需求攀升缺口巨大 可持续航空燃料如何不负减排“重”望
在全行业碳排放中,飞机航空燃油燃烧接近排放总量的八成,这是减碳的最大来源,也是潜力最大的环节。
以可持续航空燃料替代航煤,技术成熟度高,短期可能商业化,适用于全类型飞机。要想尽快实现航空业有效减排,可持续航空燃料是一项可以看得见的技术,也是短中期航空减碳的最佳手段。
在全国碳市场扩容的呼声中,作为重点排放行业的航空业参与碳交易指日可待。然而,身为典型高耗能行业,航空业减碳却非易事。在全行业碳排放中,飞机航空燃油燃烧接近排放总量的八成,这是减碳的最大来源,也是潜力最大的环节。
《中国能源报》记者近日在第十二届道达尔能源中国科学论坛上获悉,可持续航空燃料(以下简称“SAF”)以其独特属性,被公认为航空业最重要的碳减排工具。根据国际航空运输协会预测,到2050年,航空业65%的减排将通过SAF来实现。截至2020年,全球SAF产量仅有约10万吨,近年虽有增长,但缺口依然巨大。在我国,到2035年预计产生4500万吨的SAF需求增量。一边是紧迫的碳减排任务,一边是有限的供应能力,航空业用能安全如何保障?
减碳效果好但供应受限
“以SAF替代航煤,技术成熟度高,短期可能商业化,适用于全类型飞机。要想尽快实现航空业有效减排,SAF是一项可以看得见的技术,也是短中期航空减碳的最佳手段。”中国商飞北研中心党委委员、副主任蒋欣表示,通过飞机自身设计、技术等升级,大约可减排30%,机场运行部分再减10%左右,剩下大部分减排量集中在飞机的燃料使用环节。
基于此,2022年发布的《“十四五”民航绿色发展专项规划》首次为SAF发展明确定量化目标——到2025年,累计消费量要达到5万吨。“国际航空运输协会制定的全球使用目标,到2025、2050年,分别是500万吨/年和2.85亿吨/年。为完成减排任务,SAF被寄予厚望。”蒋欣称。
与之形成鲜明对比的是实际产量。蒋欣表示,按照50%的航煤替代目标计算,到2035年,我国将产生接近万亿元的SAF市场需求。“巨大的缺口,意味着巨大的发展机遇。”
中国石化集团公司高级专家曹东学进一步解释,从现有消费量看,SAF需求似乎并不大,2021年全球仅有9.6万吨用量。“但近几年,SAF需求呈现爆发式增长。国际能源署预测,常规生物柴油将逐渐缩减并最终被淘汰,先进生物柴油和生物航煤将是需求增长最快的领域。到2030年,SAF需求将超过2500万吨。”
不过,在清华大学核能与新能源技术研究院教授李十中看来,SAF还处在“已经启航、尚未出港”的阶段。“目前,SAF占比全球航煤的比重只有0.1%,尚未实现商业化应用。”蒋欣也直言,从SAF原材料供给开始,缺口就已经存在。“比如地沟油是当前使用最多的生产原料,但地沟油本身的产量就无法满足今后几千万吨SAF的提炼需求。”
SAF发展离不开“三座桥”
如果说供应不足是看得到的表象,那SAF发展背后实则有更多难题。
中国航油国际公司高管冯海也关注到生产原料的问题。“当前,我们主要通过地沟油及一部分棕榈酸化油生产SAF。从技术角度而言,转化率够达到80%,部分技术甚至是领先的。但在全国范围内,可用于生产SAF的地沟油也就500多万吨。未来,我国地沟油产量相对固定,随着饮食结构改变,甚至还有可能降低,久而久之,SAF生产难免受限。”
即使产得出,但还要迈过价格这一关。“我们做了很多年,目前还处于试验飞行阶段,没有进行商业飞行,价格高是主要原因。SAF使用成本比传统化石燃料高出2-3倍,航空公司不愿意支付高价购买,这是关键问题。虽说SAF潜力巨大,但确实还有很多路要走。”冯海称。
另有业内人士提出,基于对生产原料的多元需求,一种技术难以独当天下,我国更适合多材料、多工艺的SAF技术组合路线。然而,新技术的适航认证需要时间和费用,这笔钱究竟由谁出、如何转化至终端价格,目前尚无明确说法。上述因素,亦在无形中推高价格。
“我们认为,SAF发展离不开‘三座桥’,除了原料、适航认证,还需要建立可持续认证,也就是生产过程排了多少碳决定着最终的碳减排价格。在这个问题上,现有体系还不够完善。”蒋欣说,完善认证标准与体系直接事关兜底保障,有待开发既满足国际社会共识、又符合我国国情的可持续航空替代燃料适航审定技术,并建立健全相应的可持续认证体系。“建议组建跨部委工作组,协调解决SAF发展重大问题,研究制定相关配套政策。”
全产业链联动共补缺口
既要发挥减碳作用,又要确保稳定供应,这才是真正的可持续。蒋欣认为,填补空缺需形成合力,要建立完整产业链,油品制造商、航空生产厂家、航空运输公司等全产业链联动,以完善“原料-炼制-运输-加注-使用”的完整产业链。
曹东学透露,中国石化布局总原则是不与民争粮、不与粮争地。根据我国油脂消费特点,近期从废弃油脂生产生物燃料是主攻方向,拟在京津冀地区、长三角、珠三角等经济发达地区,以及食用油消费量比较大的地区率先布局SAF生产装置。“我们会继续关注第一代生物柴油需求达峰以后的整体发展趋势,现阶段主攻以废弃油脂、农林废弃物为主的下一代生物航煤和生物柴油联产技术,提高资源利用率和运行经济性。”
浙江大学求是讲席教授李正龙提出,要实现大规模推广使用,SAF应兼有原料来源广、成本可控制、具备优势性能及环境友好等特性。“开发技术一定要能适用于多类型原料,未来市场起来后,生产才不会面临原料成本等问题。在此基础上,通过简化工艺、提高SAF收率、全组分高值化利用等方式,进一步凸显成本优势。初期,我们更关注如何利用SAF替代传统燃料,到后期,还可以考虑利用生物质能做一些高性能航空燃油。”
“我们的目标是在2030年前,确保全部型号飞机都能适配100%的可持续航空燃料。若能将SAF培养成为一个成熟产品,规模效益带来的成本降低以及规模化生产都会得到极大改善。”空客中国可持续发展及环境部负责人任洁琼充满了信心,“中国原材料富足、生产能力非常强,如果可以成为SAF世界生产工厂,一定能助力全球航空业碳减排。”
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