随着全球气候变化问题日益严峻,航空业作为碳排放的重要来源之一,正面临着前所未有的绿色转型压力。
“如果航空业恢复新冠疫情之前的增长,到2050年,航空业预计将导致总共约0.1℃的变暖。”发表于X-MOL学术期刊的文章《Quantifying aviation’s contribution to global warming》(《量化航空业对全球变暖的贡献》)表示。
国际民航组织(ICAO)预测,如果不采取额外减排措施,仅国际航空业务在2020-2050年期间累积产生的二氧化碳排放将占到全球同期总排放的7.0%。
当前,航空业正面临减少碳排放的紧迫任务。据国际能源署(IEA)的估计,为了实现与《巴黎协定》相一致的净零排放目标,航空业需要到2030年将其碳足迹减少到约8.85亿公吨,比2019年的基线低13%,到2050年减少约2亿公吨,减少80%。
一场波澜壮阔的航空业减排浪潮正在全球范围内拉开序幕。
SAF崛起势不可挡
如果说电动化是地面交通领域改革的大方向,那在空中,可持续航空燃料SAF则是减少碳排放的关键途径。
SAF是一种新兴的环保燃料,目前主要用于商业航空领域。它的原料包括废油脂、农林废弃物、城市废弃物、非粮食作物,或者通过绿电和二氧化碳等加工合成而来。
SAF的减排效果显著,最高可减少80%的二氧化碳排放。与传统航空燃料相比,SAF在燃烧时产生的二氧化碳可以借助原料生产过程中吸收的二氧化碳得以中和,从而减少碳排放。
国际航空运输协会(IATA)预测,到2050年,SAF可以为航空业实现二氧化碳净零排放所需的减排量贡献约65%。
为实现 2050年前净零排放的目标,全球航空业未来将更大规模地使用SAF。
据IATA 预计,SAF 用量有望从2020年的约5万吨,大幅提升至2025年的约630万吨,到2050年将进一步增加至约3.5亿吨。
为推动SAF的发展,近年来,全球各国均在积极采取行动,出台一系列政策举措。
欧盟在2022年提出从航空碳排放交易体系(ETS)中支取16亿欧元用于补贴航司的SAF应用。
仅时隔一年,欧盟又宣布通过《ReFuelEU航空法规》。根据该法规,从2025年1月1日起,所有在欧盟机场供应的航空燃料中,必须使用至少2%的SAF与传统煤油混合的燃料,到2030年占比需达6%,到2050年达到70%。
欧盟也是第一个提出SAF强制掺混比例目标的全球主要经济体。
美国则主要运用财政补贴、税收减免等政策手段。如2022年,美国通过《减少通胀法案》,给予使用特定SAF的航司1.25-1.75美元/加仑的退税优惠。
同年,美国农业部、能源部和运输部发布了《SAF挑战路线图》(SAF Grand Challenge Roadmap),提出到2030年实现国内SAF年产量30亿加仑;到2050年实现SAF年产量350亿加仑,以满足美国航空业100%普及可持续航空燃料的发展目标。
中国也在积极推动SAF的发展。2022年1月,民航局印发的《“十四五”民航绿色发展专项规划》提到,力争到2025年SAF累计消费量达到5万吨。这也是我国首次从政府层面提出SAF使用的量化目标。
此外,中国作为国际民用航空组织(ICAO)成员国,需要遵循国际航空业碳抵消与削减机制(CORSIA)计划,从2027年起强制添加2%的SAF。
如果中国航空业与IATA的SAF使⽤⽬标(5.2%)保持⼀致,预计到2030年,中国的SAF需求量将达到300万吨/年。随着技术的进步和中国全⾯脱碳⽬标的推进,预计到2050年,中国的SAF需求量将达到8,600万吨/年。
SAF行业的巨大市场潜力
在此背景下,下游的航空公司、物流运输公司成为最积极的布局者,纷纷寻求与SAF生产商建立合作。
如美国航空公司与可再生能源公司Renewable Energy Group(REG)签订协议,购买其生产的SAF,用于特定的航班。全球最大的航空发动机制造商之一——通用电气(GE)航空,正在与SAF生产商合作,以确保其发动机能够使用100%的SAF。
再如多家国际航空公司,如芬兰航空、汉莎航空、英国航空等,都承诺在未来几十年内逐步增加SAF的使用比例。
全球顶尖的物流企业DHL致力于到2050年实现物流相关净零排放,并设立了到2030年将可持续航空燃料混合比提高到超过30%的目标。
这些承诺也将转化为对SAF的实际购买需求。摩根士丹利于去年8月发布的一份分析报告强调了SAF作为航空业脱碳的最佳中期解决方案的重要性,并指出这一转变可能带来数十亿美元的投资机会。
该报告称,为了达到脱碳目标,SAF的供应将从2022年底的大约2万桶/日增加到550万桶/日。这意味着SAF将会为全球炼油商提供巨大的机会,全球炼油厂可以实现100亿美元的年度利润机会。
SAF这片蓝海正吸引着越来越多企业入局。
原料供应商和生物燃料生产商纷纷加大投入,SAF行业产能不断提升。
2023年11月9日,世界领先的生物技术公司诺维信推出了一项重要的创新产品——Quara® LowP,这是一个用于可再生柴油和SAF生产的酶制剂解决方案,旨在转变原料预处理过程。
与此同时,SAF生产商还与能源公司、农业企业等建立合作关系,共同开发新的原料来源和生产工艺。例如,壳牌(Shell)与多家生物技术公司合作,投资SAF生产项目。
而SAF不仅仅是传统石化公司的舞台,因为SAF的技术路线多样化,也给生物合成、新能源、氢能等企业提供了入局的机会。
近日,远景科技集团与全球顶尖的物流企业DHL集团宣布建立战略合作伙伴关系,并签署战略合作伙伴协议。双方将在物流解决方案、可持续航空燃料(SAF)、绿色能源转型和零碳产业园领域展开全面合作,携手加速实现全球零碳转型。
作为战略合作伙伴,远景将长期为DHL提供可持续航空燃料,保障全球供应的同时达成碳减排目标,并继续探索多样化的原料来源和技术路线,持续推动航空运输领域的脱碳进程。
远景科技集团董事长张雷表示:“全球航空业的零碳转型显著落后于既定目标,面临巨大挑战,背后原因是生物航油有效供给不足。远景将通过创新技术解决成本挑战,加速生物航油的产业化进程。”
DHL为什么选择远景作为SAF战略合作伙伴?
远景是一家全球领先的新型能源系统企业,既能提供智能风电、储能系统及绿氢解决方案,也开发全球领先智能物联操作系统,打造新型电力系统和零碳产业园,提供新能源系统性的解决方案。
目前SAF的技术路线主要分为酯类和脂肪酸类加氢⼯艺(HEFA)、醇喷合成⼯艺(ATJ)、费托合成⼯艺(FT)和电转液⼯艺(PtL) ATJ虽然技术较成熟,但在中国原料成本相对较⾼,费托法目前正在商业化试点过程中,而前沿的PtL工艺更符合我国国情。PtL工艺主要通过电解水产生氢气,再将氢气与二氧化碳合成转化为SAF。该方法生产和减排潜⼒巨⼤。
长期来看,基于绿电转化的PtJ路线可以利⽤愈发丰富和廉价的绿电,
提供不受上游原料制约且减碳效果最⼤化的SAF技术解决⽅案,有望成为中⻓期的主流SAF技术解决⽅案。
而远景不仅具有绿电的优势,也在绿氢领域奠定了领先的地位。远景通过首创的零碳产业园模式打造全球最大的绿色氢氨工程,借助新型电力系统的技术突破,实现了风光储同氢氨醇生产的高效耦合,解决了零碳氢能发展的重大成本挑战,这也将驱动SAF⽣产的降本与优化。
远景还基于EnOS智能物联⽹操作系统和⽅⾈能碳管理平台,为SAF⽣产提供零碳数字认证体系为SAF产品赋予“零碳绿码”。
此外,远景还是一家非常全球化的绿色科技企业,在全球20多个国家/地区部署业务网络,能够结合多样化的SAF部署策略,在全球选择最佳材料和技术路线,构建具有全球竞争⼒的SAF⽣产⽹络,这与DHL的全球化部署一拍即合。此次与DHL的合作相当于打开了下游应用市场的大门,为中国自己的SAF产品找到了广阔的应用蓝海。
国内SAF发展亟需多方协同推进
中国是全球第二大航空市场,SAF市场在国内具有巨大的发展潜力。然而,其在实现规模化生产和广泛应用方面仍面临诸多挑战。
“顶层政策引导不足,统一的标准有待进一步明确。”中国石油集团经济技术研究院经济师兰孟彤等人于今年4月发表在《石油石化绿色低碳》期刊的一篇文章中曾指出中国在SAF发展方面存在的问题。
具体来看,国内并未对SAF产能等方面作出明确规定,现行的SAF制度规则以分散的调控政策为主,尚未形成全面的框架规则,法律约束力还需进一步加强。目前,国内关于SAF 的针对性补贴、碳抵消机制等仍存在制度空白。
其次,中国SAF产业链各环节仍处于初级阶段,对其消费没有强约束力目标,发展路径也需要进一步明确。
当前,美国、德国、芬兰等燃料生产大国已在积极推动SAF供应链体系走向成熟。并且减碳行为往往是从消费侧自下而上地传导到整个供应链。
此外,国内SAF认证流程繁琐、成本高昂、约束条件苛刻。目前SAF认证需要3-5年时间以及500万美元以上成本,全流程费用支出达1000-1500万美元,且耗费大量燃料样品,对于很多新兴燃料供应商也是一个沉重的负担。
兰孟彤等人建议,一方面,加快相关政策制定,从顶层设计引导完善产业总体布局。建议国内相关部委联合制定政策,作出顶层设计,推动标准认定,统筹推进,争取赢得航空业绿色发展的主动权。明确SAF纳入碳排放权交易,减排量纳入航空公司排放强度下降指标考核体系等。
同时,积极探索新工艺新原料,逐步实现燃料扩产降本。