不改發動機，只換燃料：交通減量的瑞士新思路
未來幾十年裡，仍將有數百萬的內燃機繼續運行，為機械設備、車輛和飛機提供動力。與其將這些系統全部替換，瑞士化學工程師阿萊西婭·切薩里尼正在尋找一種更綠色環保的替代方案：開發一種能夠適應現有引擎和基礎設施的「即用型」合成燃料。
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電子報：瑞士媒體裡的中國
在迪本多夫的瑞士聯邦材料科學與技術研究所(Empa)，切薩里尼來到她那間結構複雜的實驗室。實驗室裡管道縱橫交錯，客製化模組持續運轉，低沉的機械聲此起彼落。她展示了耗時兩年建造的電子燃料製備原型裝置。
她希望將這項技術商業化，從而提供一個能夠取代傳統化石燃料的可行方案。
「目前仍有大量內燃機系統在運作。我們的想法是提供一種本地化生產且污染更少的解決方案。」她解釋。
交通運輸業佔瑞士能源相關二氧化碳排放量的47%，而全球範圍內的比例為25%。一項瑞士研究估計，到2040年，瑞士道路上仍將有約200萬輛燃油車行駛。彭博社估計，到2040年全球仍將有55%的汽車將由內燃機驅動。此外，對於航空等減排難度較高的產業而言，長期的脫碳進程將在很大程度上依賴再生燃料的推廣和應用。
切薩里尼的研究思路很清晰。她說：「我們的目標是找到一種能夠適配現有車輛和基礎設施的解決方案，同時在環境和經濟層面都具備可持續性。」
合成燃料研究正在快速發展，尤其是在中國、美國和歐洲。國際電子燃料觀察站2025年報告顯示，目前全球28個國家已有120多個相關大型計畫。不過，這一領域整體仍處於起步階段，產業集中度較高，目前正經歷從概念研發到工業化試點計畫的關鍵轉型。
瑞士正努力將自身打造為尖端科研樞紐，透過整合二氧化碳、綠氫和創新化學工藝，生產低碳燃料。切薩里尼的研究瞄準了一個相對獨特的細分方向：先以高能效催化劑為基礎，研發「即用型」合成汽油，之後再逐步拓展至航空燃料領域。她的許多同行則選擇直接研發航空燃料，或探索「太陽能製液體燃料」這類轉化流程。
像拼搭樂高積木一樣建構碳氫化合物
在實驗室裡，切薩里尼舉起兩個裝有淡黃色液體的燒瓶。
「你能看出差別嗎？」她問。兩者都散發出汽油特有的刺鼻氣味。但其中一個是標準的95號汽油，另一個則是她所製備的合成燃料。
她這項創新的核心是一種名為「低聚反應」的化學製程。此製程能夠把乙烯或丙烯分子轉化為液體燃料，其性質與傳統汽油十分接近。更重要的是，這項製程還有進一步拓展的潛力，未來可用於生產航空煤油相關化合物，進而用作飛機燃料。
>>在這段短片中，瑞士研究員阿萊西亞·切薩里尼介紹合成燃料的製備流程：
整個製備循環首先從生物圈或大氣中補集二氧化碳，並將其轉化為甲醇或乙醇等醇類物質。隨後透過現有的脫水製程去除這些液體中的水分，將其轉化為乙烯和丙烯。
這些氣體隨後被送入反應器。反應器中的催化劑會促使分子斷裂並重新聚合為長鏈碳氫化合物，產生一種可直接用於汽車、飛機或其他機械設備的合成燃料。
切薩里尼指出，催化劑是提升製程效率、降低能耗的關鍵要素。
「我們從非常小的分子入手，可以把它們想像成小塊樂高積木。拼樂高時，我們會用這些小積木搭出一個特定形狀的結構。製備燃料也是同樣的道理。我們先有這些小分子，然後把它們聚合成一種經過設計的長鏈分子混合物。而這種聚合過程是由催化劑精確完成的。」
秘密催化劑
該催化劑是嚴格保密的特殊成分。切薩里尼能透露的資訊不多。她只表示，這種催化劑不同於其他催化劑，能夠把基礎分子聚合起來，生成一種具備預設性能、可直接使用的燃料。
切薩里尼認為，這正是該技術的一大競爭優勢。獨立測試顯示，她的合成燃料的研究法辛烷值(RON)已達到95。這是標準無鉛汽油的關鍵指標。初步評估顯示，一旦實現工業化規模生產，這種燃料在成本上可望與化石燃料汽油形成競爭。
優先在林業試點
切薩里尼最早在蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)進行合成燃料研究，當時參與的計畫主要聚焦於航空領域的永續化學品和永續燃料。不過，全球航空燃料認證規則十分嚴格，認證落實往往需要10年以上。基於這個現實，她調整了技術推廣路徑，決定先以道路交通提供燃料。相較於航空領域，道路交通燃料的審批速度較快，也主要由國家層級進行監管。
在她實驗室的走廊盡頭，一台更大的測試原型機也在運行，每年可生產約1萬公升合成燃料。
憑藉Empa創業獎金，這位來自提契諾州的科研人員目前正在擴大生產規模並創立了一家新創公司。
「博士課題顯然已經轉化成了一家公司。」她笑著說：「這就像學習一門新的語言。」
這種永續燃料的早期應用將首先聚焦在林業領域。林業使用場景相對可控，所需燃料規模較小，更適合進行市場測試。下一步，她計劃將年產量提升至100萬升，隨後再邁向工業化供應。
「未知的未知」
Empa研究人員承認，要擴大生產規模，並將這種新型燃料真正推向市場，將是一項巨大挑戰。
Empa能源、交通與環境部門負責人娜塔莉·卡薩斯(Nathalie Casas)指出：「一旦進入規模化生產階段，許多先前未曾預料到的問題都可能冒出來。人們常把這稱為『未知的未知』。」
紹爾也持相同看法。他敦促將下一階段試點緊密嵌入一個清晰的生產過程之中，對投入物和目標化學產物進行精確界定，從而使運行條件能夠與產品品質直接對應起來。
大規模生產還需要大量資金投入，數量可能高達數千萬瑞郎。不過，切薩里尼的新創計畫可以利用現有工業反應器設計，這將有助於降低技術放大的難度。
卡薩斯坦言：「世界各地有許多投資者願意為這類環境友好型技術提供資本支持。但世界正在變化，外部環境也日益複雜。」
在她看來，瑞士應當發揮積極作用，開發這類創新技術並將其推向全球市場。她說：「瑞士在創新方面實力雄厚，擁有能夠將這些創新推向世界的企業。這不是一個局部問題，而是一個全球性問題。如果瑞士能夠助力世界實現燃料脫碳，那將是我們可以做出的一項重要貢獻。」
紹爾對此表示贊同。他認為，憑藉「卓越且世界一流的基礎研究，以及這種研究與應用轉換之間的緊密銜接」，瑞士有機會在這一領域建立自身的技術優勢。
競爭環境
儘管前方仍有重重挑戰，切薩里尼仍相信，市場需求和投資者終將出現。她表示，除了永續因素，能源安全也在推動各方興趣升溫，而國際能源總署(IEA)也經常強調這一趨勢。
切薩里尼指出：「替代化石燃料的迫切性正在上升。」這促使產業參與者和市場主體思考「這項技術的發展前景及潛在合作模式」。
那麼，瑞士車主究竟什麼時候才能在加油站買到她研發的這種氣候友善汽油呢？
「當然越快越好。」她回答道，並強調其核心目標是盡快實現減排。
「每次加油時，我們還是在使用化石燃料。我們希望徹底改變這一現狀。」
(編輯：Gabe Bullard/Veronica De Vore，編自英文：瑞士資訊中文部/gj，繁體校對：盧品妤)
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