文/兰孟彤 高慧 吴谋远，中国石油集团经济技术研究院，石油石化绿色低碳
航空业是交通领域减排最难最慢的部门，全球航空业已制定积极目标，即提出2050年实现净零排放。我国民航业仍处在成长期，发展与减排矛盾突出。航空业可以通过多种措施来减排，应用可持续航空燃料（SAF，Sustainable Aviation Fuel）是被公认的净零排放主要技术路线。SAF是一种用于商业航空的液体燃料，指由可再生资源或废弃物制成且通过安全性认证和可持续认证的航空燃料，目前供需缺口巨大。我国民航运输市场体量巨大，正在逐步建立民机产品体系并提升产业能力，但在SAF发展方面与欧美等国仍存在一定差距。
1SAF需求前景广阔，在中国市场发展空间大
1.1航空业减排面临巨大挑战，国际组织积极推动
全球航空业碳排量占交通领域排放量12%，在二氧化碳排放总量中占比为2%。由于航空运输对功率、运距、载重量和安全的要求严苛，当前业界公认航空发动机将长期延续现有技术。在碳中和目标下，国际航空业制定了积极的碳减排计划。国际民航组织（ICAO）建立了全球第一个行业减排机制“国际航空碳抵消和减排机制（CORSIA）”，已确定2050年前实现国际航空业净零排放的目标。截至2022年7月，在ICAO所有193个成员国中，已有133个国家（包括中国）自愿提交国家行动计划，覆盖全球航运业务量的98.2%。CORSIA2021—2023年为试点阶段；2024—2026年为第一阶段，可自愿参加；2027—2035年为第二阶段，国际航空运输吨公里收入（RTK）超过0.5%或累计全球国际航空运输RTK占比超过90%的国家将强制参与。
1.2SAF将在航空业减排中发挥重要作用
与传统航煤相比，SAF可实现全生命周期内减少50%～90%二氧化碳排放，是2050年以前实现国际航空业净零排放的主要技术路线。2022年，全球消费SAF约8万吨，仅占航空燃料总量的0.02%。国际航空运输协会（IATA）预测，2025年和2030年全球SAF需求量将分别达到600万吨和2000万吨；到2050年，SAF将承担航空业65%以上的减排贡献。
中国是全球第二大航煤消费国，国内航煤消费量在疫情前（2019年）为3684万吨/年；2020—2022年受疫情影响均出现30%左右的下滑；2023年随着旅行限制的解除，国内航空客运量明显恢复。随着国内中等收入群体规模持续扩大，民航业发展仍处在成长期，预计2025、2030、2035年国内航空燃料消费量将分别达到5000、7000和8000万吨左右，由此带来的发展与减排矛盾更加突出。预计2035年我国民航业有6亿吨以上的二氧化碳排放权缺口。与欧美相对成熟市场以及其他新兴市场一样，中国航空业需要在保持业务增长的同时应对降低碳排放的挑战，对SAF需求量巨大。
1.3SAF产业发展基于政策驱动
作为高成本技术，当前形势下SAF的推广离不开政策的助力。欧盟在2022年提出从航空碳排放交易体系（ETS）中支取16亿欧元，用于补贴航司的SAF应用。与欧盟思路不同，美国从法律层面明确了对SAF的补贴等政策支持，但没有做出强制性要求。2021年11月召开的联合国气候大会上，美国联邦航空局（FAA）发布了《航空气候行动计划》（AviationClimateActionPlan），该计划以推广可持续航空燃料（SAF）、开发新的飞机和发动机技术、
加强政策法规引导等为主要着眼点，在整个航空生态系统确定了多个促进创新和推动变革的具体行动举措。美国通过《减少通胀法案》，给予使用特定SAF的航司1.25～1.75美元/加仑的退税优惠。
欧美为SAF产业提供了强有力的政策支持，也使其成为当前全球SAF主要的生产和消费区。欧盟将在2025年起率先强制航司使用SAF。根据欧盟2023年10月颁布的《欧洲议会与欧洲理事会有关确保可持续航空运输保证公平竞争环境的条例》（ReFuelEUAviation法规），2025年起，所有从欧盟机场起飞的航班，无论其目的地是在欧盟内部还是外部，都必须使用2%SAF与传统煤油混合的燃料，到2030年占比需达6%；到2035年占比需达20%；到2050年占比需达70%。
1.4中国SAF市场尚处于初级阶段
在消费侧，根据当前政策和规划，中国航空公司整体处于市场认知阶段，尚无公开明确的SAF商业飞行计划，仅实施试飞活动，且试飞后并未趁热打铁加大力度推行商飞，未对SAF产生真实需求，导致中国航空公司依旧停留在SAF应用的起步阶段。在供给侧，市场仅有极少数企业具备SAF实际生产能力，整体规划产能在15万吨/年左右，仍处于试生产阶段，尚未有规模化的产能。
我国《“十四五”民航绿色发展专项规划》提出，力争“十四五”期间SAF消费量达到5万吨、2025年当年达到2万吨。相较于我国约3000万吨/年的航油消费量，该目标略显保守，但发展SAF的方向已明确。
2SAF产品适用性好，技术路线明确
SAF研发重点是燃料性能、可操作性和兼容性，包含生物航煤和合成航煤两大技术方向。其中生物航煤以糖类和油料作物、餐厨废油、农林废弃物等为原料；合成航煤以二氧化碳和绿氢为原料。
截至目前，全球有11种SAF生产工艺获批，与航空煤油最大混合体积比例不超过50%，具体见表1。
其中，加氢酯和脂肪酸煤油（HEFA-SPK）即通常所说的生物航煤主流技术，是目前唯一实现商业化的成熟路线；但因其以油料作物和餐厨废油为原料，原料供应规模受限，未来产能增长空间有限。目前全球绝大多数SAF项目以及我国已投产和计划投产的项目均采用该路线。二氧化碳加氢合成航煤有望实现低碳或零碳生产，受到各国高度关注，研发示范步伐加快。
航空业和石油公司对SAF表现出浓厚兴趣并开展合作。从航空设备制造方来看，空客、波音等大飞机制造商，罗尔斯·罗伊斯、通用电气、赛峰集团等航空发动机巨头以及德国航空航天中心等已联合进行过多次100%SAF成功试飞，阿联酋航空公司完成A380的100%可持续航空燃料试飞。2022年全球已有超过45家航空公司的37万架次航班使用过SAF。2023年全球有77个机场（主要在欧美地区）提供SAF掺混加注服务，其中持续供应和分批供应的机场分别为52和25个，全球待执行的SAF采购协议达到500万吨以上。国际航空运输协会预测，2025年全球SAF使用量将达到700万吨；2030年将达到2000万吨。
从石油公司看，壳牌提出2025年SAF产量达到200万吨，该目标是2022年全球SAF消费量的25倍，届时SAF在其航空燃料销售额中占比将达到10%以上。壳牌已开始为阿姆斯特丹、洛杉矶、香港和新加坡机场供应SAF，正寻求扩大在美国的SAF生产，并通过试点项目向北美、欧洲和亚太地区的航空公司和其他客户提供SAF。中国石化镇海炼化10万吨/年生物航煤项目已投产，我国向SAF商业化发展迈出了第一步。
3能源央企发展SAF业务具备较好基础
能源央企为我国主要航煤供应商，在国内市场中占比极高。近年来，在发展SAF产业技术上，能源央企在交通燃料低碳转型方面积累了一定的技术基础。中国石化2009年启动SAF研发，其后开展了一系列示范性生产；中国石油于2011年完成首次生物航煤验证飞行，在“十三五”和“十四五”期间开发了生物航煤工艺包。在构建SAF生产销售业务链上，我国已获得生物航煤适航许可，使用SAF可为航空公司带来环保和减排收益，其额外成本可通过旅客燃油税或政策补贴进行分摊。
当前生物航煤与生物柴油产业有共同原料，可能发生产能竞争；但生物航煤的减排效应远大于生物柴油。目前我国生物柴油年产量约300万吨，仅可替代普通柴油消费量的1.36%，替代比例小、减排效应弱；且由于国内未出台强制性掺混比例要求，95%以上产品出口到欧洲。如果同样的原料用于生产生物航煤，可替代航煤消费量（疫情前，2019年3684万吨）的8%，减排效应可观。
长期看，合成航煤发展空间广阔，能源央企也有自主开发或合作发展的机会。以二氧化碳和绿氢合成航煤是SAF各种生产工艺中备受关注的研发方向。我国能源结构低碳化多元化发展以及风光发电和电解槽成本快速下降，有望带动绿氢产业化发展，为多种用氢过程低碳化、二氧化碳化学利用、能源化工产业耦合发展创造条件。清华大学开发了国际领先的二氧化碳加绿氢合成航煤技术（CO2AF），先用合成气一步法制C8～C12粗航煤，再加绿氢改质后产出航煤产品，产品收率达到90%。该工艺处于示范阶段，具有较高的技术推广和商业发展前景。
4我国在SAF发展方面存在的问题与挑战
当前SAF产业面临生产成本高、原料供应受限的约束。在生产成本方面，燃料成本占整个民航业运营成本的25%～40%，SAF成本为传统航煤的2～8倍，高成本成为制约SAF规模化推广的首要因素。在原料供应方面，已获认证的多种生产工艺都面临原料可得性和规模化收集问题。面向长远，理想的技术方案是利用二氧化碳和绿氢合成SAF，但这一工艺还有一些商业模式问题待突破。因此需要相关的政策激励及技术升级，以降低电解产氢和碳捕集成本，从而降低合成燃料成本或提高转化率，增强生物燃料竞争力。对于我国来说还面临以下问题。
4.1顶层政策引导不足，统一的标准有待进一步明确
SAF产业具有较强的政策驱动属性，政策导向对行业发展具有重要影响。近年来，美国、欧洲等多个国家及国际组织纷纷出台民航运输减碳计划，此类政策对SAF等生物燃料的发展起到最直接的推动作用。政策中均提到SAF将在未来减碳行动中扮演重要角色，并明确未来需达到的年产量及基础设施建设等具体目标。其中，欧盟计划在2025年生产能力达到850万吨/年（油脂加氢技术为主、醇喷合成技术为辅）；美国计划到2030年将产能提高至900万吨/年（醇喷合成技术为主、油脂加氢技术为辅）。
我国并未对SAF产能等方面作出明确规定，现行的SAF制度规则以分散的调控政策为主，尚未形成全面的框架规则，法律约束力还需进一步加强。仅中国民航局于2022年发布《“十四五”民航绿色发展专项规划》，力争“十四五”期间SAF消费量达到5万吨、2025年当年达到2万吨，但并非强约束性目标。按照我国航空煤油总消费量3684万吨/年（2019年），则2025年SAF消费占比仅为0.1%；而同期欧盟计划的平均占比将达到2%。预计到2030年，全球需要生产230亿升（2300万吨）可持续航空燃料以实现气候目标，相对于2022年产量3亿升（30万吨），是一个巨大的跃升。
目前，我国关于SAF的针对性补贴、碳抵消机制等仍存在制度空白；是每个规则单独制定可持续性标准，还是直接援引民航局的可持续性适航标准，可能会存在不同主管部门制定不同标准的情况。
4.2供应链体系与国际先进水平存在差距
从整体看，中国SAF产业链各环节仍处于初级阶段，对其消费没有强约束力目标，发展路径也需要进一步明确。当前，美国、德国、芬兰等燃料生产大国已在积极推动SAF供应链体系走向成熟。我国在该领域也有一定尝试，但规模较小。与欧美相比，我国SAF供应链存在产能不足、成本过高等问题，需尽快建立成熟、稳健的生产供应体系，以提高我国产业链体系水平。
4.3SAF认证流程繁琐、成本高昂、约束条件苛刻
美国材料与试验协会（ASTM）D4054是评估新型航空燃料和燃料添加剂的核心标准操作规程。整个测试由航空原始设备制造商（Original Equipment Manufacturer）主导，评估过程反复迭代，异常严格。目前SAF认证需要3～5年时间以及500万美元以上成本，全流程费用支出达1000～1500万美元，且耗费大量燃料样品，对于很多新兴燃料供应商也是一个沉重的负担。缩短认证时间并降低认证成本已经势在必行。2020年1月ASTMD4054快速认证附件得到批准，但通过该附件认证的SAF最大混合比例被限制在10%以下。虽然ASTM认证流程仍有简化空间，但随着技术不断进步，对SAF性能规范的要求只会收紧而不是放宽。
5结论及建议
5.1加快相关政策制定，从顶层设计引导完善产业总体布局
我国民用航空业在快速增长的预期下，碳排放总量也将相应增长。航油是造成碳排放的主要来源，也是碳减排的重要突破口。提前布局SAF产业化发展，不仅有利于上下游产业链的完善，也能为中国参与全球航空业碳减排规则的制定制造条件。建议国内相关部委联合制定政策，作出顶层设计，推动标准认定，统筹推进，争取赢得航空业绿色发展的主动权。明确SAF纳入碳排放权交易，减排量纳入航空公司排放强度下降指标考核体系。
5.2积极探索新工艺新原料，逐步实现燃料扩产降本
一是工艺方面，加氢酯和脂肪酸煤油（HEFASPK）为现阶段较合理路线，宜应用油脂加氢技术规模化制备SAF，在各地建立废弃油回收机制，就近回收、合理布局扩大生产规模，探索适合我国的商业模式。
二是原料方面，可持续航空燃料的成本主要取决于原材料成本，而大规模专门种植的能源作物成本可控，产量和品质都有保证。在沙荒地、盐碱地和滩涂地等边际土地种植8000万亩超级芦竹来生产SAF，即可满足我国每年3700万吨航空煤油的需求。鉴于我国土地资源多样且丰富，在《中共中央、国务院关于做好2023年全面推进乡村振兴重点工作的意见》等文件指导下，建议在不触碰耕地红线的前提下，在我国西北、东北、华北等盐碱地区积极探索盐碱地、湿地植物、微藻类原料发展，逐步扩大种植超级芦苇等能源作物。
5.3加大科研投入，加强产业联合以推动技术创新
支持SAF技术路线的多元化发展，引导企业与科研机构强化技术创新。石油石化类企业持续跟踪清华大学等高校的核心技术及其示范项目进展情况，尝试联合研究、攻关和示范，寻找并扩大双方在技术成果商业化应用中的收益交集，扩大炼化业务二氧化碳利用新路径。
5.4加快建设运营生物航煤示范项目，推动石油石化类央企与航空类央企开展战略合作
推动能源央企生物航煤示范项目，产品定向供应给航空公司，联合航空公司争取国家和地方支持性政策，扩充低碳清洁能源产品结构，树立低碳燃料供应标杆，实现绿色发展新境界。基于示范项目等试点应用经验，结合各地原料供应条件、SAF制备基础设施条件等情况，从需求侧加大对SAF应用的支持力度，扩大可加注SAF的机场范围。