这个故事出现在 2020 年 7 月/8 月刊中，标题为“另一种太阳能”。订阅 Discover杂志以阅读更多类似文章。
很少有活动会像飞行一样增加我们的碳足迹。一架双引擎喷气式飞机飞行一小时会燃烧近 6000 磅煤油，并将近 19000 磅二氧化碳排放到大气中。航空旅行对环境的影响如此之大，以至于瑞典人甚至为此创造了一个词：flygskam，或飞行羞耻感。但如果飞行可以实现零碳排放呢？
“我们开发了一种太阳能技术，仅用两种成分就能生产液体燃料：太阳能和空气，”瑞士联邦理工学院的可再生能源专家Aldo Steinfeld说。“这些碳氢燃料在燃烧时只会释放出之前从空气中提取的等量二氧化碳。”
这听起来可能像是炼金术，但 Steinfeld 帮助建造的位于马德里郊区 Móstoles 的太阳能炼油厂遵循一些简单的化学原理。一种称为定日镜的镜子阵列跟踪太阳，将阳光的强度提高 2500 倍，同时将其反射到一座 50 英尺高的塔上。
这束耀眼的光束加热一个由氧化铈（一种常用于抛光玻璃的廉价化合物）核心组成的反应器。在华氏 2700 度的高温下，氧气从铈中释放并被去除，然后将水和从空气中捕获的二氧化碳注入反应器。随着反应器冷却，还原的铈从加入的物质中夺回氧分子，留下一种称为合成气的氢和一氧化碳的混合物。然后将其输送到第二个反应器，在那里合成气被转化为煤油分子。2019 年 6 月，Móstoles 炼油厂宣布生产出第一滴燃料。
但是为什么要将太阳能转化为燃料呢？虽然公路和铁路运输可以电气化，但现有的电池技术不足以驱动海运和航空旅行等重工业。“长途商业航空的喷气燃料别无选择，”Steinfeld 说。“你能想象一架波音或空客飞机靠电池跨大西洋飞行吗？我认为这违反了物理定律。”
太阳能煤油有潜力融入现有的全球化石燃料储存、运输和使用基础设施。但它在价格上仍然无法与之竞争：如果卖给消费者，价格可能在每加仑 9 美元左右。但随着技术的进步和规模的扩大，这种成本应该会下降。Steinfeld 认为，通过适度提高当前效率，太阳能炼油厂可以通过一个印第安那州大小的定日镜阵列满足全球所有喷气航空燃料的需求。
这场革命正在进行中。去年 5 月，荷兰一家主要机场宣布将建有世界上第一家将大气二氧化碳转化为液体燃料的工厂。Climeworks——一家于 2009 年从 Steinfeld 实验室剥离出来的公司——正在提供从空气中捕获二氧化碳的模块。
那么我们的flygskam呢？“如果喷气燃料是由阳光和空气生产的，那么就没什么可羞耻的，因为碳足迹为零，”Steinfeld 说。“一个真正的可持续过程。”
Frank Swain 是一位常驻西班牙巴塞罗那的科学作家。
