气候行动

吃完火锅的废油能变成你下次航班的燃料吗?

中国正成为可持续航空燃料领域的重要参与者。 Image: Unsplash/Deniz Altindas

Giorgio Parolini
Lead – Aviation Decarbonization, World Economic Forum
Yiran He
Project Specialist, Industry Decarbonisation, World Economic Forum
本文章是 自然与气候中心 的一部分
  • 得益于丰富的原料、相对低廉的成本和迅速增长的可再生能源产业,中国正成为可持续航空燃料(SAF)领域的重要参与者。
  • 虽然目前中国主要依赖餐厨废油生产SAF,但受制于原料供应,中国必须探索醇喷合成燃料和电转液燃料等替代路径,以应对未来的挑战。
  • 中国在可持续航空燃料领域的快速发展及其可持续性标准,有可能对全球市场产生巨大的影响,并引发与欧盟和美国等主要经济体的贸易摩擦。

得益于相对低廉的成本、丰富的原料和全球增长最快的航空市场,中国正成为可持续航空燃料(SAF)领域的重要参与者。

中国是废弃油脂原料(如餐厨废油)的主要出口国,这些原料可用于生产SAF。SAF是一种喷气燃料,其生命周期碳排放量最多可比化石燃料少80%。通过优先发展本土SAF生产,中国可以快速扩建SAF炼油厂,并推动其航空脱碳进程。另外,中国不断增长的可再生能源项目和无法消纳的弃电量,为绿氢及其衍生的合成燃料(eSAF)铺平了道路。

预计2043,中国将成为全球最大的航空市场,而SAF正是实现这一目标的关键。

欧洲和美国等其他地区和国家也在努力发展SAF。但由于全球竞争、高昂的劳动力成本和有限的原料,欧洲在扩大生产规模方面面临挑战。尽管SAF炼油厂正在建设中,但一些项目因需求疲软、技术风险和财务问题而被撤销。

欧洲的燃料供应市场长期依赖进口。如果欧洲内部难以满足SAF的需求,中国能否帮助填补这一缺口?又或中国生产的燃料将留作自用?

世界经济论坛的“明日机场”倡议(Airports of Tomorrow)最近就上述议题开展了重点区域对话会。

中国在SAF领域的产业布局

根据“十四五”规划(2021-2025年),中国民航业计划到2025年实现累计消耗5万吨SAF的目标。

当前,国内已建成约每年40万吨的产能,其中90%以上用于出口,同时计划新增每年390万吨的产能。

中国已宣布及投入运营的SAF项目。 Image: 世界经济论坛

以餐厨废油为起点

中国提升SAF产能主要依赖于原料的供应以及对原料用途的优先级排序,特别是餐厨废油。餐厨废油可以通过加氢酯和脂肪酸(HEFA)工艺转化为SAF。HEFA路径可以将植物油、餐厨废油或脂肪转化为航空燃料,是目前的主流途径。

目前,中国有大量餐厨废油用于出口,主要买家包括荷兰、西班牙、意大利、英国,以及在2022年《通胀削减法案》激励措施出台后加入的美国。

中国出口的废弃食用油(单位:百万吨)。 Image: 美国农业部2023年中国生物燃料报告

提升餐厨废油的回收能力可以促进本地的生产和出口。但到2030年,人均消费预计将达到峰值,这将使餐厨废油原料的供应达到上限。

寻找餐厨废油以外的其他原料

由于餐厨废油的长期供应有限,中国必须投资于其他SAF生产技术路径。

其中一个选择是醇喷合成燃料,这一工艺使用甘蔗、玉米和柳枝稷等原料。然而,自21世纪初以来,中国一直有“不与粮争地”的粮食安全战略,避免燃料原料等其他用途与粮食生产用地之间的竞争。这与中国减少对外国粮食进口的依赖、增强农业自给自足的目标相一致。

考虑到这一“红线”,原料供应问题将可能限制醇喷合成燃料工艺SAF在长期内大规模生产的潜力。不过,预计在短期内中国仍可考虑利用生物基废料生产醇喷合成SAF。

电转液技术

由可再生电力、水和二氧化碳制成的电转液燃料,可能成为中国发展SAF长期可行的替代方案。尽管目前这是最昂贵的SAF生产方式,但它在减少碳排放和实现规模化生产方面具有显著优势。

一般认为最有前景的四种合成方式(从原料和成本角度)。 Image: “明日机场”和“清洁天空为未来”倡议

随着太阳能和风能发电成本的逐步降低,中国有望在生产合成燃料方面获得竞争优势。

国际能源署(IEA)预测,到2028年,中国将占全球可再生能源装机容量的近三分之二,且到2030年,太阳能和风能在中国将提供近一半的电力。

然而,“弃风弃光”问题,即多余的清洁电力因电网限制而被浪费,仍然是一大挑战。解决这一问题,中国可充分利用这些弃电,显著提高SAF的生产能力。

尚未发掘的潜力

2023年,中国可再生能源弃电量高达35太瓦时。根据世界经济论坛“清洁天空为未来”(Clean Skies for Tomorrow)倡议提供的转化比例,如果将这些电力全部用于生产电转液燃料,这一产量将几乎是中国2025年SAF消耗目标的20倍。

中国的“三北”地区拥有最大的绿氢和SAF生产潜力,但这些地区并非传统的航空枢纽。因此,为了促进SAF的更广泛使用,有必要考虑建设实体基础设施便于燃料运输到实际使用地,同时设置“SAF证书交易”系统。

SAF项目和中国最大的航空枢纽。 Image: 世界经济论坛/中国民航局《2023年全国民用运输机场生产统计公报》的旅客吞吐量/香港和澳门国际机场的数据来自公开信息

当然,要实现规模化电转液路径的生产,还需降低电解槽和直接空气捕获技术的成本。此外,考虑到其他行业同样需要绿色电力,政府还需考虑各行各业脱碳进程的优先级。

2005-2028年各地区可再生能源装机容量(单位:吉瓦)。 Image: 国际能源署(IEA)、世界经济论坛

激励措施及其地缘政治影响

在成熟的SAF市场,监管机构通过设定强制掺混令来推动行业增长。例如,欧盟要求航空燃料中SAF比例逐步提高,从2025年的2%开始,到2050年要逐步提高至70%。

相比之下,中国的SAF政策还在制定过程中。航空业的利益相关方认为,只有在确保需求能得到满足的情况下,才会设定强制掺混比例的要求。

我们组织的会议各方一致认为,供给侧措施和专项政策也可能增强行业和投资者的信心,例如颁布土地租赁激励措施,或考虑将SAF纳入国家核证自愿减排量项目。

尽管政府的激励措施可以推动规模经济并降低成本,但也可能引发国际关注。美国已有呼声,希望对包括餐厨废油在内的中国产品加征关税,这一呼声在总统大选后进一步加强。欧盟也已于7月确认对欧盟以外的生物燃料征收新关税

一些分析人士表示,如果欧洲认为中国的激励措施会威胁到其竞争力,类似的贸易措施也可能延伸到SAF领域。这些贸易行动的时机至关重要——行动过早,欧洲可能错过中国在SAF领域的进展给欧洲带来的益处;行动过晚,欧洲产业则可能进一步面临竞争力下滑的风险,就如电动汽车领域那样。

确保可持续性是关键

中国向欧盟及其他市场出口SAF的能力,还取决于其燃料和原料的可持续性。欧洲实行了严格的可持续性标准,以防止低碳燃料的大规模应用带来的负面影响,例如土地利用问题。

有鉴于此,中国民航局于2024年7月在四川省成都市成立了中国可持续航空燃料发展研究中心。作为中国首个官方可持续航空燃料专业技术机构,该中心已就三项国内标准进行了公开征集意见,这些标准涉及HEFA路径SAF以及SAF生命周期的碳评估。此举旨在建立行业基础,并使中国的SAF标准与国际市场接轨。

通过试点项目开启新篇章

凭借技术进步、原料供应及相关政策的支持,中国在重塑全球SAF市场方面处于强有力的地位。中国迅速采取行动,于2024年9月启动了其首个SAF试点项目

国航、东航和南航的12个商业航班将在四个机场加注SAF,并计划在2025年进一步扩大试点范围。

行业期待看到这些早期发展对中国中长期SAF路线图的影响。这一路线图不仅为国内产业提供指导,还会对欧洲及其他市场产生深远的影响。

本文原载于《中国日报》

本文作者:

Giorgio Parolini,世界经济论坛航空脱碳负责人

何依然,世界经济论坛大中华区工业脱碳主管

本文原载于世界经济论坛Agenda博客,转载请注明来源并附上本文链接。

翻译:狄陈静

编辑:王灿

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