清洁空气：可持续航空燃料

价值链排放(CO减少机会)50吨可持续发展航空燃料增长cropinputs混合运输石油开采300吨420吨石油-基于航空燃料拥有精心设计的价值链，并与喷气燃料以1:1的比例混合燃料、原料和加工方式可能差异很大，以至于可持续航空燃料（SAF）的减排幅度从低于30%到超过85%不等（见图1）。这种解决方案的紧迫性已经上升。一个目前驱动约4%人为全球变暖的行业——预计到2050年将翻一番. 挑战在于以真正可持续的方式生产足够的可持续航空燃料，同时不破坏航空业严格的经济学。对可持续发展航空燃料（SAF）的误解是，它们在飞机发动机中燃烧更清洁（排放更低）。实际上，从化学角度看，SAF燃料与普通石油燃料几乎相同。真正的脱碳价值在于生产过程和原材料的选择。图1价值链设计决定了SAF减排的水平注意：SAF是可持续航空燃料。资料来源：Kearney分析 ++澄清空气：可持续航空燃料 1排气管排放总排放量600吨330吨1050吨SAF市场是一个新兴且发展的领域，受到媒体密切关注、航空公司强烈承诺和新兴的政府政策的推动，吸引了私人及公共投资者的关注。尽管像氢能和电气化这样的新技术前景看好且值得投资，但它们距离广泛采用仍有数十年的距离。虽然不是最终解决方案，也不是商业和客运航班必要减排的替代品，但SAF可能为现有机队提供一个关键的近期减排途径。 由于没有统一的国际定义，可持续航空燃料（SAF）的可持续性可能因加工能源来源（可再生或化石燃料）、采购地区（森林砍伐潜力）和原料类型等因素而差异很大。SAF原料可以是废物（市政或污水）或农作物及其副产品及残留物。这些途径往往具有非常不同的成本、可扩展性和可持续性特征。同时扩大多种原料的生产，同时激励可持续农业实践，至关重要。不是燃料，是原料然而，如果没有一个设计良好的价值链，可持续航空燃料（SAF）可能会加剧森林砍伐、水土流失和水质污染，并推高食品价格。确保可持续的原料选择、生产、加工和运输，并具备可追溯性，都是至关重要的基础。由于可持续航空燃料的生产和采购极其复杂，因此值得花时间确保SAF的基础工作到位。 驱散迷雾：可持续航空燃料2当前状态：在跑道下滑第一阶段：使用HEFA起飞废弃食用油一直是航空试验中常用的早期HEFA原料，但其供应有限。例如，英国每年生产2.5亿升；将100万至200万升转移到喷气燃料只会满足英国喷气燃料需求的0.3%至0.6%作为一个额外的挑战，人们担心如果没有供应可追溯性，进口的原油会被虚假地贴上废物的标签，并可能成为森林砍伐的驱动力。到2050年，希望萨夫可以占到航空部门碳减排努力的65%即使满足目前190亿加仑航空煤油需求的一半，也是一项巨大的任务。2022年，在全球2800万次航班中，只有五十万次航班使用了任何可持续航空燃料（SAF）。问题不仅在于供应不足；目前可持续航空燃料的价格是航空煤油的三到五倍。规模经济将大大降低成本，但这需要时间来扩大新的加工设施及其原料的供应。好消息是，预计到2030年需求将超过计划产能，因此仍然存在强大的市场激励来扩大供应。我们在飞行中如何建造飞机在短期内，水处理酯和脂肪酸（HEFA）安全航空燃料（SAF）生产路线将至关重要，凭借其成熟的技术和可用的生产能力，以实现2030年排放目标。然而，它与其他SAF技术无法无缝集成，因为HEFA不依赖于合成气生产或费托合成等被其他SAF生产路线共享的工艺。此外，HEFA还面临原料挑战。 第三阶段：登月，PTL鉴于原料的限制，从长远来看，电力到液体（PtL）制氢技术或其他类似的低碳技术对于到2050年实现真正的净零排放至关重要。虽然PtL由于其技术不够成熟而存在一些风险，但对其基础设施（如氢气（H2）和直接空气捕获（DAC））的投资被认为是“无悔之选”。技术在航空之外的关键行业脱碳中将至关重要，使其成为长期有价值的投资，无论PtL在SAF混合物中的最终作用如何。为降低风险并确保长期成功，航空公司和处理器应制定一项考虑不同技术在时间上的投资策略。它必须满足近期的需求，同时为不断发展的技术原料组合做好准备（参见第4页的图2）。为降低风险并确保长期成功，航空公司和处理器应制定一项考虑不同技术在时间上的投资策略。 2. 垃圾填埋场转移的市政废物，以及污水和动物粪便，具有显著减少温室气体（GHG）的潜力，并且容易获得，但它们的异质性可能导致燃料生产产率变化且较低.3. 最后，还有一些替代作物迄今为止投资甚少，但提供了主要优势——例如，在退化土地上种植的低投入耐旱作物，如油桐树、 switchgrass 和 miscanthus。芒草，用于可持续航空燃料时，可减少110%的温室气体与一个比较估计大豆为27%或油菜籽为17%这些作物可以开辟新的价值创造机会和可持续生产的新土地。存在强大的中长期的HEFA策略，关键在于选择合适的原料：然而，归根结底，基于作物的喷气燃料替代品仅仅是解决方案的一部分。尽管数十年来进行了先进的育种以提高产量和大规模生产规模，即使这些大宗作物也无法满足燃料需求。例如，估计发现，为了要实现美国35亿加仑的可持续航空燃料目标，需要超过110百万英亩的玉米，使美国玉米种植面积翻了一番多。这些连锁反应将是巨大的，至少会导致合成氮的使用量大幅增加，而这种合成氮已经占全球温室气体排放量的2%。在很大程度上是由于这些高排放投入，除非广泛采用气候智能型农业实践，否则许多这些大宗作物将无法满足欧盟可持续航空燃料温室气体减排要求。1. 间作油料作物如亚麻籽、亚麻和芥菜籽在其他主要作物之间生长，可以保护土壤并在冬季增加土壤碳汇。间作油料作物 HEFA 可以帮助农民使这种可持续实践货币化并从相同土地上生产新的原料产量这些油料作物没有像棕榈和豆类市场需求增加时那样引发同样的毁林问题。第二阶段：使用覆盖作物HEFA和AtJ爬升至巡航高度对于中期目标，酒精制航油（AtJ）技术是一项成熟的技术，其大规模生产能力正在开发中，预计将大幅降低成本。AtJ的大宗原料如玉米或甘蔗，也使得美国和拉丁美洲的大田农民及其农业体系的巨大规模、基础设施和能力得以快速扩大生产。 澄清空气：可持续航空燃料3 20204图2尾风在哪里？SAF路径的前进突出了所需的多种解决方案投资PtLAtJFT其他CHJHEFA注意：PtL是功率转液态。AtJ是酒精转喷气。FT是费托合成。CHJ是催化热解。HEFA是水解酯和脂肪酸。来源：ICAO、世界经济论坛；凯文分析1. 建立价值链上的联盟和伙伴关系，包括与农民和市政当局合作以更好地获取原材料。累积最大全球SAF生产能力(Mt, 2020~2050)2. 评估按地区的SAF原料和加工（可追溯性和生命周期评估）。以稳健的财务方式解决扩大规模障碍，要求生产者和购买者不仅要同时制定短期、中期和长期战略。这还要求他们：3. 利用补贴和激励降低生产成本，以及针对可持续实践（如太阳能安装）的税收抵免，这些实践可获得3至5年的投资回报率（ROI）的税收抵免。 2021202220237162032最大生产基于容量发布的项目10x2024f 清除迷雾：可持续航空燃料45. 设计试点用于扩大规模，例如，选择具有潜在大规模可用性的原料。4. 定义机制以在价值链中分配SAF价格溢价（例如，自愿旅客贡献——商业和公司，机场计划）。在这个基础阶段进行周密的设分会同时降低财务成本并决定SAF的真实脱碳价值。 作者克劳迪娅·加莱亚进入更洁净的空气全球可持续发展总监，华盛顿特区，claudia.galea@kearney.com航空公司和其他购买者需要与燃料处理器合作制定面向可用技术、基础设施和成本的计划。通过并行投资短期、中期和长期战略，投资可以多角度且高效。现在是时候通过从一开始就构建新的SAF价值链来削减成本和排放了。可持续航空燃料在减少碳排放方面提供了一个关键机会，同时新兴技术成熟。生物质制得的可持续航空燃料燃烧时释放的碳排放与传统喷气燃料一样多，但通过精心设计的价值链，从原料选择、生产、加工到运输的可持续性，其净排放可以远低。如果航空行业负责任地扩展规模，可持续航空燃料可以弥合与未来零碳燃料之间的差距。费利佩·西福恩特斯顾问，纽约 felipe.cifuentes@kearney.com作者感谢杰林·罗伯茨、玛丽·怀斯和安德鲁·塞尔克的宝贵贡献。 消除疑虑：可持续航空燃料 5安雅·加迪顾问，波士顿anya.gandy@kearney.com伊尼戈·阿苏阿顾问，墨西哥城 inigo.asua@kearney.com kearney.com如需更多信息，请通过电子邮件 insight@kearney.com 申请转载或翻译本作品以及所有其他通信。A.T. Kearney Korea LLC 是在韩国以 Kearney 品牌运营的一个独立法律实体。A.T. Kearney 在印度作为 A.T. Kearney Limited（分支机构）运营，A.T. Kearney Limited 是一家根据英格兰和威尔士法律组建的公司，其分支机构。© 2024, A.T. Kearney, Inc. 保留所有权利。凯文尼是一家顶尖的全球管理咨询公司。近100年来，我们一直是C级高管、政府机构和非营利组织的信赖顾问。我们的员工成就了我们。我们致力于将宏伟构想转化为现实，与客户并肩作战，帮助他们重塑业务，为所有人创造一个更美好的未来。