中国SAF产业绿色发展策略
创始人
2025-05-06 22:02:59

原标题:我国可持续航空燃料产业绿色发展策略

文/杨攀峰 中石化经研院 中国石化咨询公司,石油石化绿色低碳

航空业是公认的难减碳行业,使用可持续航空燃料(Sustainable Aviation FuelSAF)是航空业碳减排最现实、最重要的技术手段。国际航空运输协会(International Air Transport AssociationIATA)预测,2050年航空业碳中和情景下,SAF对碳减 排贡献率将超过65%。近年来,在政策支持与产业推动下,全球SAF产能与商业化进程显著加快。

SAF的产业发展除需满足航空燃料质量规范(如 ASTM D7566标准)外,还需通过全生命周期碳排 放强度评估等可持续性认证。SAF产业链涵盖原料获取、生产工艺、储运基础设施及终端应用等环节,其复杂性导致产业整体绿色化发展仍面临多维 度挑战,需通过技术创新与协同机制持续优化。

1我国SAF产业绿色发展面临的主要挑战

SAF产业链涵盖可持续原料生产/收集、燃料合成、储运加注及终端应用等诸多环节,各环节均 存在污染物排放与碳足迹问题。随着市场需求增长及产能布局分散化,我国SAF产业绿色低碳转型面临以下核心挑战:

1.1原料资源分散性与收储加工体系尚不完善

SAF生产原料种类较多,理论可利用量较大。 根据美国材料与试验协会(American SocietyforTesting and MaterialsASTM)已认证和批准以及 潜在的技术路线,不同SAF生产工艺所需主要原料包括废弃油脂、农业废弃物、林业废弃物、城市有 机固体废弃物、能源作物、工业尾气、绿氢等。根 据等有关研究[ 3],我国油料作物较少,当前以及近 期SAF生产主要以废弃油脂原料为主,采用酯类和 脂肪酸类加氢工艺(Hydroprocessed Esters and FattyAcidsHEFA);随着醇喷合成(AlcoholtoJet AtJ)和费托合成(GasificationFischerTropsch GFT)技术的发展,中远期农林废弃物将成为重 要的生产原料;未来随着CO2转化制航煤(Power toLiquidPtL)技术发展成熟,绿氢等非生物能源将成为主原料。

我国人口众多,废弃油脂理论年产量约1 000万 吨,但目前收集率不足50%。主要原因包括:

1)废弃油脂原料来源分散,涵盖餐饮业(62%)、食品 加工业(23%)及家庭厨余(15%),全国废弃油 脂处理企业超千家,但规模化企业占比不足30%; 

(2)行业规范性不足、市场竞争无序。因行业准入门槛较低,部分企业操作不规范,存在较多环保和 安全风险;企业数量众多、资源获取无序竞争,导 致价格战频发以及资源远距离运输等问题。例如, 四川某原料收集企业的资源甚至来自新疆、东北等地。对于农林废弃物等生物质资源,也存在收储运体系不健全、运输成本高,核心装备依赖进口,与发电、绿色甲醇生产等争原料等问题;目前Pt L工艺 所需的绿氢、CO2原料成本居高不下,可持续认证标准尚未建立,均对产业绿色发展造成了不利影响。

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1.2不同工艺技术研发水平亟待提升、产能布局规划需加强引导

SAF生产环节的绿色发展高度依赖技术先进 性。结合我国资源禀赋及技术研发进展,推动SAF产业发展的技术路径可分为“三代原料、三代技术”。第一代HEFA工艺已实现工业化应用,其迭 代升级主要面临原料适应性不足、SAF收率较低等问题。国外同类先进技术通过优化催化剂体系,对原料适应性较好,可将目标产品收率提升约20%且显著降低生产环节碳排放强度。由于HEFA路线 原料供应受限,需开发以生物质为原料的GFT AtJ等二代技术,以及以CO2和绿氢和为原料的 第三代PtL技术。目前,GFTAtJ仍处于示范或中试阶段,突破点包括生物质高效转化、合成气 与低碳烯烃的定向碳增长及工艺热控制与热集成。

PtL技术尚处于基础研究阶段,需攻克绿氢规模化 制备、CO2捕集与CO 2加氢等关键技术。由此可见, 不同技术成熟度差异显著;且国内研发机构存在力 量分散、重复攻关问题,亟需统筹资源对核心共性 技术开展协同突破。

尽管目前国内SAF产业支持政策尚未系统建立,且市场需求导向尚不明朗,但随着国内民航业宏观政策逐步为SAF发展创造良好环境、应用试点 工作逐步推进,众多企业已开始布局SAF生产领域并陆续启动项目建设。

由于缺乏产业规划、行业准入门槛低,近年来SAF产能呈无序扩张态势:目前建成、在营和规划中的总产能已超500万吨/年,参与企业达数十家、且技术路线差异显著,如图1所 示。国内SAF产能的无序布局导致供需匹配失衡、区域协同不足、原料资源分散化利用等问题,可能导致原料收集和产品运输等环节碳排放增加,对产 业绿色低碳转型构成潜在风险。

1.3应用环节运营模式尚不成熟且环境效益受限

目前国内SAF产业正处于发展初期,存在需求端分散、产需错配、依赖长距离调运等问题。现行 现行运营模式为“生产商→供应商→终端客户”链式供应:生产商以掺混比例40%(当前国内标准) 向供应商提供SAF,经路运输送至机场油库;供应商根据航司等终端用户需求,通过槽车进行调和、 运输及加注[ 5]。 基于规模差异,供应商将SAF保障流程划分为开发期保障、小批量保障和较大量的常态化保障三个阶段,阶段不同对应保障流程各异,如图2所示。 上述三个阶段又可分为SAF与传统喷气燃料完全 隔离的“隔离供应”、SAF与传统喷气燃料混合的“混合供应”两种保障方式。

当前运营模式的优点为SAF全过程与传统石油基航煤物理隔离,并能根据需求精准加注给终端客 户。但存在以下突出问题:

1SAF产能规划布局分散,主要消费区域集中于华东、华南及西南地区,供需区域不匹配导致SAF需长距离运输,显著增加物流成本及额外碳排放; 

2)终端用户对SAF掺混比例存在差异化需求(当前为1%3%),需配置专用泵、管线及计量系统、槽车运输系统,导致基础设施投资增加500600万元;

3SAF储运加注系统与传统航空煤油基础设施完全隔离,双系统并行导致运营低效,且增加 运维复杂度;上述储运加注环节的瓶颈问题,将使SAF成本增加1%2%,同时导致其碳减排效益损 失4%左右。

2我国SAF产业绿色发展策略探析 

2.1加快构建完善原料资源收集和管理体系、提升原料供应稳定性

对于废弃油脂原料,充分调动地方政府积极 性,实现废弃油脂的种类与地域分布全覆盖。需同 步收集餐厨废弃物、地沟油及油烟机凝析油,覆 盖餐饮企业与居民社区全场景,做到应收尽收;建 立“餐厨垃圾—地沟油—油烟凝析油”三位一体收 储机制,覆盖餐饮企业、机关食堂及居民社区全场 景,实施分级定价制度;在长三角、珠三角等资源 富集区域可规划建设区域级预处理中心,减少中间 环节,持续提升预处理工艺技术水平,提高能源利 用效率并降低污染物排放,规避资源市场无序竞争;控制原料经济运输半径在200公里以内,推广生物柴油混合燃料运输车辆,降低储运环节碳排放15%以上;建立原料储备调节机制,设置不低于年 需求总量20%的战略储备,提高原料供应稳定性,从源头为产业绿色可持续发展奠定基础。

对于农林废弃物资源,规范收储秩序,构建 “村级收集点—乡镇转运站—县域加工中心”三级 收储网络,建立全国统一电子交易平台,实施原料 质量分级认证,对不同原料制定收购指导价,切实 保障农户利益;在明确划分使用行业范围基础上, 建立资金保障体系,推动经济实用的规模化原料收 集与处理设备研发应用,逐步构建稳定可靠的原料 供应链。同时不断完善原料收集管理规则,确保收集规范且不同原料来源均可追溯。 

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2.2分阶段攻关SAF关键技术、助力产业有序布局

基于可持续航空燃料(SAF)技术成熟度差异 及发展趋势,确立适配我国国情的SAF关键技术战略路径和发展方向,统筹整合国内科研资源,针对关键核心技术设立重大专项,支持建设SAF技术研发体系,分阶段、分层级推进关键技术自主可控: 通过催化材料性能升级与工艺系统集成优化,提升HEFA路线航煤收率至85%左右,实现10万吨级合 成气制备示范,合成气有效组分达92%;重点突破 GFTAtJ关键技术、尽快实现工业化示范,聚焦生物质气化、生物质发酵、合成气与低碳烯烃高效转化以及全工艺过程集成;开展CO2吸附材料和 CO2加氢催化材料研发,优化碳捕集工艺与CO 2加氢 催化体系,推进Pt L技术研发,构建技术储备体系。

强化SAF产业布局规划引导,建立SAF生产 准入标准体系,鼓励有实力企业进入SAF产业,充 分发挥其资源、技术等综合优势,提升SAF生产规 模及稳定性、可靠性;结合SAF技术发展,近期优先布局废弃油脂资源富集区及航空燃料消费核心区 域,中远期结合“储运—加注”运营模式创新,产 能布局重心逐步向农林废弃物资源富集区及绿氢生 产基地转移,重点覆盖西北地区、东北地区及西南 地区,通过持续优化产能布局,推动全产业链绿色 低碳转型。

2.3创新应用环节运营模式、最大程度实现产业链碳减排

针对SAF储运加注环节存在的突出问题,目前 国际上的解决方案是采取“预定—结算”(Book andClaimB&C)机制,该机制属于创新型环境效益分配机制,已在可再生能源领域得到广泛应用,在 航空业的试点测试也已完成。对于SAF产品,可 参照国内绿色电力证书交易体系框架,将SAF环境属性与能源属性分离。环境属性通过证书方式交易。

即依据SAF实际产量,在电子认证系统中登记SAF 供应量及碳减排量数据。SAF出厂后直接与普通航空燃料同步供应邻近机场,无需强制要求航司在本地机场加注含SAF燃料,按照普通航空燃料价格支 付;在远端枢纽机场,具有SAF采购需求的航司直 接加注常规航空燃料,按SAF掺混比例支付溢价差额,同步获得碳减排证书,同时在系统中核销相应数量的SAF及其碳减排量。该模式可增加生产商、调合商以及航司等相关方之间交易的便捷性,提供 灵活、高效的碳减排和绿色能源采购解决方案。

SAF环境属性与其能源属性分离基础 上,鉴于SAF的理化指标符合传统石油基航煤 标准,国际民航组织(International Civil AviationOrganizationICAO)建议推行“无差别保障”(Non discrimination AssuranceNDA)储运加注模 式,即SAF经调合处理后,经由机场现有供油基础 设施统一输送,实现SAF对所有航班的非歧视性供应。该模式可以最大化利用现有设施,规避重复 投资,提升供应链运行效率,最大程度实现产业链 碳减排。目前欧美地区枢纽机场已开展典型应用示 范,切实推动上述机制与模式的规模化成熟应用仍 需持续创新和完善。

3总结和建议

总体看,我国SAF产业仍处于发展初期,原料收储、技术研发、产业布局及储运加注等产业链 关键环节的绿色发展面临多重挑战,需国家相关部 门、科研机构、生产企业、航空公司等主体加强政 策统筹协同、完善应对策略,共同推动全产业链绿 色发展。

建议各级地方政府完善餐饮废油收储管理体系,建立分散收集与集中处理相结合的运行机制; 出台农林废弃物收储专项支持政策,明确收运、预 处理及储存设施的建设运营标准,提升原料收集效 率与供应稳定性。

组建SAF关键核心技术协同创新平台,整合“产学研用”创新资源,构建联合攻关机制;实施 技术储备专项计划,通过多学科交叉的“大兵团”作战模式提升研发效能;建立技术转移转化示范基 地,推动创新链与产业链深度融合。

建议重点构建SAF全产业链协同创新联盟,制定覆盖生产、储运、加注的全流程标准体系;研发 智能化监测与溯源技术平台,实现供应链全程可视 化管控;开展新型储运加注模式试点示范,建立商 业化推广的规范化应用场景。

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