到本世纪中叶，大多数汽车和公共汽车将由可再生能源驱动，而自行车、电动火车和你自己的双脚将继续对气候产生很小的影响。如果全球航空业实现了去年制定的目标，那么2050年从纽约飞往香港的航班将使大气中的二氧化碳达到“净零”。

没有人能保证航空业能实现这一目标，但无论目标是否实现，为实现这一目标而开发的技术都将改变航空业。

在大流行之前的几年里，航空业每年排放约10亿公吨二氧化碳，大约相当于2021年整个南美大陆的排放量。随着乘客重返天空，这一数字正在反弹。但包括6家美国最大航空公司在内的主要航空公司已承诺，到2050年甚至更早实现碳净零排放。在联合国民用航空机构10月份的一次会议上，来自184个国家的代表将2050年的净零作为“全球长期雄心目标”。

“有抱负的”是关键字。专家们称航空业是一个难以减排的行业，这意味着目前没有任何简单、市场成熟的技术可以大幅减少航空业的碳排放。该目标附带的“净”限定词意味着，航空公司可以通过使用传统的碳抵消(这一做法招致了大量批评)，或直接从大气中捕获二氧化碳，来解释他们继续排放的任何二氧化碳。

科学家们还发现，飞机尾迹——有时出现在飞机尾迹上的一缕一缕的短命云——对地球温度的影响，可能比它们释放的二氧化碳影响更大。这一切构成了一幅复杂的图景，尤其是考虑到全球对航空的需求预计将在未来20年翻一番。

但新技术正在研发中，包括氢动力飞机、全电动飞机和由从大气中提取的碳制成的合成喷气燃料。几家航空公司已经开始在正常燃料供应中添加少量燃烧更清洁的生物燃料——业内称为可持续航空燃料(SAF)，这一趋势应该会加速。许多公司正在赶在政府规定之前采取行动，投资于减少排放的效率改进，同时在某些情况下，在可能在未来大幅减少排放的长期创新上押下重注。

“我们必须从现在开始，”麻省理工学院航空航天学教授、麻省理工学院航空与环境实验室主任史蒂文·巴雷特(Steven Barrett)说。“这个系统有如此巨大的惯性，你真的必须提前几十年开始。”

但总部位于纽约的非营利环保组织环境保护基金(Environmental defense Fund)的全球交通高级主管兼首席高级经济学家佩德罗·皮里斯-卡贝萨斯(Pedro Piris-Cabezas)说，行动的速度并没有那么快。他指出，在10月份的会议上，代表们还没有通过实现2050年目标的具体计划。“我们需要这些短期和中期目标开始变得更加严格，”皮里斯-卡贝萨斯说。

向替代燃料发展

航空公司正在投资于能够相对快速取得成果的改进:淘汰老旧飞机，寻找更高效的航线，让飞机只开一个引擎滑行。但这些措施只能到此为止。

另一项短期创新是可持续航空燃料，这是一种生物燃料，通常由使用过的食用油和类似的生物质制成。在它的生命周期中，SAF可以比传统的航空燃料产生更少的二氧化碳，它可以与传统的航空燃料混合。但SAF的产量仍然有限，而且价格昂贵，因此航空公司一直在缓慢推进，在选定的地点将少量SAF混合到现有的燃料供应中。

但该行业内部的热情很高。

捷蓝航空(JetBlue Airways)可持续发展、环境和社会治理主管萨拉·博格丹(Sara Bogdan)说:“我们热爱SAF这个行业。”博格丹说，从旧金山和洛杉矶国际机场起飞的捷蓝航空航班的燃油供应中含有SAF。选择机场并非偶然:SAF为数不多的主要供应商之一在加州设有生产设施，而且该州已经引入了低碳燃料标准，鼓励SAF和其他替代品。

在使用SAF的问题上，美联航也把重点放在了加州的一些航班上。该公司首席可持续发展官劳伦·莱利(Lauren Riley)表示，自2016年以来，从洛杉矶国际机场起飞的每架美联航航班的燃料中都加入了SAF，自去年春天以来，从阿姆斯特丹史基浦机场起飞的每架美联航航班的燃料中都加入了SAF。联合航空还召集了包括德勤(Deloitte)、耐克(Nike)和西门子(Siemens)在内的多家公司，帮助联合航空支付其商务旅行SAF的额外费用。

莱利说:“如果你去购买可持续航空燃料，它的成本将比传统航空燃料贵两到四倍。”“我们自己负担不起。”

Riley补充说，在任何一年，SAF占美联航总燃料供应的比例不到0.1%，这一数字在整个行业都是如此。联合航空(United)和捷蓝航空(JetBlue)是加入由世界经济论坛(World Economic Forum)牵头的一个联盟的20多家航空公司之一。该联盟承诺，到2030年，让SAF占航空燃料供应的10%。

但皮里斯-卡贝萨斯警告说，防范风险至关重要，例如，在SAF生产中使用的所谓食用油实际上并不是从未在厨房里见过面的新鲜棕榈油。他说，在这种情况下，以生物质为基础的SAF实际上可能会产生负面影响，因为它会促进砍伐森林以种植单一作物。

皮里斯-卡贝萨斯说:“确保我们有一个健全的、可追溯的、只鼓励对森林不会产生负面影响的高完整性燃料的系统是极其重要的。”他将目前流通的SAF归类为“不透明”，并指出消费者可以要求航空公司提高透明度。

来自大气的能量

伦敦大学学院航空运输系统实验室主任安德烈亚斯Schäfer说，除了透明度之外，生产大量SAF还有一个重要的障碍:我们没有足够的废弃食用油和类似的生物质残留物来生产接近航空所需的燃料。(Schäfer补充说，SAF是用词不当:“它应该是一种更可持续的航空燃料，”他说，因为这种燃料仍然会排放二氧化碳。)

科学家们正在探索SAF的替代碳来源，包括藻类、院子里的杂物和食物垃圾。但也许最有趣的潜在来源是我们呼吸的空气，当然，空气中充满了二氧化碳。

研究人员已经开发了这一过程的技术，被称为“电力到液体”。它使用巨大的风扇来清除大气中的二氧化碳，然后从二氧化碳分子中提取碳，然后将其与由可再生能源提供动力的水电解产生的氢结合。其结果是一种可用于飞机动力的碳氢化合物。

Schäfer网站表示:“这很有前景，因为这一领域已经有了相当迅速的发展。关键的挑战是高昂的成本。”

这一成本主要是因为大量生产这种燃料需要大量的清洁能源。但可再生电力的成本下降得如此之快，以至于到2035年，“电转电”燃料的生产成本可能会低于大多数由生物质制成的SAF。

另一项创新至少从冷战时期就开始了:氢动力飞机。但这里的工程挑战是巨大的。氢气作为一种气体体积太大，无法在飞机上储存足够数量的氢气，因此它必须被冷却到零下253摄氏度，或零下423华氏度，在这个温度下氢气会凝结成液体。世界各地的机场还需要建造用于燃料和储存的低温基础设施。

但这项技术是存在的:美国国家航空航天局(NASA)和欧洲航天局(European Space Agency)早就成功地使用了这项技术，空客(Airbus)和劳斯莱斯(Rolls-Royce)等公司的研究人员正在努力将这项技术应用于商业航空。

易捷航空(easyJet)高级可持续发展经理拉希鲁·拉纳辛哈(Lahiru Ranasinghe)说:“有了氢，你实际上可以达到零碳排放的水平。”易捷航空是一家欧洲低成本航空公司，正在投资氢动力技术。

电动飞行是另一种低碳选择。由于目前为发动机提供动力的电池的限制，全电动飞机缺乏推动大型飞机进行长距离飞行的能量，但它们可以为小型飞机飞行较短的航线提供解决方案。在这方面，挪威似乎处于领先地位:根据挪威机场运营商Avinor的说法，到2040年，该国所有的国内航班都将完全实现电动。挪威地区航空公司Wideroe计划在2026年前让第一架全电动飞机投入使用。

一缕寒冷的气候罪魁祸首

航空业一直致力于减少碳排放，但一些学者表示，在减少飞行对气候的影响方面，有一个容易实现的目标。事实证明，尾迹对地球的温度有深远的影响。麻省理工学院的巴雷特说:“在一个非常高的水平上，我们已经知道20多年了，航迹变暖是非常显著的，与二氧化碳相当。”

巴雷特说，科学很复杂，因为它们的效果取决于一天中的时间。在晚上，尾迹会吸收从地球辐射出来的热量，导致额外的变暖。但在白天，尾迹也会将太阳的能量辐射回大气，实际上会产生冷却效果。但研究表明，总体影响是显著的变暖——是航空业二氧化碳排放影响的一半到三倍。

巴雷特正在与达美航空公司合作，研究如何对航线进行轻微调整。他说，有可能轻松获胜:尾迹只在特定的条件下形成(寒冷潮湿的时候)，在海拔的狭窄地带形成。这意味着，航空公司可以相对容易且廉价地改变飞机航线以避开它们。

他说:“消除飞机尾迹是减轻航空对气候影响的一个相当大的杠杆。”

加州大学圣地亚哥分校深度脱碳计划的联合主任大卫·维克多(David Victor)与伦敦大学学院(University College London)的Schäfer一样，赞同解决尾迹变暖影响的重要性。

但在谈到该行业减少碳排放的努力时，维克多认为，在理想的情况下，碳抵消市场将不复存在。

维克多在谈到传统的碳抵消时表示:“在证明质量方面的记录是如此糟糕。”“所有这些垃圾抵消品都涌入了市场。这压低了整体价格，也压低了质量。”

维克多建议，有顾虑的旅行者可以使用在线碳足迹计算器，看看他们的飞行习惯如何与他们对气候的总体影响相匹配。但他强调，个人的决定只会产生微小的影响;他说，整个体系需要彻底改变。

维克多说:“如果我们以一种让我们痛苦的方式做这一切，那么这是不可持续的。”“这必须是整个社会都要做的事情。”