可持续航空燃料(下称SAF)、氢能飞机,将成为未来航空业减排路径的重要选择。
4月20日,霍尼韦尔在天津举办霍尼韦尔绿色发展峰会,会上发布了《为可持续航空加油》行业白皮书(下称《白皮书》)。
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《白皮书》指出,目前SAF仅占航空燃料消耗量的一小部分,根据美国和欧盟设定的政策,预计该占比到2030年将达到5%。
“随着其他原料途径的不断扩大,预计到2030年代中期,SAF将占据航空燃料市场约20%的份额。”《白皮书》表示。
SAF主要由废油脂、农林废弃物、城市废弃物加工合成而来,是传统航油的低碳替代品。相较于后者,SAF可减少80%的二氧化碳排放。
除最普遍的油脂作为原料外,SAF其他原料途径包括乙醇制航空燃料(ETJ)和生物质制液体燃料(BTL)。
《白皮书》认为,通过加工脂肪、油和油脂生产的SAF,预计原料供应量仅够满足2030年之前的需求。2030年之后,乙醇制航空燃料和生物质制液体燃料,将成为下一批能够满足SAF需求的可行原料。
航空业的绿色发展是全球碳减排的重要组成部分。其中,SAF被业内认为是航空业实现净零排放目标极具潜力的减排措施。
据国际能源署(IEA)数据,每年航空业产生的碳排放约占全球碳排放总量的3%,约为10亿吨二氧化碳当量。
2021年,国际航空运输协会通过决议,承诺全球航空运输业将于2050年实现净零碳排放。该协会预计,届时在实现净零碳排放所需的减排中,65%将来自SAF,13%来自新技术、电力和氢。
但SAF的发展仍面临着成本高、原料供应不足等制约。据国际清洁交通委员会2021年发布的报告,不同技术路径生产SAF的成本是当今喷⽓燃料价格的2-6倍。
与此同时,有部分航空公司已在布局更加清洁的氢能飞机。
2022年11月,罗尔斯·罗伊斯公司与易捷航空成功测试氢燃料飞机发动机,为世界航空领域首次。随后,空中客车也宣布正在开发一种以氢气为动力的燃料电池发动机,计划于2035年投入使用氢动力商用飞机。
去年10月,Rethink Research发布报告表示,SAF将完全被氢燃料飞机所取代,包括氢电动(H2-EI)和氢内燃(H2-ICE)。
“如果使用的氢气是由100%的可再生能源生产的,那从头到尾的碳排放将真正为零。”上述报告提及,到2030年,SAF将占全球航空燃料的不到1%。
《白皮书》对SAF和氢气作为商用航空燃料的两条路径进行了对比,认为两种路径的可行性均受到政策杠杆和激励措施、示范和商业化、基础设施投资等影响。
“氢燃料具有两个明显的优势。”《白皮书》表示,首先氢气燃烧时不含二氧化碳,整个生命周期产生的碳排放强度会非常低;其次氢气具有非常高的比能量,这意味着从化石/生物质燃料中获得同等能量输出所需的质量更少。
但《白皮书》同时指出,尽管氢气具备一些有吸引力的物理特性,但要实现商业化还需要应对几大挑战。
首先,飞机燃料需要液态氢以满足操作和安全要求,且相同能量下,液态氢体积是常规喷气燃料的约四倍。
此外,现有飞机和配套基础设施(如压缩、 管道和储存)需要扩充,以及氢液化需要新的投资。
“其他难以减排行业对氢燃料的争夺,也可能会导致低碳氢的市场价格上涨。”《白皮书》称,可再生氢的可用性可能会受到电解槽调试速度和电网脱碳速度的限制,后者也会受到其他行业电动化步伐的影响,导致电力总需求增加。
《白皮书》整体上认为,短期内氢能取代SAF存在困难。
《白皮书》提出,与氢能燃料相比,SAF的优势在于当下就能获得合理的产出,且现有基础设施非常适合SAF燃料的运输和配送。随着生产能力的提高和更先进工艺技术的应用,SAF的部署范围可能更加广泛,价格可能进一步降低。
“可再生氢还没有满足上市数量所需规模的基础设施。”《白皮书》指出,目前仅有约100吉瓦的电解槽容量预计将在2030年初投入使用。
目前,中国的航空行业在采用SAF方面也动作不断。
4月,空中客车与中国航空油料集团签署了一份合作备忘录,以促进在中国使用可持续的航空燃料,并在通行标准制定方面加强合作。
2022年,北京大学能源研究院发布的《中国可持续航空燃料发展研究报告》指出,中国SAF市场在产能、技术、原料供给和成本等方面尚存在一定瓶颈。此外,系统性顶层设计的缺失仍是当前的痛点。
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