界面新聞記者 | 戴晶晶
可持續航空燃料(下稱SAF)、氫能飛機,將成為未來航空業減排路徑的重要選擇。
4月20日,霍尼韋爾在天津舉辦霍尼韋爾綠色發展峰會,會上發布了《為可持續航空加油》行業白皮書(下稱《白皮書》)。
《白皮書》指出,目前SAF僅占航空燃料消耗量的一小部分,根據美國和歐盟設定的政策,預計該占比到2030年將達到5%。
“隨著其他原料途徑的不斷擴大,預計到2030年代中期,SAF將占據航空燃料市場約20%的份額。”《白皮書》表示。
SAF主要由廢油脂、農林廢棄物、城市廢棄物加工合成而來,是傳統航油的低碳替代品。相較于后者,SAF可減少80%的二氧化碳排放。
除最普遍的油脂作為原料外,SAF其他原料途徑包括乙醇制航空燃料(ETJ)和生物質制液體燃料(BTL)。
《白皮書》認為,通過加工脂肪、油和油脂生產的SAF,預計原料供應量僅夠滿足2030年之前的需求。2030年之后,乙醇制航空燃料和生物質制液體燃料,將成為下一批能夠滿足SAF需求的可行原料。
航空業的綠色發展是全球碳減排的重要組成部分。其中,SAF被業內認為是航空業實現凈零排放目標極具潛力的減排措施。
據國際能源署(IEA)數據,每年航空業產生的碳排放約占全球碳排放總量的3%,約為10億噸二氧化碳當量。
2021年,國際航空運輸協會通過決議,承諾全球航空運輸業將于2050年實現凈零碳排放。該協會預計,屆時在實現凈零碳排放所需的減排中,65%將來自SAF,13%來自新技術、電力和氫。
但SAF的發展仍面臨著成本高、原料供應不足等制約。據國際清潔交通委員會2021年發布的報告,不同技術路徑生產SAF的成本是當今噴?燃料價格的2-6倍。
與此同時,有部分航空公司已在布局更加清潔的氫能飛機。
2022年11月,羅爾斯·羅伊斯公司與易捷航空成功測試氫燃料飛機發動機,為世界航空領域首次。隨后,空中客車也宣布正在開發一種以氫氣為動力的燃料電池發動機,計劃于2035年投入使用氫動力商用飛機。
去年10月,Rethink Research發布報告表示,SAF將完全被氫燃料飛機所取代,包括氫電動(H2-EI)和氫內燃(H2-ICE)。
“如果使用的氫氣是由100%的可再生能源生產的,那從頭到尾的碳排放將真正為零。”上述報告提及,到2030年,SAF將占全球航空燃料的不到1%。
《白皮書》對SAF和氫氣作為商用航空燃料的兩條路徑進行了對比,認為兩種路徑的可行性均受到政策杠桿和激勵措施、示范和商業化、基礎設施投資等影響。
“氫燃料具有兩個明顯的優勢。”《白皮書》表示,首先氫氣燃燒時不含二氧化碳,整個生命周期產生的碳排放強度會非常低;其次氫氣具有非常高的比能量,這意味著從化石/生物質燃料中獲得同等能量輸出所需的質量更少。
但《白皮書》同時指出,盡管氫氣具備一些有吸引力的物理特性,但要實現商業化還需要應對幾大挑戰。
首先,飛機燃料需要液態氫以滿足操作和安全要求,且相同能量下,液態氫體積是常規噴氣燃料的約四倍。
此外,現有飛機和配套基礎設施(如壓縮、 管道和儲存)需要擴充,以及氫液化需要新的投資。
“其他難以減排行業對氫燃料的爭奪,也可能會導致低碳氫的市場價格上漲。”《白皮書》稱,可再生氫的可用性可能會受到電解槽調試速度和電網脫碳速度的限制,后者也會受到其他行業電動化步伐的影響,導致電力總需求增加。
《白皮書》整體上認為,短期內氫能取代SAF存在困難。
《白皮書》提出,與氫能燃料相比,SAF的優勢在于當下就能獲得合理的產出,且現有基礎設施非常適合SAF燃料的運輸和配送。隨著生產能力的提高和更先進工藝技術的應用,SAF的部署范圍可能更加廣泛,價格可能進一步降低。
“可再生氫還沒有滿足上市數量所需規模的基礎設施。”《白皮書》指出,目前僅有約100吉瓦的電解槽容量預計將在2030年初投入使用。
目前,中國的航空行業在采用SAF方面也動作不斷。
4月,空中客車與中國航空油料集團簽署了一份合作備忘錄,以促進在中國使用可持續的航空燃料,并在通行標準制定方面加強合作。
2022年,北京大學能源研究院發布的《中國可持續航空燃料發展研究報告》指出,中國SAF市場在產能、技術、原料供給和成本等方面尚存在一定瓶頸。此外,系統性頂層設計的缺失仍是當前的痛點。