什么是可持续航空燃料?为什么只有0.1%的航班使用它?

Planes will need to carry high volumes of sustainable aviation fuel to make long-haul flights.
Sustainable aviation fuel ... Planes will need to carry large volumes in order to complete long-haul flights.Image: Unsplash/Philip Myrtorp
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  • 航班是排放的巨大来源,但航空公司可以通过转向使用可持续航空燃料(SAF)来减少其碳足迹。

  • SAF是一种生物燃料,即由植物或动物材料而非化石燃料制成,与传统喷气燃料相比,它有可能将航空业的温室气体排放减少多达80%。

  • 世界经济论坛的“明日清洁天空联盟”汇集航空业领袖和政府部长,旨在帮助以对环境负责的方式增加SAF的使用。

一次长途航班可以在几个小时内产生的碳排放,超过56个不同国家的普通人一整年所产生的排放量。那么,航空业能否最终与净零排放的世界相兼容?

航空公司减少排放的途径之一,是从使用石油基燃料转向使用一种名为可持续航空燃料(SAF)的低碳替代品。

航空业约占全球碳排放的2.5%。Image: Our World in Data

英国政府近日表示,希望通过推动SAF的生产和使用来提升其产量,具体措施是规定到2030年,至少10%的航空燃料须采用可持续材料生产。

此外,首架搭载SAF的大型客机跨大西洋飞行于2023年11月下旬成功完成,证明此类航程是可行的。

但究竟可持续航空燃料包含哪些成分,它为何未被更广泛地使用?

什么是可持续航空燃料?

国际航空运输协会(IATA)的成员航空公司已承诺,到2050年实现其运营的净零碳排放。它们表示可持续航空燃料可帮助它们将排放减少65%。

可持续航空燃料之所以能做到这一点,是因为它是一种生物燃料,即由植物或动物材料而非化石燃料制成。英国石油公司(BP)使用食用油和动物废脂肪生产SAF。其他选择包括使用农业和林业废弃物,或城市垃圾。

可用于生产可持续航空燃料的生物材料。Image: CORSIA

然而,SAF仍需与由化石燃料制成的传统航空燃料混合使用。目前规定SAF最多可占混合燃料的50%,但业界希望航空公司能够在2030年前使用100%的SAF。

行业的一个重点是确保SAF可作为传统喷气燃料的“即插即用”替代品,这意味着无需改装飞机发动机即可使用它。

SAF能减少多少排放?

SAF有严格的可持续性标准。要被认定为可持续,其与当今石油基喷气燃料相比,温室气体排放至少须减少50%。

但研究表明,它的减排效果远不止于此,可达到与传统喷气燃料相比减排高达80%。

而下一代可持续航空燃料可实现85%至95%的二氧化碳减排。它们将由生物质(包括藻类、作物残余物、动物废弃物和林业残余物)以及日常垃圾(如产品包装和食物残渣)制成。

由生物质制成的SAF可接近碳中和。Image: IATA

据IATA称,对于由生物质制成的SAF,这些植物在生长阶段吸收的二氧化碳,与燃料使用时排放的量大致相当。这将使SAF实现碳中和,但由于运输原材料和精炼燃料所需的能源,SAF生产过程中仍会释放一些排放。

为什么SAF的使用量没有更多?

购买SAF的协议数量正在增加,具体见世界经济论坛的《可持续航空燃料:承购手册》,该手册由其“第一推动者联盟”中的航空业成员共同编制。

购买SAF的协议数量正在增加,但仍处于较低水平。Image: 世界经济论坛

但生物基燃料目前仅占航空燃料总消费量的约0.1%。那么,为什么它们没有得到更广泛的使用?

欧洲议会表示,阻碍因素包括新技术和新生产方法的高昂成本。“目前尚无在成本上可与传统喷气燃料相竞争的可持续航空燃料”,美国联合航空公司首席执行官斯科特·柯比(Scott Kirby)向《金融时报》表示。

总体而言,欧洲航空业向清洁燃料转型需承担4400亿欧元(4850亿美元)的费用,据行业估算。

废弃物基原料短缺是另一障碍,欧洲议会表示。这也是为何需要更广泛的原料用于SAF生产,据非营利组织环境与能源研究所(EESI)称。

“没有任何单一的可持续原料能满足所有需求,行业需要利用一系列选择,”该观点来自世界经济论坛报告《明日清洁天空:可持续航空燃料作为实现航空净零排放的途径》。“环境完整性是选择合适原料的关键。此外,SAF不得威胁粮食安全,也不得引发间接土地利用变化。”

需要更广泛的原料,以扩大SAF的生产和使用。Image: EESI

与SAF有关的另一问题是其能量密度低于传统喷气燃料。这意味着1升喷气燃料所含能量多于1升SAF,因此使用喷气燃料可以比使用相同量的SAF飞行远得多的距离。

因此,飞机需要携带大量SAF才能执行长途航班,而如此大的用量可能变得不切实际。

SAF的商业化

那么,航空业如何将SAF商业化?

严格的测试和认证流程对于确保SAF符合航空业严格的安全标准至关重要。

扩大供应仍是一大障碍,航空运输行动小组估计,到2050年将需要3.3亿至4.45亿吨SAF。为弥合这一缺口,需要大量财政投资,预计在未来几十年需要1万亿至1.5万亿美元。

2024年7月,空客、法荷航集团、澳洲航空及其他合作伙伴共同投资了一项SAF融资基金,以加速SAF的生产。

此外,下一代原料的开发(除生物质外,还包括氢气和捕集的二氧化碳)以及国际认可的工艺,对于将SAF产能扩展至当前水平之外至关重要。

扩大SAF规模

随着SAF需求增长,碳市场在激励生产和投资方面发挥着日益重要的作用。这些市场为航空公司及其他利益相关方提供了一种机制,通过支持SAF项目来抵消其排放,从而为生产商创造额外的收入来源。

据世界经济论坛的《可持续航空燃料供应扩展》报告,机场可以充当中立的撮合者,鼓励SAF合作、提高公众认知,并通过激励措施推动SAF加注。

报告还称,原始设备制造商(OEM)也可以确保未来发动机、燃油系统和飞机与100%的SAF兼容。

欧洲议会表示,政府需要制定有助于推动SAF生产规模扩大、同时降低成本的政策。为企业提供长期政策的确定性,可以降低投资风险,进而有助于推动生产技术和创新原料的研发与商业化,BP表示。

论坛的“明日清洁天空联盟”汇集航空业领袖和政府部长,以帮助制定可使SAF在经济上更具可行性的干预措施和框架。

欧盟的飞机必须部分使用可持续燃料。
欧盟的飞机必须部分使用可持续燃料。
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