会客厅实录丨可持续航空燃料是航空碳减排的最主要技术手段

专家观点 2023-11-07


2023年11月7日下午,CCTP第二期会客厅成功举办!此次会客厅活动通过CCTP视频号直播,以“地沟油”也能起飞——可持续航空燃料的未来之路为主题,主讲嘉宾是道兰环能MotionEco创始人刘疏桐。以下是在主题分享环节的文字实录。


刘疏桐:感谢CCTP的邀请,可持续航空燃料(SAF)在过去十年没有明确的政策支持,但随着最近两年国际航空组织及欧盟出台的一些具体政策落地,整个生物航空燃料领域收到更多关注。下面我从SAF应用现状、政策法规、生产制造及国际认证等方面来展开。


SAF的应用现状


航空业的排放占全球温室气体排放的2%左右,虽然目前不是很高,但是其增长速度较快且促进减排的解决方案较少。在其它行业碳排放都大幅下降的情况下,航空业依旧会保持高速增长的态势,可以预见,未来其排放将占较高比例。在燃料消耗方面,航空业每年消费燃料约2亿吨,用于减少国际航空二氧化碳净排放的措施包括运行改进、航空器技术提升及使用可持续航空燃料等,其中,使用可持续航空燃料的减排潜力最大,是航空业减排最主要的技术手段。


目前,SAF行业已经快速发展。过去十年,SAF只是应用于试飞,没有进行常规使用,现在全球已经至少有98座机场可供应SAF,已承诺的SAF长期采购协议约有425亿升,超过40万架次商业航班已使用过SAF,国内的东航、南航等航空公司都尝试过SAF的商业飞行,只是目前还没有特别常规的路线。


SAF政策法规


由于SAF市场主要由欧洲推动,下面我们简要梳理一下欧洲的航空减排计划。首先,欧盟提出的“Fit for 55”的一揽子减排计划就包括了SAF等一系列减排手段。其中,作为重要内容之一的可再生能源指令要求,到2030年,所有欧盟境内的能源消耗中至少有42.5%(力争45%)来自可再生能源,交通领域的减排目标是14.5%,这相当于整个交通能源体系中要至少有29%左右的能源消耗来自可再生燃料。这最主要依赖的是生物燃料和可持续液体燃料。在现有的能源体系下,生物燃料的最大优势是可以在现有的能源体系下直接进行调配或者替代使用,达到减排目的。


此外,欧盟的RED和ReFuel EU法案对燃料的来源、技术及减排比例都有要求。法案包含了几条认证路径,如ISCC/RSB-EU。只有经过认证后的生物燃料所产生的碳排放才能被计入欧盟强制减排计划。


ReFuel EU航空计划对可持续航空燃料用量的占比也有一个明确的目标,即力争在2025年将其占航空燃料比重提升至2%以上,到2050年提升至70%以上。因此,在2040-2050年之间,SAF将会变成主要的燃料来源,最终可能会实现百分之百的替代。这是一个非常具有雄心的目标,但挑战也非常大。除了传统的生物航空燃料,现在也推出了一个新型的工艺,比如合成燃料和氢衍生燃料,ReFuel EU提出上述燃料在航煤消费量中的占比在2025年达到1.2%,2050年达到35%,这对技术开发和提升也是一个很大的推动力。


SAF的生产制造


地沟油是过去十年中制造生物燃料的一条主要技术路径。在国内,尽管我们一直面临地沟油回流餐桌的食品安全问题,但在欧洲,地沟油是非常有价值的高减排潜力的原材料,欧洲已经开始用废弃油脂来做生物燃料,包括制成用于车辆的柴油和用于航空业的生物航空燃料。用地沟油做的生物柴油和生物航空燃料是目前最环保、最经济的减排手段。据不完全统计,整个中国大陆每年产生约500-600万吨的废油,如果能把所有的废弃油脂都转化为环保的生物燃料,可帮助交通领域减排2,000-3,000万吨的二氧化碳。这是现阶段最经济的SAF原材料的解决方案。


传统生产生物燃料的来源主要包括棕榈油、大豆油、菜籽油等,但欧盟推出了第二期法案之后,逐渐演变为依赖以废弃物为基础的原材料,同时全球航空体系也鼓励用废弃物作为原材料来生产可持续航空燃料。制作航空燃料的工艺被称为加氢工艺,类似于原油加氢的逻辑,只不过把燃油的原材料换成了地沟油,其本质都是能源存储的介质。用地沟油制成的生物航空燃料,减排效率最高可达到91%,一般在70%-80%左右,主要取决于转化效率和生产工艺。


在国内,我们一直鼓励将废弃油脂用于生物燃料的生产和使用环节,这样不仅解决了地沟油回流餐桌的问题,也能把可持续生物燃料应用在交通运输领域,促进航空碳减排,这是一个多方共赢的解决方案。我们建立了一套全程追溯系统,但前提是必须确认原材料是废油,这样才有减排价值,然后再做认证。


现在也有很多其它的技术路径,比如国内比较热门的绿氢路线,主要依靠绿电生产绿氢,绿氢再和环保的碳源结合就可以生产一系列的绿氢衍生燃料,比如SAF、绿色甲醇及绿氨等一系列燃料。这个技术趋势目前在国内甚至全球范围内都受到大量关注。但前提是一定要用绿电,同时碳源一定要是可再生的,且各个环节都要做到可追溯,这样才能确认最终产生的SAF是环保的。


另外一条主要的路径是用乙醇制成SAF。我国的生物质资源很丰富,每年可能有上亿吨,具有很大的生产潜力。我们现在也联合一些研究机构一起研究把生物质的废弃物秸秆转化成乙醇以后,再用先进的工艺做成生物航空燃料,这个生产路径也受到欧盟和国际航空组织的推崇。

SAF的国际认证


认证是非常重要的一个环节,因为SAF涉及了生产、贸易、物流等多个环节,只有实现了全程可追溯才能认定SAF用的是什么原材料、用什么工艺做成了什么样的产品,其减排效率是多少。所有进入到欧盟的产品都需要通过ISCC或者RSB的认证才能进入到欧洲的减排体系。除了航空公司之外,能源企业,也是未来重要的可持续生物燃料的需求方,他们对燃料原材料、生产工艺、绿电和绿氢的来源都有一定要求,目前只接受RSB或ISCC认证的SAF产品,如果没有拿到认证,从物理属性和技术属性来讲跟普通航煤没有差异。原材料方面,他们只接受以废弃物、副产物为原材料的产品,不接受任何棕榈油相关的产品;只接受纯绿电制造的绿氢,或者是生物质或者是直接空气捕捉的碳源。这尤其凸显了共同SAF国际认证的重要性。







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