觀點(diǎn)每年約占全球碳排放總量的3%航空業(yè)碳排放10二氧化碳當(dāng)量航空業(yè)減少溫室氣體排放和降低運(yùn)營(yíng)總碳排放強(qiáng)度主要有三條途徑：可持續(xù)航空燃料（SAF）、氫氣和電氣化。本文主要就SAF和氫氣作商用航空的兩種主要燃料來(lái)源進(jìn)行分析。227月獲批。隨后，霍尼韋爾與美國(guó)國(guó)燃料公司安裝了首個(gè)采用霍尼韋爾技術(shù)的商業(yè)可再生噴氣燃料生產(chǎn)裝置；的商業(yè)航空公12工藝生產(chǎn)UOPEcofining?11種生物基原料（如動(dòng)物脂肪、廢食用油、黃色油脂）轉(zhuǎn)化為可再生柴油、可持續(xù)航空燃料和綠色石腦油。截2022326家工廠運(yùn)行。霍尼韋爾認(rèn)為，SAF是全球航空業(yè)脫碳的優(yōu)秀選擇。根據(jù)國(guó)際能源署航空排放數(shù)據(jù)HEFASPK20117ASTMD75662》氫能航空燃料對(duì)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的影響目 錄航空業(yè)脫碳 霍尼韋爾觀點(diǎn)可持續(xù)航空燃料（SAF）和氫燃料的對(duì)比分析 2摘要 4可持續(xù)航空燃料 5原料可用性 5碳排放強(qiáng)度 6基礎(chǔ)設(shè)施再利用 8對(duì)比氫氣的結(jié)構(gòu)價(jià)格優(yōu)勢(shì) 8航空旅行需求的非彈性特征 10氫燃料 11氫氣的能力優(yōu)勢(shì) 11體積能量密度障礙 11支持基礎(chǔ)設(shè)施 11氫氣、傳統(tǒng)JetA與SAF的碳排放強(qiáng)度對(duì)比 12市場(chǎng)發(fā)展路標(biāo) 13霍尼韋爾—推動(dòng)航空運(yùn)輸?shù)奈磥?lái) 14對(duì)可持續(xù)發(fā)展的承諾 15摘要摘要目前，通過(guò)加工脂肪、油和油脂（統(tǒng)稱(chēng)為“FOG”）生產(chǎn)的SAF已被視為一種成熟的生產(chǎn)路線(xiàn)，但預(yù)計(jì)原料供應(yīng)量?jī)H夠滿(mǎn)足2030年之前的需求3。2030年以后，乙醇制航空燃料（ETJ）和生物質(zhì)制液體燃料（BTL）等其他SAF路線(xiàn)將成為下一批能夠滿(mǎn)足SAF需求的可行原料，其原因主要在于三方面：1低碳排放強(qiáng)度下原料的可用性1低碳排放強(qiáng)度下原料的可用性2再利用的潛力基礎(chǔ)設(shè)施3與氫氣相比的結(jié)構(gòu)價(jià)格優(yōu)勢(shì)盡管氫氣具備一些有吸引力的物理特性（例如：高比能、當(dāng)配送網(wǎng)絡(luò)成熟時(shí)具備極低生命周期排放潛力），但要實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模，還需要應(yīng)對(duì)幾個(gè)挑戰(zhàn)：一是飛機(jī)燃料需要液態(tài)氫以滿(mǎn)足操作和安全要求；二是液態(tài)氫的低體積能量與常（管道和儲(chǔ)存）需要擴(kuò)充；四是氫液化需要新的投資。此外，其他難以減排的行業(yè)（如鋼鐵和水泥制造業(yè)）對(duì)氫燃料的爭(zhēng)奪也可能會(huì)導(dǎo)致低C.I.氫（即低//綠氫）的市場(chǎng)價(jià)格上漲?？稍偕鷼涞目捎眯钥赡軙?huì)受到電解槽調(diào)試速度和電網(wǎng)脫碳速度的限制，后者也會(huì)受到其他行業(yè)電動(dòng)化步伐的影響，導(dǎo)致電力總需求增加。根據(jù)霍尼韋爾內(nèi)部市場(chǎng)分析和預(yù)測(cè)按體積計(jì)算數(shù)據(jù)4│可持續(xù)航空燃料1原料可用性1原料可用性以可持續(xù)10億千噸生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為C.I.燃料可減少碳排放80%~94%500億加侖C.I.的產(chǎn)量至關(guān)重要。在使用當(dāng)前原料和當(dāng)前農(nóng)業(yè)工藝的情況下，要滿(mǎn)足未來(lái)SAF需求，需要將用地?cái)?shù)量增加至原來(lái)的兩倍。然而，隨著農(nóng)業(yè)實(shí)踐的不斷發(fā)展和利用糖或生物質(zhì)作為原料的下一代生產(chǎn)路線(xiàn)的不斷改進(jìn)（BTL）C.I.SAF增量需求所需的額外用地預(yù)計(jì)將遠(yuǎn)少于第一代原料生產(chǎn)所需的用地。糖和生物質(zhì)原料都比FOG更豐富。根據(jù)美國(guó)能源部生物能源技術(shù)部門(mén)的一項(xiàng)研究，美國(guó)每年能夠以可持續(xù)的方式收集大約10億千噸的生物質(zhì)，這些生物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為超過(guò)500億加侖（1900億升）C.I.5（可減少80%~94%碳排放專(zhuān)用能源作物、油籽和城市固體廢物流等。這些原料加在一起可以滿(mǎn)足美國(guó)航空業(yè)和其他運(yùn)輸方式對(duì)普適性低碳燃料的燃料需求，同時(shí)還可用于生產(chǎn)高價(jià)值6SAF生產(chǎn)的生物質(zhì)作物可以在農(nóng)閑季節(jié)種植，幫助農(nóng)民賺取額外收入、減少土壤養(yǎng)分損失、改善土壤和水質(zhì)，并有助于控制土壤侵蝕。SAF美國(guó)能源部能源效率和可再生能源辦公室，可持續(xù)航空燃料、生物能源技術(shù)辦公室前述生物質(zhì)中的一部分已經(jīng)轉(zhuǎn)化為乙醇，用于美國(guó)國(guó)內(nèi)燃料消費(fèi)。美國(guó)種植的40%用于生產(chǎn)混合燃料中的乙醇（175億加侖，其117）。隨著電動(dòng)汽車(chē)的不斷普及，還將有更多的乙醇通過(guò)乙醇制航空燃料（ETJ）工藝被轉(zhuǎn)化為航空燃料。根據(jù)愛(ài)迪生電氣研究所2030年，電動(dòng)汽車(chē)將占到美國(guó)公路輕型車(chē)輛總數(shù)的10%左右（270081309）。此外，《企業(yè)平均燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)（CAFE標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)未來(lái)將提出更高的燃油效率要求，并將導(dǎo)致汽油需求的下降。假設(shè)減少10%203016億加侖的原料產(chǎn)能用于生產(chǎn)航空燃料。22碳排放強(qiáng)度SAFA或通過(guò)加工林業(yè)殘留物生產(chǎn)2478。原油制成JetA航空燃油C.I.約為85~95克CO2e/MJ24~78克CO2e/MJSAFC.I.路線(xiàn)生產(chǎn)的盡管甘蔗和林業(yè)殘留物生產(chǎn)路線(xiàn)具有相似的總生命周期C.I.C.I.在整個(gè)價(jià)值鏈上的分布卻截然不同。例如，使用甘蔗作為原料時(shí)，約（與這些活動(dòng)相關(guān)的排放量也被列入國(guó)際航空碳抵消和減排計(jì)劃（CORSIA），LCA值”（核心生命周期評(píng)估值）13原油制成JetA航空燃油C.I.約為85~95克CO2e/MJ24~78克CO2e/MJSAFC.I.路線(xiàn)生產(chǎn)的美國(guó)能源信息管理局丨生物燃料解釋?zhuān)掖贾械臄?shù)據(jù)愛(ài)迪生電氣研究所數(shù)據(jù)IEA2022202120222022GREET模型數(shù)據(jù)20212022GREET模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)的SAF，其生命周期轉(zhuǎn)換C.I.大約為78產(chǎn)生的溫室氣體比林業(yè)殘留物2~3倍罰分。部分轉(zhuǎn)換路線(xiàn)（例如基于芒草和柳枝稷等草本能源作物的路線(xiàn)）會(huì)產(chǎn)生ILUCILUCLCA值，從而使其成為溫室氣體排放強(qiáng)度較低的燃料。C.I.范圍值較高的一端是使用玉米原料的轉(zhuǎn)換生SAFC.I.78生產(chǎn)的SAF，其生命周期轉(zhuǎn)換C.I.大約為78產(chǎn)生的溫室氣體比林業(yè)殘留物2~3倍通過(guò)費(fèi)托合成途徑生產(chǎn)的其他生物質(zhì)衍生SAF，其生產(chǎn)部分的C.I.范圍為6~36617。國(guó)際民用航空組織（ICAO）確定了符合CORSIA標(biāo)準(zhǔn)的燃料的CORSIA默認(rèn)生命周期排放值?；贑ORSIA默認(rèn)生命周期排放值，飛機(jī)運(yùn)營(yíng)商可以宣稱(chēng)在給定年份使用了符合CORSIA標(biāo)準(zhǔn)的燃料而減少的排放量。另外，借助CORSIASAF的實(shí)際生命周期排放值，以宣稱(chēng)生命周期排放值低于提供的默認(rèn)值，前提是煉油廠可以用可量化的指標(biāo)和支持性數(shù)據(jù)正確驗(yàn)證其工藝流程。計(jì)算實(shí)際值的詳細(xì)方法詳見(jiàn)ICAO文件“計(jì)算實(shí)CORSIAC.I.值的過(guò)程需要第三12~18個(gè)月的時(shí)間。2022GREET模型數(shù)據(jù)2022GREET模型數(shù)據(jù)2022GREET模塊數(shù)據(jù)33基礎(chǔ)設(shè)施再利用與氫能燃料相比，SAF的優(yōu)勢(shì)在于當(dāng)下就能夠獲得合理的產(chǎn)出，且現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施非常適合SAF燃料的運(yùn)輸和配送。鑒于飛機(jī)的使用壽命一般在30年以上，目前正在生產(chǎn)或交付的飛機(jī)可能到2050年之前都不會(huì)退役。SAF作為一種普適性燃料，其應(yīng)用幾乎不需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行任何改裝，也/或不需要改變飛機(jī)內(nèi)外的燃油儲(chǔ)存方式。這對(duì)航空公司的日常運(yùn)營(yíng)幾乎不會(huì)帶來(lái)影響，也就意味著航空公司現(xiàn)在就可以開(kāi)始實(shí)施脫碳。隨著生產(chǎn)能力的提高和更先進(jìn)工藝技術(shù)的應(yīng)用，SAF的部署范圍可能更加廣泛，價(jià)格可能進(jìn)一步降低。低C.I.氫來(lái)源有兩種低C.I.氫來(lái)源有兩種甲烷蒸汽重整工藝低碳?xì)渖茉垂╇姷碾娍稍偕鷼銭cofining?18個(gè)月的改造，把之前未被充分利用的傳統(tǒng)化石燃料資產(chǎn)重新利用改造成為了產(chǎn)量超過(guò)7000BPD（桶/日）的生物燃料裝置。44對(duì)比氫氣的結(jié)構(gòu)價(jià)格優(yōu)勢(shì)C.I.的氫的來(lái)源有兩種：一是通過(guò)甲烷蒸汽重整工藝生產(chǎn)的低碳?xì)?；二是可再生能源供電的電解生產(chǎn)的可再生氫。本文主要關(guān)注的是可再生氫。目前，可再生氫的主要成本構(gòu)成包括低成本可再生電力（約占?xì)錃饪偝杀镜?0%）、資本成本和固定成本加上工廠配套設(shè)施（約占?xì)錃饪偝杀镜?0%）、電解槽組（10%）以及水處理和凈化（約占?xì)錃?0%）50%，但在高電價(jià)/80%。2020年世界工業(yè)用電的平均生產(chǎn)成本為103/兆瓦時(shí)。如將配電成本216美元/18/估計(jì)，到50美元/19。如果可再生能源的組合占比低于預(yù)期，那么通過(guò)在電網(wǎng)上部署碳捕集和封存阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，能源系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施分析NREL電力期貨研究、質(zhì)子交換膜、陰離子交換膜。70的普及率預(yù)PEMALKPEM具有更高的功率密度潛力，二是生產(chǎn)規(guī)模的快速擴(kuò)大可能帶來(lái)2025年，PEM。20~40/ALK技術(shù)的可再生氫的生產(chǎn)成3.3/ALKPEMAEMALK可再生氫的生產(chǎn)不太可能反映未來(lái)的生產(chǎn)成本，而這才能代表未來(lái)的安裝產(chǎn)能。30/兆3.1/千克。根據(jù)當(dāng)前全球平均發(fā)電103/兆瓦時(shí)（不包括配電成本）7.0美元/PEMAEM電解槽達(dá)到商業(yè)化規(guī)模，凈生產(chǎn)成本也將隨之下降?？稍偕鷼涞母黜?xiàng)成本（2020-2050年）運(yùn)輸成本約0.7美元/千克21儲(chǔ)存成本0.4/50.3/千克壓縮成本0.5/60.3/千克交付成本降至約8.3美元/千克?來(lái)自氫氣供應(yīng)商的研究考慮到氫氣的比能量約為常規(guī)燃料的2.8倍，在不考慮燃料箱和冷卻設(shè)備額3.35/22（包括2.85/0.50/千克），比交付可再生氫的成本低1/22/3。3/千克，這一舉措將持續(xù)到2032年，但目前僅有一小部分飛機(jī)可以利用氫氣作為燃料。H2UOPTEA202210（）5 5 航空旅行需求的非彈性特征市場(chǎng)正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化。目前宏觀經(jīng)濟(jì)逆風(fēng)發(fā)展，地緣政治的緊張局勢(shì)日益1噴氣燃料發(fā)生全球性短缺；通常每年四季度，歐1噴氣燃料發(fā)生全球性短缺；通常每年四季度，歐JetA航空燃油的交易價(jià)格比美國(guó)要低2俄烏沖突導(dǎo)致石油價(jià)格壓力上升，而目前還看不到明顯的沖突程度降低的前景3持證飛行員短缺，導(dǎo)致航班數(shù)減少和票價(jià)上漲；由于飛行員認(rèn)證過(guò)程大約需3年時(shí)間，因此短期內(nèi)23（18~24個(gè)月）無(wú)法解4更多資深飛行員正在調(diào)整工作時(shí)間以平衡工作與生活如果JetA航空燃油的價(jià)格翻一番370美元480美元提升30%平均票價(jià)將從從歷史上看，高航空燃油價(jià)格并不會(huì)導(dǎo)致乘客總數(shù)的顯著下降，盡管在高價(jià)格時(shí)期，乘客出行的增長(zhǎng)率趨于平緩24。平均機(jī)票價(jià)格通常會(huì)逐年下降，因?yàn)楹娇展緯?huì)通過(guò)各種方式來(lái)提高運(yùn)營(yíng)效率，比如購(gòu)買(mǎi)更新、更高效的飛機(jī)；將機(jī)隊(duì)運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)化以降低維護(hù)、維修和大修如果JetA航空燃油的價(jià)格翻一番370美元480美元提升30%平均票價(jià)將從30%37026，則每位乘11033JetA11022037048030%480201447720%~25%的上漲幅度（440~460美元），運(yùn)量不會(huì)因?yàn)閮r(jià)格上浮而大幅減少。SAFJetASAF市場(chǎng)的成熟和規(guī)模的擴(kuò)大，新途徑的生產(chǎn)成本將下降。此外，鑒于航空旅行需求的相對(duì)非彈性特征以及新型飛同時(shí)將較高的凈燃油成本轉(zhuǎn)嫁給乘客。（）IEA晨間咨詢(xún)丨跟蹤恢復(fù)正常：旅行分析晨間咨詢(xún)丨跟蹤恢復(fù)正常：旅行分析氫燃料1 氫氣的能力優(yōu)勢(shì)1 氫氣的能力優(yōu)勢(shì)/生物質(zhì)燃料相比，氫燃料具有兩個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。首先氫氣燃燒時(shí)不含二氧化碳，如果通過(guò)可再生能源生產(chǎn)，其整個(gè)生命周期產(chǎn)生的C.I.會(huì)非常低。/生物質(zhì)燃料中獲得同等能量SAF缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)發(fā)布數(shù)據(jù)

盡管與常規(guī)航空燃料（43兆焦耳/公斤）相比，氫氣具有極高的比能量（120兆焦耳/公斤），但它是一種非常小的分子，因此能量密度較差，僅為8.5兆焦耳/升（低溫液氫），而航空燃料能量密度約為34兆焦耳/升。因此，與傳統(tǒng)的航空燃料相比，飛機(jī)需要攜帶約四倍體積的液氫，這也會(huì)對(duì)飛機(jī)的燃料加注時(shí)間產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，冷卻設(shè)備和儲(chǔ)存容器也會(huì)增加額外的質(zhì)量，會(huì)抵消掉較高比能量帶來(lái)的一部分性能增益。2體積能量密度障礙氫氣高比能量2體積能量密度障礙氫氣高比能量能量密度低840272.9萬(wàn)噸2.8倍。假設(shè)由效85%33/公斤的速度生產(chǎn)可再生氫，那么在不考慮400氫燃料25%2850個(gè)太陽(yáng)能電池板（320瓦）33.4渦輪機(jī)（3）。盡管可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的部署正在加快，但國(guó)際能源署估計(jì)，太陽(yáng)能和風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的建設(shè)規(guī)模需2~3倍，才能滿(mǎn)足“2050。4A灰氫一座現(xiàn)代SMR工廠生產(chǎn)每千克氫氣產(chǎn)生的排放量在二氧化碳當(dāng)量之間9~11千克C.I. 二氧化碳當(dāng)量1.5~5千克0.45JetAC.I.灰氫一座現(xiàn)代SMR工廠生產(chǎn)每千克氫氣產(chǎn)生的排放量在二氧化碳當(dāng)量之間9~11千克C.I. 二氧化碳當(dāng)量1.5~5千克0.45SAFC.I.因原料、儲(chǔ)存狀態(tài)（液態(tài)與氣態(tài)的對(duì)比）以及所用.）CO2e。然而，與傳統(tǒng)航空燃料或SAF相比，由于氫氣用作航空燃料時(shí)，需要為冷卻和液化、蒸發(fā)和運(yùn)輸?shù)亩鄠€(gè)步驟提供的額外電力，其C.I.會(huì)顯著增加。用于制備可再生氫的電解過(guò)程以及運(yùn)輸和儲(chǔ)存的壓縮需求都極為耗能；使用氫氣作為燃料的燃料電池汽車(chē)（FCV）每行駛一英里消耗的能量比柴油車(chē)高出40%~55%33。為限制因蒸發(fā)而造成的產(chǎn)品損耗，在氫氣的運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中還可能需要額外的壓縮和液化。在氫氣運(yùn)輸、儲(chǔ)存和輸送基礎(chǔ)設(shè)施成熟之前，運(yùn)輸氫氣的C.I.可能會(huì)高于傳統(tǒng)SAF。從使用常規(guī)航空燃料轉(zhuǎn)為使用SAF或氫氣，有可能顯著減少飛行中的溫室氣體排放和其他相關(guān)排放（例如氮氧化物、水蒸氣和凝結(jié)尾跡）。例如，SAF和氫氣可以將凝結(jié)尾跡的排放相關(guān)影響降低約40%~80%34。使用SAF導(dǎo)致的大氣中水蒸氣體積增量很小，而使用氫氣有可能顯著增加釋放到地球大氣中的水蒸氣量。美國(guó)能源信息署，EIA陸基風(fēng)電市場(chǎng)報(bào)告：2021美國(guó)能源部丨能源效率與可再生能源辦公室發(fā)布數(shù)據(jù)IEA，可再生電力分析()StillwaterAssociatesGREETModul市場(chǎng)發(fā)展路標(biāo)有幾個(gè)里程碑可用于評(píng)估采用SAF和可再生氫的可能性：政策杠桿和激勵(lì)措施、示范和商業(yè)化、支持性基礎(chǔ)設(shè)施的投資，以及現(xiàn)有解決方案采用量的增加。政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)機(jī)構(gòu)已經(jīng)為航空業(yè)脫碳制定了初步目標(biāo)，目標(biāo)指出要在2050C.I.料的需求也將大幅增加。雖然可能需要額外的激勵(lì)措施來(lái)吸引更多早期投資，但歐盟和美國(guó)的相關(guān)政策和監(jiān)管杠桿已經(jīng)到位并可推動(dòng)這些要求。目前，SAF僅占航空燃料消耗量的一小部分，但是美國(guó)和歐盟設(shè)定的政策，預(yù)20305%（2030年代中期，SAF20%的份額。盡管可再生氫的C.I.極具吸引力，但還不足以滿(mǎn)足上市數(shù)量所需規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施。目前，僅有約100吉瓦的電解槽容量預(yù)計(jì)將在2030年初投入使用。配套基礎(chǔ)設(shè)施，包括可再生電力、管道等缺乏也是一個(gè)問(wèn)題。氫氣要取代SAF作為航空燃料，也需要對(duì)應(yīng)氫能源的機(jī)身達(dá)到一定數(shù)量。運(yùn)營(yíng)商和航空公司之間必須簽署承購(gòu)協(xié)議，以留出足夠的時(shí)間投資對(duì)應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施。2000—2020 2020—20252025—2030 2030—2040 2040—2060商業(yè)化示范–203520%2060相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施–2030商業(yè)化示范–203520%2060相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施–2030–235%205020%5%–2

預(yù)計(jì)5預(yù)計(jì)5% 203率–20%2