让航空和船用燃料更清洁的三个步骤

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•按照当前发展轨迹,可持续燃料只能满足航空和航运需求中的一小部分。

•需要有利的政府政策,以提高两个行业中可持续燃料的生产和应用水平。

•还应建立更加严格、更加简化的监管框架。

《巴黎协定》(COP21)通过六年后,加之近期世界多地的封锁措施抑制了人为活动,减少温室气体排放以保障地球未来的努力,已经从基于各国国家自主贡献(NDC)的国家层面行动,转向两个关键领域:航空和航运。由于其国际性质,这两个领域最初并未被纳入COP21的相关规定范围之内。

在这两个行业中,当务之急是以无碳或低碳替代品取代碳基燃料;如果这两类替代品在所需的性能、规模和成本水平上都无法立即实现,则至少应采用本地低碳替代品,以尽量减少将大量燃料从生产地运至使用地所产生的排放。在新兴和未来燃料上叠加有效的可持续性标准,并通过利用现有基础设施尽量减少额外资本投入,同样重要。

2019年,国际民用航空组织报告称,可持续航空燃料(SAF)的商业产量在2016至2018年间平均达到每年645万升,并估计到2032年,SAF产能可能达到每年最多650万公吨(80亿升)。到2032年,SAF产能可能达到每年最多650万公吨(80亿升)。

将这些数字与整体全球航空燃料市场进行比较(该市场在2020年估计为2.15亿吨,预计到2026年将达到约4亿吨),我们可以看到,即使在十年后,若当前发展速度保持不变,SAF的市场渗透率仍将处于个位数百分比。因此,迫切需要加快SAF的应用和生产。

同样,随着船用燃料“IMO 2020”标准的实施,船用燃料的硫含量降至此前标准的七分之一以下,这推动了该行业在气候减缓方面迈出积极步伐。IMO 2020标准的实施,船用燃料的硫含量降至此前标准的七分之一以下,这推动了该行业在气候减缓方面迈出积极步伐。然而,低硫船用燃料不一定是低碳燃料;事实上,为生产符合国际海事组织标准的燃料,炼油厂所需的深度脱硫工艺会在短期内略微增加航运业的全生命周期温室气体(GHG)排放。

国际和国家层面对三个关键基础性问题的应对措施,将主要决定SAF和SMF(可持续船用燃料)未来的应用速度:

1. 经济性

现有石油炼厂和原油全球贸易的规模经济效应,相较于生物精炼厂和生物原料全球贸易而言极为显著,这使新兴燃料在资本效率和投入成本方面均处于不利地位。要拉平这一竞争环境,非原油类可再生碳原料需要政策支持。这将有助于建立稳健、充足的供应链,并在中期内降低SAF和SMF的成本。

2. 界定可持续燃料

对可持续性的明确定义、并获得广泛认可同样重要。有观点认为,化石基航空和船用燃料本身的实际全生命周期温室气体排放水平存在差异,这取决于所用原油的种类、具体加工方式,以及供应链中原材料和产品的运输距离和运输方式。探索减少这些净排放因素的方法也具有价值,因为在可预见的未来,化石燃料仍将是航空和船用燃料的主要组成部分。

SAF要真正开始减缓航空排放,仍有很长的路要走。Image: 国际航空运输协会(IATA)

3. 监管

灵活且具有全球协作性的国家监管框架,是最后也是至关重要的组成部分。对可持续性参数和碳排放成本形成共同理解的工作,早已迫在眉睫。

这一方向上近期一项出色的进展是CORSIA合格燃料(CEF)的分类,该分类清晰界定了可参与航空碳市场的替代航空燃料的边界条件。废弃物基原料(例如废塑料或一氧化碳等工业排放气体)可能并不属于可再生资源,但可以回收利用,以减少对化石燃料开采和加工的需求,因此必须纳入可接受的替代燃料范畴。

理想情况下,如果两种含量最丰富的温室气体——二氧化碳和甲烷——能够被利用,且在全生命周期内用于加工它们的碳基能源消耗量,低于所利用的温室气体总量,那将是最理想的结果。氢能和太阳能等非碳可持续能源解决方案,也必须继续在这些行业中保有投资潜力。

2021年达沃斯论坛——构建通往航空业净零排放之路——英文版
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在将可持续可运输燃料推向市场的过程中,耗时尤长的一个环节是认证和资格审定流程。该流程必然涉及原始设备制造商、发动机制造商、燃料生产商、标准化机构和监管机构,并且需要在所有可能生产、储存或使用该燃料的国家,于政策支持框架内推进。

举例来说,八种不同的替代航空燃料路径(不一定同样可持续)耗时十年,才获准用于飞机,并纳入广泛采用的ASTM D7566标准。根据所选路径的不同,这些路径生产的燃料可与化石航空煤油以10%至50%的比例掺混用于商业用途。这本身增加了供应链的复杂性:需要对各组分进行测试,在其符合规格后进行掺混,然后在飞机将混合燃料注入发动机之前再次对混合燃料进行测试。

然而,对于无需与化石燃料掺混即可直接使用的SAF路径,应给予额外的推动和激励。此外,过去十年间,已有大量数据可用于分析这些多种生产路线的燃料成分,以及实时生成的性能和安全数据。因此,有充分理由部署数据分析和人工智能(AI),在不损害可操作性或安全性的前提下,缩短审批时间。

世界经济论坛在为减少航空碳足迹方面正在开展哪些工作?

随着数据分析能力的不断发展,对技术和供应链替代方案进行基于可持续性标准的实时、透明评估,应成为标准做法,这不仅适用于从ESG投资者角度出发的个别燃料生产商和使用者,也应使政策层面能够对各全球区域的最佳选项进行优先排序。

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