全球航空業年均排放約10億(yi)噸(dun)CO2當量，約占全球總排放的2.8％。在 “雙碳”背(bei)景下(xia)，構建(jian)航空業(ye)(ye)脫(tuo)碳體系、大力發展可(ke)再生能源在民航業(ye)(ye)的應用，已成為全球航空業(ye)(ye)重(zhong)要的戰(zhan)略(lve)方向。簡要論述了民用航空業的脫碳政策、現狀、關鍵技術、存在問題及發展策略，發現航空業的可持續發展受制于其能源結構，面臨嚴峻挑戰，而可持續航空煤油是其中最有效、最可普及、最符合發展需求的減排方式。對可持續航空煤油的技術路徑及其關鍵工藝進行詳細論述，為民航業通過可持續航空煤油實現脫碳發展建提供方向引導。
穿越洲際的全球航空運輸網絡極大地擴大了商貿和文化交流的邊際，提升了危機應對的速度和救災能力。航空業作為經濟與民生的重要構成主體之一，為全球經濟活動創造了6550萬個就業崗位和2.7萬億美元的產值，據預測該數據會在未來20年內實現翻倍。然而作為資源密集型行業，全球航空業年均排放約10億噸二氧化碳（CO2）當量，約占全球總排放的2.8％，且航空業碳排放的年均增速遠高于鐵路、公路、航海運輸業。在《巴黎協定》全球100余國家均積極應對全球氣候變(bian)化挑戰(zhan)的(de)宏觀(guan)背景下，加快航空業能(neng)源(yuan)結(jie)構轉型、實現碳中和是人類永續(xu)發(fa)展(zhan)的(de)必然選(xuan)擇(ze)與構建人類命運共同體的(de)集體承(cheng)諾。受(shou)制于其能(neng)源(yuan)結(jie)構，航空業的(de)可持續(xu)發(fa)展(zhan)面臨嚴峻(jun)挑戰(zhan)。
在碳中和目標下，面對日益增長的航(hang)空業碳排放，國際(ji)航(hang)空協(xie)會（IATA）和國際(ji)民航(hang)組織（ICAO）及(ji)全球多個國家及(ji)地區積極(ji)推出各項減排(pai)政策。ICAO提出2035年(nian)碳(tan)凈排(pai)放(fang)量(liang)不超過(guo)2019年(nian)排(pai)放(fang)水(shui)平(ping)85%的(de)減排(pai)目標，其相應CORSIA機制(zhi)將(jiang)于2027年(nian)開始強(qiang)制(zhi)執行。中國多次(ci)出臺交通運輸領(ling)域的(de)雙碳(tan)指導(dao)意見(jian)、政策及(ji)行業規范，如《全面深入推進綠色交通發展意見(jian)》《“十四五”民航(hang)(hang)綠色發展專項規劃》等，其中多次(ci)提及(ji)鼓勵(li)航(hang)(hang)空(kong)業應用可(ke)持續航(hang)(hang)空(kong)煤(mei)油。歐(ou)盟(meng)(meng)理事會規定，至2030年(nian)底，歐(ou)洲范圍(wei)內溫室氣(qi)體排(pai)放(fang)量(liang)將(jiang)較1990年(nian)減少不低(di)于55%、可(ke)再生(sheng)能源使(shi)用量(liang)須占歐(ou)盟(meng)(meng)能源使(shi)用總(zong)量(liang)的(de)40%，且將(jiang)從2026年(nian)起逐步削減國際(ji)航(hang)(hang)空(kong)業免(mian)費發放(fang)的(de)EUAA，同(tong)時儲備2000萬(wan)份歐(ou)盟(meng)(meng)航(hang)(hang)空(kong)碳(tan)排(pai)放(fang)配額（European Union Aviationallowances，EUAA）用于鼓勵(li)使(shi)用生(sheng)物質航(hang)(hang)煤(mei)的(de)航(hang)(hang)司。
1990—2019年間航空業碳排放量持續增長，平均增速達2.3%，遠高于鐵路、公路、航海運輸業。其中，航空客運運輸領域的排放增速遠高于航空貨運領域。2019年全球航空運輸業85%的碳排放來自旅客運輸，達7.85億噸CO2當量，相較于2013年增長了33%，年均復合增長率約5%，國際航線航班數量每年增加3%～5%。盡管受到新冠大流行影響，2020—2022年全球民航業罕見打破了連續數十年的客運量上漲趨勢，但目前世界范圍內國際民航業已基本擺脫新冠大流行和戰爭風險帶來的影響，2023年上半年全球機隊規模已恢復至疫情前的98%。由于航空客運仍是洲際交通的主要出行方式，這一部分客運需求難以被其他低排放交通工具替代，預計在未來航空客運量仍將伴隨洲際交通需求持續增長，恢復到疫情前的運輸及排放量增速。民航業排放量增長趨勢與日臻嚴格的監管要求形成鮮明對比，因此民航業的碳減排具有迫切性。
航(hang)空(kong)運(yun)輸業為實現2050年凈零排放這一目標，可(ke)(ke)采取多(duo)種路徑(jing)(jing)手段(duan)，其中主要路徑(jing)(jing)為推(tui)動可(ke)(ke)持續空(kong)中交通管理(li)部(bu)署節能型航(hang)空(kong)器、優化運(yun)營過程(cheng)、使(shi)用航(hang)空(kong)器輕量(liang)化材料、使(shi)用新型動力碳抵消和碳清除等，詳見表1。
表1 航空運輸業(ye)主要減排路徑
在(zai)過去10年間(jian)，全球(qiu)(qiu)航(hang)(hang)空業主(zhu)要采用提(ti)升基建及運營(ying)手(shou)段的方式進行減排，幾乎已達成(cheng)國(guo)際民航(hang)(hang)組織(zhi)所提(ti)出的至2050年間(jian)全球(qiu)(qiu)航(hang)(hang)空業每年效(xiao)率增長2%的目(mu)標。以(yi)2013—2019年全球(qiu)(qiu)航(hang)(hang)空運輸(shu)指(zhi)標為對比，全球(qiu)(qiu)航(hang)(hang)班(ban)收入客(ke)公里數（RPK）提升50%，每(mei)架航班平均碳排放(fang)強度（RPK）下降(jiang)12%，每(mei)收入噸公里（RTK）當量的平均燃油效(xiao)率(lv)(lv)年均提高1.8%，詳見表(biao)2。但(dan)面對每年保持增加6%～8%的(de)客運量，上(shang)述基(ji)建及運營手段(duan)效(xiao)率(lv)(lv)的(de)提升(sheng)對于航空業實現雙碳(tan)目標的(de)作用有限。
表2 2013與2019年(nian)全球(qiu)航空運輸指標對比
全球航空運輸指標 | 2013年 | 2019年 | 增幅 /% |
全球客運(yun)離崗航班數(shu) /架次×106 | 31.6 | 38.7 | 22.5 |
全球(qiu)可(ke)用座公里 /×1010 | 7276.0 | 10521.0 | 44.6 |
全球收(shou)入(ru)客公(gong)里 /×1010 | 5804.0 | 8709.0 | 50.1 |
全球旅客CO2排放量 /t×106 | 592.0 | 785.0 | 32.6 |
IATA將上(shang)述航(hang)空(kong)(kong)(kong)業各項(xiang)(xiang)節(jie)能(neng)(neng)減排(pai)手段歸納為(wei)四項(xiang)(xiang)分(fen)類，并根據各類目對于2050年航(hang)空(kong)(kong)(kong)業全生命(ming)周(zhou)期排(pai)放(fang)減排(pai)目標貢獻值(zhi)的(de)分(fen)析做出占(zhan)比預測。其中，通過(guo)基(ji)建及運營手段提(ti)升效率減排(pai)占(zhan)比約(yue)3%，通過(guo)新(xin)的(de)推進(jin)技術如電動和氫能(neng)(neng)源等新(xin)型替(ti)代能(neng)(neng)源占(zhan)比約(yue)13%，碳抵消(xiao)和碳捕捉(zhuo)等方式(shi)占(zhan)比約(yue)19%，可持續(xu)航(hang)空(kong)(kong)(kong)煤油對航(hang)空(kong)(kong)(kong)業減排(pai)貢獻占(zhan)比約(yue)65%。
考慮到IATA對(dui)該(gai)比例(li)的(de)(de)估算是(shi)基于(yu)民航業(ye)2050年實現碳中和(he)全(quan)周(zhou)(zhou)期(qi)中各路徑對(dui)于(yu)碳減(jian)排(pai)的(de)(de)遠期(qi)貢(gong)(gong)獻(xian)(xian)值，而氫能(neng)源飛(fei)機(ji)等減(jian)排(pai)方式受制于(yu)技術手(shou)段與基建(jian)部署難(nan)以量產使用，可持續航空(kong)煤(mei)油SAF在短(duan)期(qi)內對(dui)于(yu)航空(kong)業(ye)全(quan)周(zhou)(zhou)期(qi)減(jian)排(pai)的(de)(de)貢(gong)(gong)獻(xian)(xian)預計將遠超IATA所預測的(de)(de)65%這一(yi)比例(li)，因此，可持續航空(kong)煤(mei)油被看作是(shi)最有希望助力航空(kong)業(ye)實現凈零排(pai)放目標的(de)(de)減(jian)排(pai)手(shou)段。
傳統航空(kong)燃料是由天(tian)然原油或其餾分油通過加工或者調和制(zhi)得的(de)航空(kong)燃料，包括航空(kong)煤油和航空(kong)汽油，目前國際(ji)上(shang)對可(ke)持續航空(kong)煤油（Sustainable Aviation Fuel，SAF）并未達成一致定義。
從成分角度(du)定義(yi)，SAF是一種生產過程具有可(ke)持(chi)續性、與(yu)傳(chuan)統航(hang)空燃料具有相(xiang)同特性的(de)液態碳氫化合物。
從生產原(yuan)(yuan)料(liao)角度定義， SAF是一(yi)種以植物油(you)(you)(you)、廢(fei)棄油(you)(you)(you)脂、農業(ye)(ye)和林業(ye)(ye)殘渣、CO2、綠氫等可再生資源為原(yuan)(yuan)料(liao)生產的、與傳(chuan)統航(hang)空(kong)煤(mei)油(you)(you)(you)具(ju)有理化一(yi)致性(xing)的航(hang)空(kong)燃料(liao)，可用于(yu)替代傳(chuan)統航(hang)空(kong)煤(mei)油(you)(you)(you)。
從(cong)可(ke)持續性角度定義，CORSIA機制所認可(ke)的(de)ISCC國際可(ke)持續發(fa)展和碳認證系統(tong)中規定，可(ke)持續航空(kong)煤(mei)油是在其生(sheng)產的(de)全生(sheng)命(ming)周期(qi)相較于(yu)傳統(tong)航空(kong)燃料起到減排效果的(de)航空(kong)燃料。
目前符(fu)合美國(guo)民用航空局適航認證ASTM D7566標準(zhun)可持續航空煤油(you)的技術路徑可按(an)照(zhao)原料和工藝流程分為七類，此(ci)外還有利用CCUS技術捕(bu)捉CO2與綠氫反應生產航空煤油的路徑。上述路徑所用原料包括廢棄油脂、藻類、木質素類、生物油類、甲醇、乙醇、捕獲的CO2與綠氫等。
3.2.1 脂肪酸酯和脂肪酸加氫
脂肪(fang)酸(suan)酯和脂(zhi)肪(fang)酸加氫（HEFA）是指通過加(jia)工餐廚(chu)廢油(you)及生(sheng)物油(you)預處理所(suo)得(de)的(de)脂(zhi)肪(fang)、油(you)和油(you)脂(zhi)（統稱為(wei)FOG）生(sheng)產(chan)SAF的(de)技術路徑，該(gai)路徑于2011年獲得(de)ASTM D7566標(biao)準批準，其摻混量上限為(wei)50%。該(gai)技術路徑將脂(zhi)肪(fang)、油(you)和油(you)脂(zhi)等(deng)油(you)料(liao)先加(jia)氫脫氧、再裂化和異構化生(sheng)產(chan)SAF，技術較為(wei)成熟，已(yi)實現商業化應(ying)用。
采用餐(can)廚廢油（UCO）為原料生(sheng)產(chan)的(de)(de)中國(guo)(guo)石化(hua)國(guo)(guo)產(chan)1號(hao)生(sheng)物航(hang)(hang)煤已于2014年獲得中國(guo)(guo)民用航(hang)(hang)空局(ju)航(hang)(hang)空器適(shi)航(hang)(hang)審定司頒(ban)發的(de)(de)1號(hao)生(sheng)物航(hang)(hang)煤技術標準(zhun)規(gui)定項目批(pi)(pi)準(zhun)書，獲得適(shi)航(hang)(hang)批(pi)(pi)準(zhun)。但此(ci)類(lei)使用餐(can)廚廢油（UCO）為原料制SAF面臨由(you)于原料來(lai)源分(fen)散(san)導致的(de)(de)收集、運輸成本(ben)高昂且供應量受限的(de)(de)問題，預計未來(lai)無法通(tong)過規(gui)模(mo)化(hua)生(sheng)產(chan)有效降低(di)成本(ben)。
除(chu)餐廚(chu)廢油(you)(you)（UCO）外，以(yi)生(sheng)物(wu)油(you)(you)作為原材料(liao)加(jia)氫的HEFA路徑制作工(gong)藝更具有(you)工(gong)業化規(gui)模生(sheng)產前景，其(qi)生(sheng)物(wu)油(you)(you)原材料(liao)包括麻風樹、山(shan)茶屬植物(wu)、藻(zao)類生(sheng)物(wu)燃(ran)料(liao)等。由于部分藻(zao)類的油(you)(you)脂含(han)量占干重的25%～77%，顯著(zhu)高于富含(han)油(you)(you)脂的陸(lu)生(sheng)植物(wu)，藻(zao)類有(you)望成為未(wei)來生(sheng)物(wu)油(you)(you)加(jia)氫路徑（HEFA）的主要(yao)生(sheng)物(wu)質來源。
采用HEFA加(jia)氫路徑制航(hang)空煤油(you)(you)的(de)主要優勢在于(yu)(yu)其生產(chan)工藝成(cheng)(cheng)熟，工藝成(cheng)(cheng)本(ben)低，所產(chan)出航(hang)空煤油(you)(you)十六(liu)烷值高，有效保障了成(cheng)(cheng)品(pin)航(hang)空煤油(you)(you)的(de)熱穩定性與能(neng)量效率；劣勢是(shi)其生產(chan)、收集、運輸過程成(cheng)(cheng)本(ben)高昂(ang)，且(qie)受制于(yu)(yu)原材(cai)料供應(ying)量的(de)上(shang)限(xian)，僅能(neng)滿足2030年前的(de)SAF摻混需求。
3.2.2 費托合成制煤油
圖1 費托合成產物的ASF分布
3.2.3 具有芳烴的費托合成煤油
具有芳(fang)烴的(de)(de)費托合成(cheng)煤油（FT-SPK/A）于2015年獲得批(pi)準，最大混合體積限制為(wei)50%。該工藝路線與FT-SPK的(de)(de)主要區別在于此路線允(yun)許一定(ding)量的(de)(de)芳(fang)烴摻混。
3.2.4 醇制煤油
3.2.4.1 醇類脫水-烯烴低聚-加氫制煤油路徑
醇類(lei)脫(tuo)水(shui)-烯烴(jing)(jing)低(di)聚(ju)(ju)-加氫(qing)制煤油路徑(jing)（ATJ-SPK)于(yu)2016年獲得批(pi)準，其混合(he)量上限為(wei)50%。該工藝路線利用的原料(liao)(liao)主(zhu)要是玉米芽、草和秸稈等農業廢棄物(wu)、纖維素等,及其他途徑(jing)生產的乙醇和異丁醇。工藝路徑(jing)分為(wei)三步(bu)：先將醇脫(tuo)水(shui)轉化為(wei)烯烴(jing)(jing)，再由(you)烯烴(jing)(jing)低(di)聚(ju)(ju)或齊聚(ju)(ju)生成航(hang)空燃(ran)料(liao)(liao)成分烴(jing)(jing)，最后加氫(qing)并(bing)分餾得到符(fu)合(he)要求的ATJ-SPK燃(ran)料(liao)(liao)。
ATJ-SPK技(ji)術路(lu)(lu)徑生產(chan)SAF目前可被視為在(zai)HEFA路(lu)(lu)徑之后最先有望(wang)實現量產(chan)與(yu)商(shang)業化(hua)(hua)運用的(de)(de)(de)技(ji)術路(lu)(lu)徑。LanzaTech公司的(de)(de)(de)ATJ-SPK路(lu)(lu)徑規模化(hua)(hua)項(xiang)目中，將(jiang)乙醇(chun)添加為ATJ-SPK燃料(liao)的(de)(de)(de)生產(chan)原(yuan)(yuan)料(liao)，并將(jiang)混合比例從30%提高到(dao)50%；其另一合作(zuo)項(xiang)目是以廢棄物為原(yuan)(yuan)料(liao)生產(chan)的(de)(de)(de)乙醇(chun)轉化(hua)(hua)為SAF，預計產(chan)能可超3萬噸/年，已獲得歐(ou)盟H2020計劃的(de)(de)(de)2000萬歐(ou)元資助(zhu)。Gevo公司的(de)(de)(de)在(zai)建項(xiang)目通過(guo)使(shi)用Retamix公司Plantrose工藝(yi)，將(jiang)纖維素原(yuan)(yuan)料(liao)轉化(hua)(hua)為優(you)質糖類(lei)，再使(shi)用Gevo公司的(de)(de)(de)GIFTTM技(ji)術將(jiang)糖類(lei)轉化(hua)(hua)為醇(chun)生產(chan)ATJ-SAF。
3.2.4.2 甲醇-二甲醚-加氫制煤油路徑
甲(jia)醇-二甲(jia)醚-加氫制煤油路徑分為三步：將(jiang)甲(jia)醇轉化(hua)為二甲(jia)醚（DME），然后(hou)將(jiang)DME轉化(hua)為C6-C10的(de)烴類(lei)(lei)，再將烴類(lei)(lei)進行加氫(qing)反應(ying)等后(hou)處理。甲醇Primus綠色能源公司的(de)專(zhuan)利(li)STG+技(ji)術(shu)將甲醇合(he)成和(he)甲醇制(zhi)汽油（MTG）工藝(yi)組(zu)合(he)成一個(ge)工藝(yi)。通過(guo)改變催化劑和(he)操作條件(jian)，STG+工藝(yi)還(huan)可生(sheng)產噴氣燃料(liao)、柴油和(he)其他高價(jia)值化學(xue)品(pin)。該(gai)技(ji)術(shu)可將超過(guo)35%的(de)合(he)成氣或(huo)超過(guo)70%的(de)天然(ran)氣轉化為液體(ti)燃料(liao)，是工業上轉化效率的(de)最高記錄，如(ru)能成功取得(de)適航認證并實現量產，有望使(shi)可持續航空煤油突破生(sheng)物質原材(cai)料(liao)的(de)供應(ying)上限。
3.2.4.3 醇類氧化-烷基化-加氫制煤油路徑
醇(chun)類(lei)(lei)氧化(hua)-烷基化(hua)-加氫制煤油路徑分為(wei)三步：將醇(chun)類(lei)(lei)部(bu)分氧化(hua)或(huo)直(zhi)接利(li)用木(mu)質素生(sheng)產(chan)(chan)羰基和醛基化(hua)合物，再利(li)用烷基化(hua)反應(ying)延長(chang)(chang)碳(tan)鏈(lian)(lian)，最后(hou)將中間產(chan)(chan)物加氫脫氧生(sheng)產(chan)(chan)航空煤油。北京(jing)化(hua)工大學譚天偉團隊將ABE發(fa)酵液（丙酮(tong)-乙醇(chun)-丁醇(chun)混(hun)合物）通過烷基化(hua)反應(ying)鏈(lian)(lian)增長(chang)(chang)為(wei)C8-C15酮類，再加氫(qing)脫氧(yang)生(sheng)成(cheng)鏈烷烴，該(gai)技術路徑尚(shang)未(wei)實(shi)現取(qu)證及(ji)量產。
3.2.5 催化熱解合成煤油
催(cui)(cui)化熱解(jie)合成(cheng)煤(mei)油(you)（CH-SK或CHJ）技術路徑于(yu)2020年通(tong)過ASTM D7566標準(zhun)批準(zhun)，混合容量限制高達50%。它以(yi)植(zhi)物(wu)或動(dong)物(wu)脂肪、油(you)脂和(he)油(you)作(zuo)為(wei)原料，首先催(cui)(cui)化裂解(jie)為(wei)低碳(tan)芳(fang)烴(jing)(jing)和(he)低碳(tan)烯(xi)烴(jing)(jing)，再通(tong)過C-烷基化反(fan)應將其(qi)轉(zhuan)化為(wei)煤(mei)油(you)范圍(wei)的芳(fang)烴(jing)(jing)，最后通(tong)過加氫反(fan)應定向轉(zhuan)化環(huan)烷烴(jing)(jing)。中(zhong)國(guo)科學技術大學李全新團隊(dui)利用生物(wu)油(you)催(cui)(cui)化熱解(jie)合成(cheng)航空煤(mei)油(you)的芳(fang)烴(jing)(jing)和(he)環(huan)烷烴(jing)(jing)組分，其(qi)以(yi)C9-C14為主的環(huan)烷烴產品可滿足航空燃料基本要(yao)求(qiu)。
3.2.6 加氫加工碳氫化合物、酯類和脂肪酸合成石蠟煤油
加(jia)氫(qing)(qing)加(jia)工碳氫(qing)(qing)化合(he)物(wu)、酯(zhi)類和脂肪(fang)酸合(he)成石蠟煤油（HHC-SPK或HC-HEFA SPK）于(yu)2020年獲得ASTM D7566標準批準，混合(he)體積限制高達10%。用于(yu)該路徑(jing)的(de)原料(liao)包括生物(wu)來(lai)源的(de)碳氫(qing)(qing)化合(he)物(wu)、游離脂肪(fang)酸和脂肪(fang)酸酯(zhi)等(deng)。與HEFA-SPK路徑(jing)類似，HHC-SPK路徑(jing)是直接對原料(liao)加(jia)氫(qing)(qing)脫氧，生產符(fu)合(he)煤油范圍的(de)烴類。
3.2.7 糖發酵加氫生產異石蠟
糖(tang)發酵加氫生產(chan)異石蠟（HFS-SIP）于2014年獲得批準，混合(he)體積限制為10%。它利用細菌等生物(wu)(wu)發酵方法，在(zai)無氧或有氧環境(jing)下將(jiang)糖(tang)類轉化為煤油范圍(wei)內的(de)碳氫化合(he)物(wu)(wu)，再(zai)進(jin)行純化和加氫處(chu)理。
3.2.8 CO2加綠氫“電轉液”制液體燃料
CO2加綠氫“電轉液”制液體燃料（Power-to-Liquid，PtL）將電力（通常是來自可再生能源）和CO2轉化為合成燃料，是一種正在開發的制備SAF的技術路徑。其步驟可被分為：
（1）電解水。太陽能或風能等可再生能源為電解槽提供能源，利用電解過程將水分解成氫氣（H2）和氧氣。
（2）將CO2與H2在通過逆水(shui)煤氣法或(huo)固態氧化物電解法，生成(cheng)合(he)成(cheng)氣。
（3）合(he)成(cheng)氣(qi)經(jing)過(guo)費托反(fan)應將合(he)成(cheng)氣(qi)轉(zhuan)化為合(he)成(cheng)燃料(liao)。
目前PtL技術仍處于發展階段，僅完成試驗生產，尚未取得ASTM批準，未來仍面臨著技術成本和規模的挑戰。由于在PtL的生產過程中，CO2被捕獲并重新利用形成循環，能有效減少全周期的碳排放，且可以通過現有的化石燃料基礎設施網絡如管道和加油站進行運輸和配送，采用“電轉液”制液體燃料路徑生產SAF被認為是減排效果最好的技術路徑。
國際航(hang)(hang)空運輸(shu)協會（IATA）發(fa)表的(de)(de)歐(ou)盟(meng)Refuel法案聲明中(zhong)，要求到2030年(nian)，用于摻(chan)混的(de)(de)航(hang)(hang)空煤油(you)的(de)(de)1.2%、2035年(nian)的(de)(de)5%、2050年(nian)的(de)(de)35%必須是通過PtL路(lu)徑制作的(de)(de)可持(chi)續航(hang)(hang)空煤油(you)。隨著政策驅動與(yu)下游需求量的(de)(de)提升，在2025—2030年(nian)期間(jian)，PtL的(de)(de)成(cheng)本有望通過規模化生產而大幅降低，帶來更大范圍(wei)的(de)(de)使用。
航空(kong)業通過(guo)SAF進行減排的核心優勢是效果顯(xian)著、應(ying)用便捷：其一(yi)，由(you)(you)于SAF的生(sheng)產和使(shi)用過(guo)程(cheng)更環保，能(neng)顯(xian)著減少(shao)(shao)航空(kong)業溫(wen)室(shi)氣體(ti)的排放，將全生(sheng)命周期碳排放量減少(shao)(shao)50%～100%；其二，由(you)(you)于SAF與傳(chuan)統煤(mei)油(you)具有(you)相似的性(xing)能(neng)，在(zai)現有(you)的航空(kong)發(fa)動機中使(shi)用經(jing)過(guo)認(ren)證的可持續航空(kong)煤(mei)油(you)，無需對現有(you)的航空(kong)基礎設施做出重(zhong)大改變。
目前世界范圍內對于SAF的(de)(de)生(sheng)產和應用尚處于初(chu)期階段(duan)。截(jie)止(zhi)到2023年(nian)(nian)，可持(chi)續(xu)航空(kong)煤油僅(jin)(jin)占全(quan)(quan)球(qiu)所有航空(kong)燃料消耗量(liang)的(de)(de)不到0.1%。2022年(nian)(nian)SAF全(quan)(quan)球(qiu)產量(liang)在較之前一年(nian)(nian)增加了(le)2倍的(de)(de)情況下(xia)僅(jin)(jin)為(wei)約24萬噸(dun)。到2027年(nian)(nian)，目前擬投入建設的(de)(de)生(sheng)產能力將僅(jin)(jin)提(ti)供噴氣燃料需求(qiu)的(de)(de)1%～2%。
但伴隨著相關(guan)(guan)政策法規(gui)的(de)出臺(tai)，SAF的(de)生(sheng)產(chan)與使用(yong)量(liang)預(yu)計將迅速增長。從(cong)產(chan)能(neng)端，截(jie)(jie)至(zhi)2023年(nian)(nian)(nian)，美國及(ji)英國均已(yi)出臺(tai)相關(guan)(guan)政策及(ji)補(bu)貼方式(shi)，鼓勵其(qi)境(jing)內可再生(sheng)航空煤(mei)油產(chan)能(neng)的(de)建設(she)。從(cong)市場需求端，歐盟于(yu)2023年(nian)(nian)(nian)發(fa)布的(de)在Refuel法案中(zhong)對2025—2050年(nian)(nian)(nian)間于(yu)歐盟境(jing)內飛行(xing)及(ji)駛離歐盟的(de)航班的(de)可持續(xu)航空煤(mei)油摻(chan)混(hun)水平進行(xing)規(gui)定，要求歐盟機場的(de)SAF最(zui)低摻(chan)混(hun)率截(jie)(jie)至(zhi)2025、2030、2035、2050年(nian)(nian)(nian)分別為(wei)2%、6%、20%和(he)70%。其(qi)中(zhong)，2030、2035和(he)2050年(nian)(nian)(nian)應(ying)用(yong)PtL或E-Fuels路徑(jing)生(sheng)產(chan)的(de)SAF不得少于(yu)SAF總量(liang)的(de)1.2%、5%和(he)35%。
若將2023年(nian)預計(ji)消(xiao)(xiao)耗量以2019年(nian)為基準、以年(nian)復合增長率2.3%進行估(gu)算，至2050年(nian)消(xiao)(xiao)耗燃油量預計(ji)將達2056億(yi)gal。如全球(qiu)航空(kong)(kong)業比照Refuel法案所規定摻(chan)混比例，則至2050年(nian)SAF需(xu)求量則可(ke)達1439億(yi)gal（見表3），約5447億(yi)L，該估(gu)算結(jie)果略高于IATA所預測的2050年(nian)4490億(yi)L需(xu)求量，原(yuan)因可(ke)能(neng)是(shi)未充分考慮遠(yuan)期視角中(zhong)其(qi)他航空(kong)(kong)業減(jian)排(pai)路徑的減(jian)排(pai)效(xiao)果，或全球(qiu)航空(kong)(kong)業減(jian)排(pai)力度不及(ji)歐(ou)盟(meng)。
2023年 | 2030年 | 2035年 | 2050年 | |
航空煤油總消耗量 | 3595.75 | 4216.18 | 4723.86 | 6644.03 |
按Refuel法案強(qiang)制SAF摻混比例(li)使用(yong)量 | 3.60 | 252.97 | 944.77 | 4650.82 |
按(an)Refuel法(fa)案(an)PtL路徑SAF強制(zhi)使用(yong)量 | 0.00 | 3.04 | 47.24 | 1627.79 |
在航(hang)空業技(ji)術未產(chan)生(sheng)巨大突破前，預計SAF將成(cheng)(cheng)為(wei)國(guo)際航(hang)空業實(shi)現2050年(nian)凈零碳排(pai)放目(mu)(mu)(mu)標的(de)(de)(de)最佳解決(jue)方案。但目(mu)(mu)(mu)前SAF的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)與(yu)(yu)使用(yong)尚處于發展初期，且SAF的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)與(yu)(yu)售價相較于傳(chuan)統化石噴(pen)氣燃(ran)料(liao)仍缺(que)乏競爭力。伴隨多國(guo)激(ji)勵與(yu)(yu)強制(zhi)摻(chan)混政策(ce)的(de)(de)(de)相繼(ji)出(chu)臺，預計將帶來(lai)密集的(de)(de)(de)資本(ben)(ben)投(tou)入、技(ji)術的(de)(de)(de)更新、成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)的(de)(de)(de)降低與(yu)(yu)產(chan)能的(de)(de)(de)提振。在通過ASTM可(ke)持續航(hang)空煤(mei)油(you)適航(hang)認證的(de)(de)(de)7種(zhong)技(ji)術路徑中，目(mu)(mu)(mu)前技(ji)術最成(cheng)(cheng)熟、在建項目(mu)(mu)(mu)最豐富的(de)(de)(de)技(ji)術路徑為(wei)HEFA路徑，但HEFA路徑生(sheng)產(chan)SAF受(shou)到(dao)上(shang)游原材(cai)料(liao)供給量的(de)(de)(de)限制(zhi)，僅能滿足2030年(nian)以前的(de)(de)(de)小部分摻(chan)混需求。費托合成(cheng)(cheng)制(zhi)SAF路徑及醇制(zhi)油(you)路徑如能成(cheng)(cheng)功實(shi)現量產(chan)，可(ke)突破上(shang)游生(sheng)物質原材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)限制(zhi)并通過規模(mo)化效應顯著降低成(cheng)(cheng)本(ben)(ben)。未來(lai)，以CO2加(jia)綠氫（PtL）路徑制(zhi)作的SAF若能成(cheng)功取(qu)得適航認證(zheng)并實現量產，有望在(zai)將全生命周期排放量降低99%，同時通過(guo)規模化(hua)效應控(kong)制(zhi)成(cheng)本，或成(cheng)為可持續航空的最終解決(jue)方案。
轉載自：化工好料到(dao)
來(lai)源：中國化工(gong)信息周(zhou)刊
