的工程师已经开发出了生产合成气的可持续途径

为此,能源和燃料部门越来越多地寻求将替代性可持续原料(如生物质和废物)与催化剂和工艺技术相结合,以提供可持续航空燃料(SAFs)。这些燃料以很少的碳足迹提供石油基燃料的性能。通常,它们与传统的航空燃料混合,以提高航空旅行的可持续性。

由于能够与现有基础设施无缝集成,从而降低成本,SAF滴入式液态碳氢化合物燃料仍然是为商用飞机提供动力的唯一实用手段,同时满足整个行业对可持续性的需求。因此,创造一种可扩展的SAF代入燃料生产方法是至关重要的。

催化转变

合成气(合成气)是创造可持续航空燃料的宝贵基石。它对于实现化学过程的脱碳至关重要,因为它可以由替代的、更可持续的原料制成,例如捕获的CO2.一旦产生,合成气可以通过费托反应转化为合成原油,然后可以升级为可持续的航空燃料。

利用我们在催化剂、合成气和氢气技术方面的领先地位,JM开发了HyCOgen反水气转换技术。这是用来转换CO的2——要么直接从空气中捕获,要么从排放到大气中——绿色氢转化为一氧化碳,然后与额外的氢结合生成合成气。

反水-气-移反应

JM的HyCOgen技术使用反水气转换反应将绿色氢气和二氧化碳转化为一氧化碳。

H2(g) + CO2(g)→CO(g) + H2O(g)[用JM催化剂催化]

“最初的”水气转换反应是由物理学家费利斯·丰塔纳在1780年首次发现的,它涉及一氧化碳和蒸汽反应产生氢气和二氧化碳。今天,它是一种用于制氢的既定化学方法。然而,有了高度发达的认识,就有可能利用反向反应——利用氢气将二氧化碳转化为一氧化碳。

反应需要热量,JM利用其深入的知识和技术,有效地提供热能,从而减少资本和运营支出。

规模合作伙伴

驾驭变化从来不是一件容易的事。要实现航空业的环保目标,仅有创新的解决方案是不够的。为了取得成功,我们正在战略性地在整个行业建立合作伙伴关系、项目和技术途径,以提供所需规模的解决方案。

关键是,JM的HyCOgen技术完全集成了JM和BP屡获殊荣的FT (Fischer-Tropsch) CANS™技术,该技术可以将合成气直接转化为高质量的合成原油。端到端流程实现了一种具有成本效益和可扩展的方法,可以转换95%以上的CO2进入高质量合成原油的过程(这可以继续创造像SAF这样的可持续的即时燃料)。

图中显示了如何使用氢氧根和FT CANS来交付SAF

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图中显示了如何使用氢氧根和FT CANS来交付SAF

将这两项技术结合起来,就能以一种方便、高效的方式开发可持续的合成原油,并将其升级为用于道路车辆发动机、船舶和飞机的即时燃料。它还为现有的运营商提供了一种逐步向绿色实践过渡的方法。

我们的HyCOgen技术和共同开发的FT CANS技术已经被沙特阿美和雷普索尔选择用于西班牙毕尔巴鄂的一家新的合成燃料工厂。该工厂是世界上首批使用可再生(绿色)氢和二氧化碳的工厂之一2作为它唯一的原材料。这个应用程序只是JM如何履行其承诺,创造一个更好,更可持续的明天,今天的一个例子。

通过识别航空工业对脱碳的基本需求和需求,JM努力将HyCOgen技术迅速商业化。了解市场需求,JM可以更好地支持行业,解决问题,并提供惠及每个人的解决方案。

复杂的问题需要解决问题的人

创造尖端技术以有效解决问题需要专业知识、合作和动力。JM的HyCOgen技术的发展结合了这三个方面:

  • JM在合成气和催化剂技术方面的传统技术;
  • 敬业的工作环境促进了JM团队之间的合作;
  • 这是为了留下一个更美好、更可持续的世界。

虽然这有助于我们创造可持续的HyCOgen技术,但它也反映了JM开发新技术和解决许多行业问题的整体方法。

通过利用JM的历史和专业知识,HyCOgen技术已经成为JM现有创新的自然进化,所有这些都已在商业上得到了大规模的证明。这意味着处理器可以确保流程性能和JM推出和支持创新技术推向市场的能力。

这个行业正在发生变化,这取决于企业采取主动

合作是JM开发HyCOgen技术的另一个基石。为了能够解决最具挑战性的问题,企业需要充分利用团队的专业知识,从而带来更好的结果,让员工更快乐。例如,在HyCOgen技术的开发过程中,跨学科合作发挥了重要作用。反水-气-移反应堆在高温操作和易燃/有毒气体方面存在设计上的挑战。一个由工艺、材料和机械工程师组成的团队聚集在一起解决这些问题,确定适当的冶金方法以确保安全运行。JM的成功证明了为什么JM热衷于在不同的团队中培养一个积极的工作场所。推动创新正变得越来越跨学科,特别是在该行业面临的挑战变得更加复杂的情况下。为此做好准备是很自然的一步。

一个可持续的明天,今天

未来十年,创造一个更可持续的世界的压力将上升到我们从未见过的水平。但JM已经准备好并拥有合适的工具,以创新的尖端解决方案促进向净零的过渡。通过确定需求并开发不需要额外基础设施的解决方案,JM可以很容易地解决运输行业中的问题。

这种奉献精神不仅体现在我们创新、前沿的解决方案中。通过在JM的价值观范围内推进它,它使我们能够释放我们有才华的科学家和工程师团队的全部潜力。通过我们的技术和广泛的行业,我们正在解决问题,创造一个更清洁、更健康的世界。

我们处在一个短暂的时期。这个行业正在发生变化,这取决于企业主动与之一起改变。对可持续燃料的需求只会加剧。因此,与优先考虑可持续发展、了解行业需求并拥有创造这些解决方案的专业知识的公司合作是至关重要的。

Paul Ticehurst - Johnson Matthey高级业务发展经理

Paul Ticehurst, Johnson Matthey高级业务发展经理

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Paul拥有超过25年的基于流程的项目开发经验,在欧洲和美国工作。在Johnson Matthey,他负责Fischer-Tropsch CANS的商业责任TM英国石油公司和庄信万丰HyCOgen联合授权的技术TM储水换气技术。他持有伯明翰大学(University of Birmingham)化学工程与矿物工程学士学位和金斯顿大学(Kingston University)工商管理硕士学位。