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航空業(yè)是全球十大溫室氣體排放行業(yè)之一，如何進行零碳替代，一直困擾業(yè)界。盡管電動飛機有著廣泛潛力，但要應用到商用飛機，目前還沒有能和燃油系統(tǒng)相提并論的動力系統(tǒng)。

為此，通過生物質轉化生產(chǎn)可再生航空燃油減少碳排放，成為當前“綠色飛行”的可行路徑。

在這個研究賽道中，剛剛回國不久的浙江大學生物系統(tǒng)工程與食品科學學院教授李正龍，在美國橡樹嶺國家實驗室工作期間，經(jīng)過七年多的研究攻關，曾帶領團隊利用農(nóng)田中隨處可見的秸稈等生物質，開發(fā)出新型生物基乙醇制可再生航空燃油等多項關鍵技術，有關專利已實現(xiàn)技術轉讓，團隊和公司合作加速產(chǎn)業(yè)化應用。

“我期待在航空碳減排領域做出更多新的探索實踐?！崩钫堈f。 

從農(nóng)田到航空

秸稈如何變廢為寶

傳統(tǒng)的作物秸稈，常被作為農(nóng)業(yè)廢棄物焚燒，直接排放到大氣中，不但污染空氣，還浪費了大量的資源。據(jù)有關數(shù)據(jù)顯示，過去10年我國各類秸稈產(chǎn)量年均8億噸左右，因焚燒每年產(chǎn)生約6000萬噸的二氧化碳，若利用秸稈轉化技術生產(chǎn)液體燃料，產(chǎn)生的可再生航空燃油完全可以滿足我國民航所有的燃油需求。

這背后的資源高效利用，始于秸稈預處理發(fā)酵后產(chǎn)生乙醇，進而通過乙醇催化轉化生產(chǎn)可再生航空燃油，李正龍團隊之前的研究集中在設計新型催化劑實現(xiàn)乙醇的高效轉化。 

2015年，他就開始帶領團隊深耕乙醇轉化方面的研究，僅僅四年左右的時間，在2019年團隊開發(fā)了首個二代乙醇生產(chǎn)可再生航空燃油技術，突破了此前技術轉化過程復雜、成本高的難題，將乙醇轉化成本降低了40%左右，碳減排高達70%-100%，實現(xiàn)了從農(nóng)田到航空的技術革命。

“這項專利被領域內知名可再生能源公司購買，正在加速產(chǎn)業(yè)化?！崩钫埥榻B，在生物基乙醇催化轉化形成液體燃料中，碳是構建液體燃料的骨架，而科研人員要做的就是研究如何高效地構建長鏈產(chǎn)物。

此后他帶領的團隊進一步攻關，開發(fā)了乙醇一步法生產(chǎn)6碳以上的長鏈烯烴的技術，為乙醇更高效地生產(chǎn)可再生柴油、航油等液體燃料鋪就了更多的未來可能。

攻讀兩個博士學位

打下基礎攻關交叉學科的關鍵難題

生物質的資源化利用需要考慮生物質的收集、預處理、轉化等各方面的問題，涉及生物系統(tǒng)工程、化學工程等多學科的知識。為此在海外攻讀博士學位期間，他先后學習了生物系統(tǒng)工程和化學工程兩個方向的核心課，在4年左右的時間內獲得了雙博士學位。博士畢業(yè)后在美國普渡大學催化中心深入催化方面的研究，期望將催化領域的研究方法和思路更好地用于解決生物質轉化過程中的難題。

他始終將目光瞄準生物質轉化，工作初期就毅然地選擇了生物質生產(chǎn)可再生航空燃油，該研究對于解決航空運輸領域難碳減排的問題有著重要的貢獻。

在研究方向的選擇上，李正龍也堅定著自己的觀點——做研究眼光要放長遠，要堅持住自己認定的方向?！吧镔|轉化制備液體燃料是國家在雙碳和能源領域的重大戰(zhàn)略需求，在這個領域中的深耕就是把知識儲備豐富，不斷推進技術創(chuàng)新?！?/p>

在短短幾年的時間里，李正龍和他的團隊在生物質轉化領域取得了多項技術創(chuàng)新和突破，其中乙醇轉化技術受到業(yè)界幾十家公司的廣泛關注。李正龍說，“這些都源于對研究方向的堅持，以及在研究中遇到難題時永不放棄，不斷尋找新的解決方法和思路?！?/p>

加盟浙大

新的征程迎接新的科學挑戰(zhàn)

2022年1月，他辭去橡樹嶺國家實驗室研究員職位后，歸國全職加盟浙大，希望在可再生航空燃油這個研究領域貢獻自己的一份力量，助力我國“雙碳”目標的實現(xiàn)。

農(nóng)業(yè)給生產(chǎn)可再生航空燃油提供了大量的資源，除了秸稈等生物質資源，還有畜禽養(yǎng)殖所產(chǎn)生的大量的廢棄物，李正龍繼續(xù)把目光瞄準在這些農(nóng)業(yè)低碳資源的利用上。

“農(nóng)業(yè)是我審視雙碳戰(zhàn)略的出發(fā)點，農(nóng)業(yè)的廣闊舞臺也為我打開了新的研究視角?！睂r(nóng)業(yè)的堅守，也是他對“雙碳”目標的深沉思考。“農(nóng)業(yè)領域的碳排放是我國幾大排放源之一，是一個不容被忽視的領域?！彼硎?，“農(nóng)業(yè)領域的減污降碳不但能減少農(nóng)業(yè)帶來的碳排放，還能給其它領域提供低碳原料解決碳減排難題。當然這里面還有很多難題亟待解決，需要靜下來很好地布局為未來而謀?！?/p>

談到為何選擇加盟浙江大學。李正龍說：“浙江大學學科齊全，學科交叉會聚氛圍濃厚，為我施展拳腳搭建了更大的舞臺?！彼麑⒁劳姓愦筠r(nóng)業(yè)工程學科的優(yōu)勢平臺，堅持用化工領域所積累的豐富知識和經(jīng)驗，扎實推進農(nóng)業(yè)低碳資源的利用，不斷攻克這類交叉性學科中間遇到的難題。

“對于團隊的理解，我希望這是一個學術共同體。”李正龍認為，從技術角度要聯(lián)合攻關，從研究維度要給每個個體充分的空間，讓大家能夠有更加獨立、更具活力的發(fā)展。他期待能有更多的年輕人加入到他的實驗團隊中，共同為心中的夢想而努力。

（記者：柯溢能 攝影：李棟 部分由受訪人提供）