航空替代燃料

确定可持续路径为SAF 生产 SOMMAIRE可持续航空燃料生产和生命周期 9 SAF路径116.1原料的农业评估 146.2SAF 19 的工艺产率6.3原料的工业评估 206.4原料和 SAF 治理的社会评估 226.5SAF 世界各地的立法 236.6原料的环境评估 276.7原料的经济评估 30Conclusion 317.1对美国的建议 327.2对欧洲联盟的建议 342123456 前文航空业正面临越来越大的压力，以减少其碳足迹和减轻其对环境的影响。可持续航空燃料 （ SAF ） 是应对这一挑战的一个主要潜在解决方案，因为由于生产工艺的技术成熟，它们被视为中期脱碳的主要杠杆，到 2050 年，该行业的温室气体 （ GHG ） 排放量减少约 53 ％ （ 最新研究预计贡献 65 ％ ） 。然而，它们的广泛采用和商业化需要仔细考虑各种因素，包括原料可用性、可持续性、社会影响、经济和监管环境、生产过程产量以及与其他部门的潜在竞争。这项关于 SAF 途径的研究旨在全面概述可用于 SAF 生产的不同原料 ， 以及与每种原料相关的潜在风险和机会。它分析了各种原料的可用性和可持续性 ， 并评估了它们在 SAF 生产中的适用性。本研究的重点之一是评估 SAF 原料与其他部门之间的潜在竞争 ， 例如农业 （ 用于粮食生产 ） 和工业。这是一个重要的考虑因素 ， 因为使用某些原料进行 SAF 生产可能会导致意想不到的后果 ， 例如粮食作物的流离失所。这项研究还考虑了与原料开发相关的关键挑战和机遇 ， 并评估了它们支持 SAF 行业增长和规模扩大的潜力 ， 这要归功于 ASTM 标准商定的不同生产工艺。值得注意的是 ， 在促进 SAF 使用的地方法规和政策方面 ， 美国和欧洲一直处于领先地位。这些地方法规和政策为 SAF 的开发和部署创造了有利的环境 ， 并为整个价值链的利益相关者提供了激励措施。然而，SAF 的发展绝不能损害其他部门，例如欧盟法规对原料竞争，特别是饲料作物和粮食作物的竞争，采取了明确的立场。与此同时，美国为 SAF 生产制定了明确的可持续发展目标，以确保实现二氧化碳减排，并在具体途径上做出了前所未有的财务和生态系统努力。我们相信，政策制定者，行业领导者和投资者之间的持续合作对于进一步加快 SAF 行业的增长和规模以及实现航空业的可持续发展目标至关重要。我们希望这项研究将有助于就 SAF 原料及其在航空业可持续发展战略中的作用进行更明智和平衡的讨论。通过提供可用于 SAF 生产的原料及其潜在影响的全面概述，我们旨在支持政策制定者，行业领导者和投资者做出明智的决策，以平衡与 SAF 生产相关的经济，社会和环境因素。我们将继续致力于与整个行业的利益相关者合作 ， 以加快 SAF 的开发和部署 ， 并为航空和整个地球提供更可持续的未来。31 执行摘要国际航空运输协会估计 ， 2022 年全球生产了 3 亿升 SAF 。然而 ， 这仅占全球生产的喷气燃料总量的 0.1%...2016 年 ， 《联合国气候变化框架公约》领导了一项被称为《巴黎协定》的协议。这是成员之间具有里程碑意义的协议限制全球变暖的影响- 比如将全球气温上升限制在 2 ° C 以下 ， 并瞄准最高上升 1.5 ° C 。成员国概述了各自和集体实现这一目标的计划 ， 一些国家比其他国家更积极地采取行动。出于经济和社会原因 ， 航空作为一个部门都很重要。航空旅行已恢复正常 ， 商业航班的数量已回到 COVID - 19 时代之前的数字 （ 在许多情况下甚至超过了数字 ） 。因此 ， 现在比以往任何时候都更需要采取使航空脱碳的步骤来维持2030 年的环境目标。SAF 被广泛接受为短期内航空脱碳的最有前途的解决方案。 SAF 由可持续和可再生的原料合成 ， 如城市废物、农业、森林残留物和废物脂质。它有可能减少 50 - 80% 的碳足迹。SAF 是燃料的减少 - 这意味着它可以在飞机上使用，而无需对发动机设计和体系结构进行任何更改。还有其他技术，如氢气和电力，都很有前途，但需要在飞机设计和生产技术方面进行研发投资。更不用说以可持续的方式大规模生产电力和氢气是一个挑战，并且使用了大量的土地。这使 SAF 成为快速赢得航空脱碳的理想人选。工业目前正在投资 SAF 的大规模生产和运输。这两个方面对全球工业都具有挑战性。尽管 2022 年 SAF 的产量大约是 2021 年的两倍 ， 但世界仅生产了 SAF 的 0.1%- 在 2022 年的喷气燃料生产总量中 ， SAF 的成本通常至少是传统喷气燃料成本的两倍。42 我们需要65%苏丹武装部队的采用情况2050 年净零目标占总燃料需求的 5.2 ％ ， 2030 年里程碑是提高 SAF 产量的关键一步2022*0.3Billion*SAF 生产的 LITERS2030*等效为23 亿*SAF 生产的 LITERS技术投资-飞机设计的研发投资 ， 以提高效率-对 PtL 、氢和电技术的投资 SAF SCALEUP-从可持续来源扩大 SAF 的生产-为 SAF 运输改造机场基础设施 治理-为支持清洁燃料生产和消费而制定的政策-鼓励 SAF 生产商鼓励生产图 1 ： SAF 产量增加requirement* 来源 ： IATA 2022 & 2023There are several pathways that have been established and certified for producing SAF - HEFA, the Fischer Tropsch (FT) process, Ethanol - to - Jet (EtJ), and Alcohol - to - Jet (AtJ). Enough feeding is available in the world that can be use因此 ， 为了提高产量 ， 工业将不得不提出 360 度的创新 ， 这一方面是社会可接受的 ， 另一方面是技术上可行的。许多可用作生产 SAF 的原料是在农业农场上种植的。因此 ， 它们直接或间接地与农业竞争 ， 并具有直接的社会影响。利益相关者必须明白 ， 并非所有的途径都可以遵循区域。不同地区的技术成熟度和原料可用性水平不同。因此 ， 需要仔细选择每个地区的 SAF 生产途径来生产 SAF以具有成本效益的方式。有效治理将发挥关键作用世界各国政府可以在许多主要方面做出贡献 — — 向原料生产商提供补贴 ， 以鼓励他们生产更多的原料 ， 立法授权使用 SAF 和喷气燃料 ， 并制定原料可持续物流政策。本研究特别侧重于评估用于生产 SAF 的原料 ； 详细讨论了有机生长或采购的原料 ， 主要是在农场或从农场废物中产生的原料 （ 例如 ， FischerTropsch process with hydrogen from syngas of organic materials). All processes that are not syntained from organic materials are not considered in this report (e. g., the FT process with hydrogen from electroduction).50.1%5.2% 6INTRODUCTION所有行业都需要快速脱碳 ， 以实现《巴黎协定》中规定的目标。根据国际航空碳抵消和减少计划 （ CORSIA ） ， 仅航空业就在 2021 年释放了 711 公吨的二氧化碳。此外 ， 国际民用航空组织 （ ICAO ） 的预测预计将增加至到 2050 年 ， 100 - 160% ， 这意味着根据各种情况 ， 全球喷气燃料需求将达到 500 公吨。即使是对各细分市场进行严格排放控制的发达经济体 ， 也偏离了《巴黎协定》的轨道。尽管与 COVID 有关的海盐 ， 碳排放的持续上升7006005004003002001000199520002005201020152020202520302035图 2 ： 按部门划分的航空业直接二氧化碳排放量航空业的排放构成了特殊和不同的种类of challenges. First, the industry is globally dispersed. It is not possibleFor localized and non - harchified policies to have significant impact on the airlines and the GHG emissions produced by their operations. Alarly, fleet changes in this industry are extremely slow and coversion. Any changes in aircraft design and structure m在飞机被商业释放之前的各种安全水平。这些为实现可持续发展目标而进行的飞机设计变更既缓慢又困难。从经济上讲 ， 减少航空碳足迹的成本与其他行业相比 ， 这些挑战要求创新的解决方案来控制行业的排放。根据国际航空运输协会 （ IATA ），要实现 2050 年净零目标，我们必须在 2030 年之前生产至少占总喷气燃料需求的 5.2 ％ 的 SAF 。只有当行业和政府以明确的政策愿景共同投资于绿色技术和基础设施时，这才有可能。需要对飞机设计和其他绿色技术 （ 如氢气和气化 ） 的研发进行投资，以奠定净零目标的基础。同时，扩大 SAF 。需要确保排放得到控制 ， 直到更多的绿色技术得到充分开发。3直接二氧化碳当量排放量 （ 公吨 ）Internat国际航空Domest集成电路航空 7可以实现约 67 ％ 的排放减少注重提高 SAF 效率2000 15001000500020152020202520302035204020452050来源 ： Waypoint 2050 报告技术氢气运营和基础设施SAFM市场Measures净零SAF 有望贡献约 53 ％ 的温室气体减排保守观点 ， IATA 的最新研究预计平均减少高达 65%SAF易于使用的燃料下降 ， 需要未成年人没有变化在飞机设计中技术改进有潜力减少排放约 14% ， 但需要大量的研发投资并不容易氢气可以贡献to减排 20%2050 年净零目标 ， 但将是在 ~ 2035 年后商用6%53%14%20%7%诸如 Waypoit 2050 之类的行业报告估计，通过将行业重点放在 SAF 上，可以将排放量减少约 53 ％ 。机场运营优化或空中交通管理等其他因素不太可能导致排放量的大幅减少。从长远来看，氢气是减少航空排放的另一个主要解决方案，特别是在短途飞行中。氢气SAF氢胞水轮机ELECTRICITYCO2 排放量减少1减少 50 - 80%258 - 90% 还原3降低 49 - 88%4飞机设计次要适应主要适应主要适应飞机范围所有分段短途航班所有航班小于 10000 公里短持续时间航班机场操作相同的回转时间~ 2 倍更长的回转时间 (短飞行时间)~ 3 倍更长的回转时间 (长飞行时间)相同的回转时间更改到机场基础设施相同的基础设施运输和储存液态氢气的设施电池充电点和传输系统成本比较5与传统喷气燃料相比 ， 约 2X1.2 X - 1.4 X 与传统喷气燃料相比0.7 X 与传统喷气燃料相比 技术的积极方面 技术的消极方面1.与 CORSIA 方法一致的生命周期排放估计 - 2 。根据生产途径，SAF 可以将排放量减少 90 ％，但目前的技术限制使我们可以实现 60 ％ 的减排 - 3 。取决于氢的碳强度和技术 （ 燃料电池比涡轮机高 ） - 4 。根据电力碳强度，仅对区域飞机进行估算 - 5 。仅用于能源购买 （ 不估计适应成本 ） 。资料来源 ： 2022 年 ICTT ； 2022 年 IATA ； 凯