在應對氣候變化的努力中,航空減排一直是全球關注的焦點,國際民用航空組織(ICAO)於2023年11月制定了全球航空業減排目標,即到2030年國際航空二氧化碳排放量減少5%。在全球減排共識的推動下,可持續航空燃料產業迎來了蓬勃發展的時機。各國政府紛紛加速佈局,致力於發展可持續航空燃料(SAF),以應對日益嚴峻的碳排放壓力。
作為新興領域,不同國家和地區在發展可持續航空燃料產業過程中採取的措施略有差異,這些差異性體現了各自在技術路線、資源優勢還有政策導向方面的考量,本文將以英美歐盟國家為例,分析其在航空燃料的可再生途徑、原料來源及其可用性等方面的差異性,探討推動SAF普及的政策以及建立航空燃料產業面臨的挑戰,為從事相關領域事務者提供一些參考。
1. 減排目標
- 美國提出了“SAF大挑戰”計畫,旨在到2030年實現每年30億加侖的國內可持續航空燃料產量,使溫室氣體排放減少50%。到2050年,將增加到國內航空噴氣燃料使用量的100%。
- 英國的SAF法案將於2025年1月開始實施,目標是到2030年將溫室氣體排放減少10%。歐洲的ReFuelEU航空法規要求到2030年,噴氣燃料中6%必須是可持續航空燃料,到2050年更提高至70%。
2. 減排目標
關於燃料是否可稱為可持續航空燃料,目前有兩種不同的檢驗方法:
- 英國的政策是基於溫室氣體減排的方式,與煤油相比,如果具有50%溫室氣體減排的可持續航空燃料,它在燃料中占比為50%,相當於具有100%溫室氣體減排的可持續航空燃料在燃料中占比為25%。
- 美國和歐盟國家是基於體積法的方式,要被視為可持續航空燃料,燃料必須滿足或超過最低溫室氣體減排。美國的溫室氣體閾值為50%的減排,而歐盟的閾值為65%(對於電力轉液體為70%)。
3. 原料來源
根據國際能源署(IEA)的資料,截至2023年底,全球可持續航空燃料生產主要依賴於四類原料:
- 種植作物: 這些作物包括油料作物,如油菜籽和大豆,是最廉價的原料之一,易於轉化為航空燃料。目前有超過30%的可持續航空燃料生產項目採用這種原料。
- 油脂或脂肪廢料: 這些廢料包括使用後的食用油和動植物脂肪,是轉化為航空燃料的廉價原料之一。約20%的可持續航空燃料生產項目採用這種原料。
- 固體生物質和廢棄物: 這些原料包括農業廢棄物、森林殘渣和城市生活垃圾等,需要更多的處理過程才能轉化為航空燃料。儘管成本較高,但仍有約15%的可持續航空燃料生產項目採用這種原料。
- 電力和二氧化碳: 這是一種新興的生產方式,利用電解水制氫,再與二氧化碳反應製造簡單的碳氫化合物,PtL技術是一種直接從電力源產生的低碳或零碳燃料的生產方式。根據IEA的資料,約10%的可持續航空燃料生產項目採用這種原料。
由於對土地資源的需求和食品安全的考慮,英國和歐盟的SAF法案不允許農作物作為可持續航空燃料原料,主要利用廢棄物和再生資源生產可持續航空燃料,如廢油脂、固體生物質和廢料等。美國則更加傾向于利用農作物等傳統原料生產可持續航空燃料。儘管油質廢棄原料是最便宜的轉化成可持續航空燃料的原料,但並不能滿足需求,因此需要其他廢棄原料以及電力轉液體(PtL)轉化途徑。因此,英國和歐盟的法案對PtL設有子目標,但美國沒有明確設定PtL或基於廢棄物的SAF的目標。
4. 製造安全的可持續航空燃料
航空燃油品質的國際標準由 ASTM(美國材料與試驗協會)制定。該協會制定了常規噴氣燃料標準(ASTM D1655)和 “含合成碳氫化合物的航空渦輪燃料標準規範”(ASTM D7566)。它描述了每種合格的 SAF 生產途徑的燃料品質規格。
要將新的 SAF 生產途徑納入 D7566,燃料必須經過廣泛的測試,以確定與傳統噴氣燃料的最大混合比例,並證明這種混合燃料適合使用。目前,美國材料與試驗協會(ASTM)認證了 11 種SAF 生產途徑,另有 11 種正在評估中。
各國政府因地制宜,在發展可持續航空燃料產業過程中充分發揮自身優勢,從減排目標、原料選擇、生產途徑至檢驗標準等都略有差異,但殊途同歸,只有符合ASTM制定的燃油標準才能進入航空市場,為減少碳排放作貢獻。
5. 技術挑戰與創新
根據國際能源署(IEA)的資料,截至2023年底,全球已有超過60個可持續航空燃料生產項目處於開發或計畫階段。其中,約60%的項目採用生物質轉化技術,20%採用電力轉化技術,其餘20%採用其他技術路線。這些項目的總產能預計將達到每年約20億加侖,其中超過50%的產能將集中在美國、歐洲和中國。
儘管可再生航空燃料技術已經存在多年,但仍面臨著技術挑戰。其中,生產成本高、技術成熟度低、原料供應不足等是主要障礙。據國際航空運輸協會的資料顯示,目前可再生航空燃料的生產成本比傳統燃料高出50%以上。因此,需要持續的技術創新和研發投入,以降低生產成本、提高產能和改善燃料品質。
隨著全球航空業的發展,減少碳排放已成為共同的責任。SAF 是一種全球交易商品,無論是投資方、從事相關國際貿易者還是政府決策者,都有必要關注並及時瞭解各國在可持續航空燃料領域的最新動態,以便更好地作出應對決策。只有通過共同努力,我們才能更好地應對氣候變化,為未來航空業的可持續發展鋪平道路。
資料來源:https://www.innovationnewsnetwork.com/what-makes-aviation-fuel-more-sustainable/47028/