如何減少飛機的碳排放

 

航空業的碳排放主要來自燃料燃燒產生，占航空運輸業排放量的79%。因此，減排潛力最大的就是將燃料從航煤油替換為不產生新增溫室氣體排放的可持續燃料（SAF）。

 

根據國際航空運輸協會（IATA）的測算，為了實現2050年凈零排放，航空業在2046年-2050年面臨81.64億噸碳減排量的遠期目標，其中可持續燃料將貢獻65%。

 

 

據北大能源研究院在2022年發布的《中國可持續航空燃料發展研究報告》，可持續燃料之所以“可持續”，是因為從全生命周期來看，其原料(如廢棄的生物質)在生長過程中或者合成過程中所吸收的CO2要超過其在使用過程中所排放的CO2；同時，其原料也不與糧食作物或水供應競爭，也不造成森林退化或生物多樣性方面的損失。

 

在認證方面，業內最廣泛使用的標準是美國材料與實驗學會（ASTM）的ASTM-D7566標準，只要通過這一標準認證，就認為可以與目前的航煤油直接摻混，不需要對發動機和基礎設施做任何改造。

 

生產可持續燃料的原料包括廢油脂、農林廢棄物、城市廢棄物及非作物糧食等，還可以通過氫氣和碳捕捉的二氧化碳以合成辦法來制造。

 

根據國際航空運輸協會的測算，SAF的需求將從2020年的5萬噸增長到2025年的630萬噸，到2050年將達到3.58億噸。

 

在中國，《“十四五”民航綠色發展專項規劃》提出力爭到2025年可持續航空燃料消費達到5萬噸。

 

截至2021年10月，被ASTM認定的SAF技術路線有九條。其中最廣泛應用、當前商業化最成熟的是酯類和脂肪酸類加氫工藝（HEFA）。

 

這一工藝主要用油脂作為原料，也是目前絕大部分可持續燃料采用的技術路線，它的原材料可以是餐飲廢棄油，因而可以通過“地溝油”來制備航空燃料。早在2011年，中國國航就使用中石油和霍尼韋爾UOP（霍尼韋爾特性材料和技術集團）合作生產的航空生物燃料在首都機場實施了中國首次航空可持續生物燃料驗證飛行。

 

另一種主要的技術路線為費托合成（G+FT），將含碳材料以合成氣的形式分解為不同單元，再組合成航空燃料。這一工藝最初是將煤炭、天然氣等化石燃料轉化為液體燃料和其他化工品。

 

第三是醇噴合成路線（AtJ），將醇類物質通過脫水、低聚、加氫轉化及蒸餾等工藝轉化為航空燃料。制備醇類物質可以有多種來源，如玉米、甘蔗等農作物。

 

值得一提的是，為了確保燃料本身的可持續，這一技術路線要其原料不影響糧食供應?；裟犴f爾UOP中國市場業務拓展經理盧靜介紹，CORSIA在評價SAF降碳能力時，兩條關鍵的指標是不與糧食爭地、不與人類爭糧食。在中國，由于糧食供應并不富裕，拿糧食做乙醇原料并不現實，用生物質（如秸稈）發酵成乙醇再生產航空燃料是中國可以關注的方向。

 

根據北大能源研究院的報告，還有一條技術路線尚未被包含在ASTM的認證體系中但也值得關注，那就是電轉液路線（PtL）。通過將電解水產生氫氣，再與二氧化碳轉化為碳氫化合物燃料。這一技術路線有望未來與綠電結合，同時實現二氧化碳捕集利用，理論上其全生命周期最高可以實現99%到100%的減排。

 

無論哪種可持續燃料，都會推高成本。據林鵬介紹，燃油成本大概占航空公司運營成本的三分之一，而即便是目前商業化最成熟的HEFA技術，其成本大約是傳統航煤油成本的2倍到3倍，這意味著如果將航空燃油全部替換為可持續燃油，會使得運營成本提高30%到1倍左右。當然，隨著技術進步和產業規?；?，成本會呈下降趨勢，但下降幅度有待觀察。

 

當前，在歐洲的一些航空公司，已經可以在購票時選擇可持續航空燃料權益，這類票價較普通票價高出20%左右，航空公司會給旅客相應的積分。

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