圖為一輛加油車正準(zhǔn)備為飛機(jī)加注可持續(xù)航空燃料。

可能很多人都沒有想到，被人們“拋棄”的地溝油，居然可以變成驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行的燃料。近期，多個(gè)航空公司宣布將積極探索可持續(xù)航空燃料(SAF)的應(yīng)用。2023年底，英國維珍航空的一架波音787客機(jī)從倫敦希思羅機(jī)場飛往紐約，成為全球首架搭載100%的可持續(xù)航空燃料的洲際航班。

SAF由廢棄的動(dòng)植物油脂、油料、使用過的食用油、城市生活垃圾和農(nóng)林廢棄物等制成。相比于傳統(tǒng)的石油基燃料，SAF全生命周期可實(shí)現(xiàn)最高達(dá)85%的二氧化碳減排。

“SAF是民航業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和的必然手段，全世界都在致力于推動(dòng)SAF的使用。”中國民用航空局第二研究所航油航化適航審定中心主任夏祖西接受科技日報(bào)記者采訪時(shí)呼吁，我國SAF發(fā)展要強(qiáng)化頂層設(shè)計(jì)，加快新技術(shù)儲(chǔ)備，依托科研院所、高校等開展符合我國國情的SAF多原料、多工藝研究，擴(kuò)展我國SAF工藝，推動(dòng)SAF由單一化向多元化發(fā)展。

各國相繼制定SAF應(yīng)用目標(biāo)

研究數(shù)據(jù)顯示，飛機(jī)航空燃油燃燒的碳排放占民航碳排放總量的79%，減少航油碳排放成為民航業(yè)碳減排的關(guān)鍵問題。國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(IATA)預(yù)測，到2050年，航空業(yè)中65%的碳減排將通過使用SAF實(shí)現(xiàn)。

中國航空油料集團(tuán)有限公司黨委常委、副總經(jīng)理龔豐告訴科技日報(bào)記者，發(fā)展SAF被視為民航業(yè)實(shí)現(xiàn)凈零碳排放目標(biāo)最有潛力的減排措施。目前，IATA、歐盟、美國以及我國都制定了短、中、長期的SAF應(yīng)用目標(biāo)和航空碳減排目標(biāo)。

例如，歐盟要求，2025年起SAF強(qiáng)制摻混比例從2%開始逐年提高，直至2050年達(dá)到70%。美國提出，2050年全部航空用油來自SAF。英國、法國、德國、荷蘭等國也都制定了SAF使用計(jì)劃，并提出2050年SAF的使用比例達(dá)到30%以上的基本目標(biāo)。

我國積極推動(dòng)SAF的應(yīng)用。《“十四五”民航綠色發(fā)展專項(xiàng)規(guī)劃》提出，力爭2025年當(dāng)年SAF消費(fèi)量達(dá)到2萬噸以上。近日，工信部、科技部、財(cái)政部、中國民用航空局聯(lián)合印發(fā)的《綠色航空制造業(yè)發(fā)展綱要(2023—2035年)》提出，到2025年，使用SAF的國產(chǎn)民用飛機(jī)實(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。

“SAF與石油基航空燃料在組成、性能和功能上是一致的，使用SAF幾乎不需要對現(xiàn)有的飛行器及航空基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行額外改動(dòng)。”龔豐說，這是SAF應(yīng)用的一大優(yōu)勢，各國也因此非常重視SAF的研發(fā)和應(yīng)用。

龔豐介紹，目前，SAF在國外69家機(jī)場實(shí)現(xiàn)了常態(tài)化供應(yīng)，在40家機(jī)場達(dá)到了批次供應(yīng)的程度。從飛行航班看，全球已有52萬架次航班使用SAF進(jìn)行商業(yè)飛行。“雖然目前全球SAF生產(chǎn)能力不到200萬噸，但全球在建的SAF生產(chǎn)設(shè)施達(dá)211個(gè)，共計(jì)將達(dá)到5856萬噸產(chǎn)能。”龔豐說。

推動(dòng)SAF生產(chǎn)工藝多元化

目前，SAF的生產(chǎn)原料主要分為酯類、纖維素類和氣體類三種。其中，酯類原料包括廢棄油脂、油基生物質(zhì)和海藻等，纖維素類原料包括農(nóng)林廢棄物和城市固體廢物等，氣體類原料包括工業(yè)廢氣、從空氣中捕獲的二氧化碳和綠氫等。

“酯類原料的代表生產(chǎn)工藝為HEFA生產(chǎn)工藝，它的全稱為酯類和脂肪酸類加氫，是目前全球最成熟的SAF生產(chǎn)工藝。”夏祖西說，我國HEFA生產(chǎn)工藝發(fā)展較成熟，由中國石化鎮(zhèn)海煉化廠使用HEFA生產(chǎn)工藝自主生產(chǎn)的SAF已于2022年獲得適航批準(zhǔn)并投入民航使用。

“目前，我國只有HEFA生產(chǎn)工藝的產(chǎn)業(yè)化是成熟的。”夏祖西表示，我國纖維素類和氣體類原料的SAF生產(chǎn)還處于研究階段，相關(guān)工藝技術(shù)尚不成熟，距離產(chǎn)業(yè)化仍有較長距離，短期內(nèi)難以投入民航市場使用。

對此，夏祖西建議，加快新技術(shù)儲(chǔ)備。“在工藝技術(shù)方面，加強(qiáng)科研投入，打通實(shí)驗(yàn)室小試規(guī)模生產(chǎn)全流程，進(jìn)而聯(lián)合國內(nèi)知名企業(yè)、石油石化企業(yè)、投資公司等進(jìn)行中試放大，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，擴(kuò)展我國SAF的新工藝，推動(dòng)SAF由單一化向多元化發(fā)展。”

“推動(dòng)航空能源綠色轉(zhuǎn)型，加強(qiáng)SAF生產(chǎn)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用是破局關(guān)鍵。”龔豐介紹，中國航空油料集團(tuán)2019年與中國科學(xué)院廣州能源所合作承擔(dān)“纖維素類生物質(zhì)催化制備生物航油技術(shù)研究與示范”項(xiàng)目，2021年與民航二所合作承擔(dān)“航空替代燃料燃燒特性和適航審定理論方法研究”項(xiàng)目。未來，集團(tuán)將加快推動(dòng)技術(shù)研發(fā)進(jìn)度，推進(jìn)SAF摻混、檢測、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加注、安全保障及品質(zhì)管控研究，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備與制定。

探索SAF產(chǎn)業(yè)化發(fā)展新路徑

在2023年底舉辦的首屆CATA航空大會(huì)綠色分論壇上，中國航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)副理事長任英利認(rèn)為，在SAF生產(chǎn)技術(shù)未取得突破性進(jìn)展的條件下，現(xiàn)階段我國SAF產(chǎn)業(yè)亟需得到國家支持。

記者了解到，在民航碳達(dá)峰碳中和工作領(lǐng)導(dǎo)小組的指導(dǎo)下，中國航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)聯(lián)合會(huì)員單位對國產(chǎn)SAF商業(yè)應(yīng)用的推廣進(jìn)程開展了研究。研究結(jié)果顯示，應(yīng)用SAF與市場機(jī)制抵消同樣二氧化碳量，成本相差近20倍。

任英利認(rèn)為，現(xiàn)階段，航空公司依然面臨著嚴(yán)峻的SAF替代傳統(tǒng)燃料的成本壓力。相比其他市場抵消機(jī)制，亟需制定SAF強(qiáng)制推廣措施，激發(fā)市場消費(fèi)活力，擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，降低SAF成本。

夏祖西也有相同觀點(diǎn)。他認(rèn)為，SAF產(chǎn)業(yè)未形成規(guī)模化生產(chǎn)供應(yīng)，缺乏明確的長遠(yuǎn)使用目標(biāo)和路線圖，這些原因?qū)е耂AF價(jià)格昂貴，制約了我國SAF大規(guī)模使用。

夏祖西介紹，為促進(jìn)SAF的使用，美國、歐盟和英國等均制定了具體的SAF使用目標(biāo)。美國通過激勵(lì)政策對使用SAF的航空公司進(jìn)行補(bǔ)貼。歐盟相關(guān)法案要求2025年、2035年和2050年的SAF使用量分別為2%、20%和70%，并對未完成設(shè)定目標(biāo)值的利益相關(guān)方進(jìn)行罰款。

夏祖西認(rèn)為，相關(guān)部委應(yīng)形成聯(lián)合工作機(jī)制，明確SAF的產(chǎn)業(yè)支持、稅收、金融以及推廣使用政策。同時(shí)，建立產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同機(jī)制，讓利益相關(guān)方更多參與到SAF的產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)中。此外，還要借鑒國外的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，構(gòu)建國內(nèi)SAF使用的商業(yè)模式。

“SAF是民航業(yè)落實(shí)‘雙碳’目標(biāo)的關(guān)鍵，應(yīng)從國家戰(zhàn)略層面加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)，進(jìn)一步明晰SAF的戰(zhàn)略定位，研究出臺SAF中長期發(fā)展規(guī)劃，加快推進(jìn)SAF產(chǎn)業(yè)全鏈條發(fā)展。”任英利建議，在國家層面逐步形成航空綠色能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，從技術(shù)、市場、政策等多方面系統(tǒng)推進(jìn)我國SAF產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，更好服務(wù)民航業(yè)深度脫碳。