澎湃新聞記者 楊漾

儘管從碳排放總量看,航空業相較於電力領域並不是碳排放的超級大戶,但航空業絕對稱得上是碳減排的“困難戶”——原因在於,長途飛行短期內仍依賴於化石燃料。飛機航空燃油燃燒,幾乎佔到航空業碳排放總量的近80%。在減排緊箍咒下,近年來飛機和發動機製造商、航空公司、石油公司等均積極投身於航空生物燃料的研發與推廣。

這種由動植物廢油脂等製成、統稱爲可持續航空燃料(SAF)的新型燃料是航空業去碳化的關鍵路徑:與化石燃料相比,它可將全生命週期的碳排放量減少70%至100%,且依然保持飛行過程中動力充足。“可持續航空燃料已成爲全球航空業實現減排的主要手段。”霍尼韋爾航空航天集團亞太區總裁徐軍在近日舉行的“攜手共創可持續未來——綠色會客廳”媒體日活動上介紹稱,航空業在高燃料密度、低溫環境耐受及使用安全性上有着較其他行業更爲苛刻的要求,燃油模式在短時期內很難被其它能源形式所取代。因此,發展可持續航空燃料產業是目前航空業減排的唯一可行方案。

說可持續航空燃料“新”,只是相對於傳統石油基航空燃料而言,實際上其技術認證和應用條件均已成熟。

2021年12月,美國聯合航空公司順利實現採用100%可持續航空燃料的首次客機運營,航線從芝加哥奧黑爾國際機場到華盛頓里根國家機場,堪稱航空史上的一大壯舉。此次飛行所使用的可持續航空燃料即通過霍尼韋爾UOP的Ecofining技術所生產。

在國內,早在2011年10月,由中國國航中國石油、波音公司和霍尼韋爾UOP共同合作,中國首次航空可持續生物燃料驗證飛行在北京首都國際機場成功實施。此次試飛中使用的源自麻風樹的綠色航空燃料以50:50的比例與產自石油的航空燃料混合,爲執行試飛的波音747-400型飛機的一個引擎提供動力。

作爲目前世界上唯一經過商業驗證的、能100%生產可持續航空燃料的工藝,霍尼韋爾的 Ecofining工藝用於生產全球超過80%的綠色航煤和超過50%的綠色柴油。目前,霍尼韋爾UOP已在全球11個國家和地區授權25套Ecofining工藝裝置,用於加工12種不同類型的可再生原料。據介紹,在減排方面,該技術生產的可持續航空燃料對比以石油爲原料的石油基產品可以減少約83%的二氧化碳排放。

霍尼韋爾特性材料和技術集團亞太區首席技術官周麓波對澎湃新聞說,實踐證明,由上述技術生產的可持續航空燃料性質幾乎與石油基航煤無異,它們從分子結構上一樣,所以燃燒時的效率也一樣,產品質量完全達到甚至超過石油基航空燃料的質量。可持續航空燃料可以100%被用在飛機上,且無需對飛機進行任何技術更改。

然而,根據國際能源署報告,可持續航空燃料目前在航空燃料使用量中所佔比例不足0.1%。既然技術層面成熟、脫碳效果顯著,應用時無需對飛機和機場基礎設施進行改造,爲何可持續航空燃料對傳統燃料的取代進程不如想象中快?

這涉及到新型燃料大範圍商業推廣的兩項關鍵要素,一是原料的規模化供應,二是經濟性競爭力。

羅蘭貝格公司2020年7月發佈的報告提出,即使採用目前最具成本效益的HEFA(加氫處理的酯和脂肪酸)方式生產,可持續航空燃料仍比傳統的航空燃料要貴得多,約爲後者的2.5倍。要使其得到更廣泛應用,必須降低生產成本,低於傳統航空燃料加上碳補償的成本。

周麓波對澎湃新聞表示,可持續航空燃料絕大部分的成本來自於原料,比如地溝油。由於歐美各國對可持續航空燃油和綠色柴油的需求激增,伴隨越來越多對綠色航煤的補貼政策,造成了地溝油作爲原料的價格上漲,所以目前生產可持續航煤的價格成本會比較高。霍尼韋爾認爲這是需要科學界或者技術界幫助去解決的問題,需要想辦法採取更廣泛的原料來生產可持續航煤或者綠色柴油,例如使用海藻油。此外,對於可持續航空燃料的生產,可以通過技術的不斷創新,加上與市場需求的結合來逐漸減少成本。

出於削減航空碳排放的目的,多國政府對綠色航空燃料的扶持政策有所升級。比如歐盟要求所有在歐盟境內機場起飛的飛機必須添加綠色燃煤,否則將面臨罰款。預計到2030年綠色燃煤添加比例達到5%。在北美,現行激勵措施包括美國國家低碳燃料標準(LCFS)計劃和1美元每加侖燃料混合物稅收抵免。根據原料和燃料碳強度的不同,美國未來有望立法將綠色燃煤的稅收抵免提高到1.50-2.00美元每加侖。

2021年3月,中國民航局印發《關於“十四五”期間深化民航改革工作的意見》,其中提出,鼓勵航空公司積極使用可持續航空燃油,並建立基於市場的民航節能減排機制。

雖然中國民航業對可持續航空燃料出了要求和使用希望,但是目前國內的實際生產裝置只有鎮海煉化一套10萬噸/年的產能,並且該裝置以生產生物柴油爲主,可持續航空燃料的產率只有不到15%。對比我國2019年(疫情之前)我國航煤的消耗量3000萬噸,市場供應缺口巨大。從另一方面來講,國內可持續航空燃料產能的缺失,也對中國民航推進相關應用的相應標準和政策制定造成無的放矢的困境,兩者相互制約。

今年2月,霍尼韋爾與東華能源股份有限公司宣佈,將在廣東省茂名市建設年產量達100萬噸的可持續航空燃料生產基地。項目建成後將成爲全球最大的以廚餘油爲原料的可持續航空燃料生產基地。此番擴產,有助於提高可持續航空燃油的市場競爭力。

圍繞生物燃料,一種較爲普遍的擔憂是,大規模生產非糧食作物,可能會對種植用地產生生態威脅。對此,周麓波認爲,雖然在美國有用大豆油來製造可持續航空燃料的案例,但霍尼韋爾與東華能源的產業基地主要是以廚餘油、地溝油生產可持續航空燃料。霍尼韋爾也在儘可能拓展生產可持續航空燃料可用的原料,來支持日益增長的生產需求,“我們正在跟一些新興公司聯合開發新原料,來支持可持續航空燃料的生產,努力推進實現產業化。”

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