SAF85 技术简介 ： 航空部门

SAF85 技术简介航空部门 2024 年 8 月白皮书 图片 ： 盖蒂图片社 Contents 1 导言 3 1.1 目的 3 24SAF85 概述 2.26审查 SAF 途径满足 FMC 阈值的潜力 38深潜 ： 动力到液体(PtL) 3.18技术概述 3.311用于液体燃料的可再生电力的附加性 4 深潜 ： 气化费托(生物质制液) 12 14 贡献者 20尾注 21 免责声明 本文件由世界经济论坛发布，作为对某个项目、视角领域或互动的贡献。文中所述的研究发现、解释和结论是世界经济论坛促进并认可的一个协作过程的结果，但这些结果未必反映世界经济论坛的观点，也不一定代表其全部会员、合作伙伴或其他利益相关方的意见。 © 2024 世界经论坛. 保留所有权利。本出版物的任何部分均不得以任何形式或通过任何手段复制或传输，包括复印和录音，或通过任何信息存储和检索系统。 1Introduction 本文件为希望履行其航空承诺的 FMC 成员提供了有关 “SAF85 ” 构成的指导。 1.1 Purpose launched in 2021由美国特别气候大使约翰·克里和世界经济论坛发起的先行者联盟（First MoversCoalition, FMC）是全球领先的公私合作伙伴关系，旨在规模化发展新兴气候技术以减少高排放工业部门的碳排放，包括航空业。 – 购买可持续采购（SAF）产品的买家了解不同路径的典型碳强度、评估项目是否能够达到FMC阈值的标准以及向供应商提出的关键问题。 – 生产商了解FMC成员的需求，这些成员代表了全球对可持续航空燃料最大需求之一。 FMC航空业成员已承诺到2030年采购至少比常规喷气燃料温室气体排放低85%的可持续航空燃料——SAF85。 －更广泛的SAF生态系统（例如机场、监管机构、支持性技术开发者）评估市场未来5-10年的发展方向，并确定哪些SAF路径将对雄心勃勃的市场参与者产生高度兴趣。 虽然许多FMC航空会员已经成功获得了可持续航空燃料（SAF），但未来SAF生产路径和原料的种类及其复杂性，以及项目层面的重大差异，使得难以确定符合FMC高标准的产品。每个项目、路径或原料都可能导致碳强度的巨大变化，这可能会引起困惑并阻碍行动。FMC成员表达了对“经验法则”和关键问题的需求，以询问供应商以识别符合FMC标准的SAF产品。 该文件提供了可能满足FMC承诺门槛的SAF途径的指导，包括评估SAF项目的大致规则，基于最新的文献和FMC成员组织的输入。然而，它并不取代当前的FMC航空承诺，也不作为同行评审的文件。 这种指导旨在加快 FMC 成员和其他雄心勃勃的公司对 SAF85 的采购。 建立在2023 FMC 可持续航空燃料补偿手册this document aims to empower FMC membe rs and companies along the fuel value chainand beyond as they look to purchase SAF85by helping: SAF85 概述 Several “经验法则”可以帮助成员导航各种可持续航空燃料（SAF）生产路径和原料，以识别符合FMC承诺的供应。 2.1 了解 First Movers 联盟航空部门的承诺 国际航空。1此外 ， 欧盟 ETS ，2 US 40B SAF 税收抵免3新加坡民航局(CAAS)4已经采用了CORSIA作为关键的温室气体排放计量方案。然而，承诺的语言规定还可以使用“类似框架”。例如，在CORSIA之外，美国40B生物可持续航空燃料税收抵免也接受新版的运输温室气体、排放和能源使用模型（GREET）模型。5 which was released in April 2024；然而，它仅适用于少数几种SAF路径（相似框架的详细比较讨论见第5.3节）。 在航空货运市场（FMC），成员被分类为航空公司/货运航空公司（即燃料购买者）或航空票价/货运价格的购买者，并做出了如下承诺，如图1所示。 该承诺规定，以国际航空碳抵消和减排方案（CORSIA）为基础的碳排放计算方法是成员国应采用的默认系统，用于衡量碳排放。这是因为CORSIA已被国际民航组织（ICAO）全面采纳，作为减少温室气体（GHG）排放的方案。 机票 / 空运买方 到2030年，我们将与航空运输运营商合作，将至少5%的常规喷气燃料替换为生命周期温室气体排放量比常规喷气燃料减少85%或更多的可持续航空燃料（SAFs），用于我们的航空旅行/货运。1, 2和 / 或零碳排放推进技术。 到2030年，我们将用减少生命周期温室气体排放85%或更多可持续航空燃料（SAFs）至少替代常规喷气燃料5%的需求。1, 2和 / 或零碳排放推进技术。 2.2 审查 SAF 途径满足 FMC 阈值的潜力 图 2 比较了 CORSIA 发布的默认碳强度值的 30 +SAF 途径。7默认值是一套参考值，航空公司可以使用这些值来计算可持续航空燃料（SAF）的排放量，而无需使用特定项目的可用值。应当非常明确的是，任何有效的基于项目的生命周期分析（使用CORSIA或类似框架），始终优先于这些默认值。 HEFA 引用了 UCO HEFA 达到 FMC 阈值的四种不同型号的摇篮到泵排放。9尽管UCO HEFA的CORSIA默认值表明生命周期减排量达到85%可能不可行，该途径仍然有可能满足FMC阈值，因此应进行项目级生命周期评估以确定是否满足该阈值。 因此，CORSIA默认值应被视为一个有用的参考点，并仅在没有使用CORSIA方法或类似框架进行项目特定生命周期分析（LCA）的情况下使用。此外，本文件也仅提供一个时间点的概览。随着技术的改进和演变，满足FMC门槛的原料或路径的潜在可能性可能会发生变化并扩大。 对于电力到液体（PtL），由于CORSIA尚未发布特定的默认碳强度值，该值来源于德国环境agency（Umwelt Bundesamt），该机构发布了迄今为止最全面的电力到液体研究之一。8 默认的CORSIA值仅在少数路径中达到SAF85的标准阈值，主要集中在气化费歇尔-托普西（GFT，也称为生物质制液体或BtL）。德国环境署的电力制液体（PtL）技术排放强度数据也达到了SAF85的标准阈值。 其余部分将更深入地探讨成员如何考虑每条路径的潜在价值以满足FMC门槛，包括专门讨论GFT和PtL的部分，以及对额外低碳策略可能使剩余路径符合承诺阈值的敏感性分析。需要注意的是，在航空领域的承诺中，FMC明确不针对特定技术，只要所使用的燃料符合承诺的减排标准即可。基于此，图3总结了成员在评估SAF项目采购量时可以参考的“经验法则”结论。 其他四种指定路径（氢化酯和脂肪酸酯化油（HEFA）、乙醇和异丁醇航空燃料（AtJ）、合成异构烷烃（SIP）以及微生物转化）的默认值均未达到FMC SAF85的标准，除了使用 Miscanthus 作为原料的乙醇 AtJ（Miscanthus 在第 5.4节中有详细讨论）。 然而，可持续航空燃料（SAF）的排放量在不同项目之间差异很大，且由于原料种植、运输和物流、土地使用变化以及碳捕获等技术的添加，其他路径仍然可能达到SAF85标准（这些敏感性在第5.1节和第5.2节中详细讨论）。例如，虽然用过的食用油（UCO）HEFA有默认的 CORSIA 生命周期（每兆焦耳），这个值刚好在标准之外。~ 14 gCO 的循环值 在探索购销合同（offtake）时，FMCA（FMC航空成员）应牢记其他非碳排放标准，这些标准仍可能影响燃料的整体可持续性。例如，与食品竞争（超出由土地使用变化数据反映的碳储量影响之外）、水资源、土壤和社社会经济发展等方面。ICAO碳抵消和减排计划（CORSIA）及其等效方法论将确定燃料需满足的一系列标准，以被视为可持续的燃料。10 关于FMC阈值，在实践中某些UCO HEFA项目可能降低排放量超过85%。IEA生物能源报告《生物燃料生命周期分析工具比较：FAME和HVO/》 深潜 ： 动力到液体 有高度的兴趣关注PtL，因为其具有较高的碳减排潜力，从而增加了满足FMC承诺的可能性。 EXECUTIVESUMMARY 3.1 技术概述 电力到液体（PtL）燃料，也称为合成燃料、e-燃料或非生物起源可再生能源燃料（RFNBOs），是以电力为主要能源来源生产的。作为原料，它们由水和二氧化碳制成。取氢 (H2) 来自空气 (通过直接空气捕获) 或(CO2工业废气流 (通过点源和 CO碳捕获) 。11 H结合到22通过两种潜在的 PtL 途径创造可持续的航空燃料：费舍尔-托普西（Fischer-Tropsch）液化：费舍尔-托普西路径与生物质转化为液体燃料过程的第二阶段相同，但使用的原料不同。而非将生物质原料气化，费舍尔-托普西液化（PtL）采用合成气和CO流作为原料。由合并的 H 形成的气体22并且将其转化为原始可再生碳氢化合物链，然后通过加氢裂化、异构化和蒸馏升级为e-航空煤油。在PtL工艺中：或者，通过将合成甲醇（通过CO与氢气的组合合成）升级为e-kerosene。of H22通过醇 - 喷射过程(烯烃合成 ， 低聚和加氢处理)。该过程 是以乙醇和异丁醇酒精到航空燃料的技术类似，但使用e-甲醇作为原料而非生物质。 ASTM批准。为了使可持续航空燃料（SAF）合法且安全地与机场的航空煤油混合，其热化学性质必须符合美国ASTM国际组织发布的燃料规范——这是一个许多材料领域广泛采用的标准组织——或符合相应的国家特定标准（例如英国的Def-Stan 91-091）。这些性质在ASTM D7566中被明确规定。12这包括生产可持续航空燃料（SAF）所使用的技术以及它可以与航空煤油混合的最大体积，以生产安全的可替代航空煤油。费托合成工艺（Fischer-Tropsch PtL）通过FT-SPK途径获得批准，目前批准的最大混合比例为常规航空煤油的50%。然而，虽然通过乙醇和异丁醇的直接航空燃料（AtJ）已经获得批准，但通过电子甲醇的直接航空燃料尚未获得ASTM的批准，并且没有指定的混合比例。国际民航组织（ICAO）表示，该途径正在由ASTM进行评估。13有多个电子甲醇 PtL 工厂计划在 2030 年之前投入运营 ，14这表明人们有信心在未来几年这种情况可能会改变。 3.2 PtL 温室气体排放量 – 注意：合成氨燃料的碳强度未假设任何工艺协同效应（例如，回收废热的同时进行多步操作），这些协同效应还具有进一步降低碳强度的潜力。- 注意 ： 可以从任何直接来源CO2从空气直接捕获（DAC）或点源碳捕获（即工业废气）来履行FMC承诺。这与欧盟可再生能源指令（RED II）保持一致。20以及英国苏丹武装部队的授权。21点源捕获包括 (例如 ， 从生物 CO2生物质发电厂 ， 或 BECCS) 或化石 CO2（ 例如 ， 从炼油厂捕获的碳) 。化石作为原料本来就不那么可持续CO2因为碳比 DAC 或生物 CO2最终将被燃烧 ， 因为喷气燃料仍来自化石来源 ，而碳最初是来自 DAC 或生物 CO2从大气中移除。因此，在2030年及当前FMC承诺范围之外，这一点的前景可能会发生变化。*然而，在短期内，使用点源捕获作为原料生产的1吨PtL航空燃料仍然替代了1吨化石航空燃料。由于直接空气捕捉目前更为昂贵且供应不足，而在长期内，替代原料仍然是关键因素。相对容易切换 CO2源捕获应被视为PtL的一种可行原料来源，尽管仍需考虑非生物源点（即）的影响。CO 源2由点源排放器、PtL燃料生产商、航空器所有者等。如果项目确实源自DAC（直接空气捕获），则应确保电力来源。CO2来源是低碳的 (例如可再生的、核能的) 。3. 合成和转化。这占总排放量的 5 - 15% ， 主要来自热和电4. 分布。这占总排放量的 < 5% 。2. CO 供应 (捕获) 。这占 30 -2总排放量的 3