石化解码之航空燃料

　　“地沟油”摇身变为帮力飞机翱翔天际的燃料，支持航班完成跨洋远航。这仿若科幻片子般的情节，现在已逼实走进了现实。前不久，国泰航空取中国石化签定和谈，为国泰航空于国际机场出发的部门航班加注由中国石化镇海炼化出产并取保守航空燃油夹杂的可持续航空燃料。镇海炼化出产的可持续航空燃料原材料为烧毁食用油，采用酯类和脂肪酸类加氢工艺（HEFA）出产，凭仗其显著的低碳环保特征，吸引了世界的目光，成为航空业实现减排方针的“新宠”。事实什么是可持续航空燃料？比拟保守航煤，将来可持续航空燃料的劣势如何才能更充实阐扬？中国石化正在可持续航空燃料研发使用推广过程中阐扬了如何的感化？本刊5、8版专题为您揭秘。全球航空业年均排放约10亿吨二氧化碳当量，约占全球二氧化碳总排放的2。8%。且1990~2019年航空业碳排放量持续增加，年平均增速达2。3%，远高于铁、公、帆海运输业。正在航空业手艺未发生庞大冲破前，估计可持续航空燃料（SAF）将成为国际航空业实现2050年净零碳排放方针的最佳处理方案。目前，我国SAF的出产取利用尚处于成长初期，支流酯类和脂肪酸类加氢工艺线的原料供应受限，且SAF的成本取售价相较保守化石喷气燃料仍缺乏合作力。下一步，我国要鞭策出产、物流、发卖等全财产链协同合做，加快摸索SAF使用，保障SAF财产平安，提拔SAF财产合作力。正在“双碳”方针下，平易近航业排放量增加趋向取日益严酷的监管要求构成明显对比，SAF被看做是最有但愿帮力航空业实现净零排放方针的减排手段。2023年，全球航空业85%的碳排放来自搭客运输，较2013年增加了35。5%，年均复合增加率约3。1%，国际航路%。因为航空客运仍是洲际交通的次要出行体例，这一部门客运需求难以被其他低排放交通东西替代。国际平易近航组织（ICAO）提出2035年二氧化碳净排放量不跨越2019年排放程度85%的减排方针，其响应的机制将于2027年起头强制施行。欧盟理事会，至2030岁尾，欧洲范畴内温室气体排放量将较1990年削减不低于55%、可再生能源利用量要占欧盟能源利用总量的40%，且将从2026年起逐渐削减国际航空业免费发放的欧盟航空碳排放配额，同时储蓄2000万份欧盟航空碳排放配额用于激励利用生物质航煤的航司。我国多次出台交通运输范畴的指点看法、政策及行业规范，多次提及激励航空业使用SAF。航空运输业为实现2050年净零排放这一方针，可采纳多种径，此中次要径为摆设节能型航空器、优化运营过程、利用轻量化材料、利用新型动力实现碳抵消和碳断根等。过去，全球航空业次要采用提拔基建及运营手段的体例进行减排，几乎已达到国际平易近航组织提出的至2050年全球航空业每年效率增加2%的方针。2013~2019年，全球航班平均碳排放强度（RPK）下降12%，燃油效率年均提高1。8%。但面临每年添加6%~8%的客运量，基建及运营手段效率的提拔对航空业实现“双碳”方针的感化无限。因而，SAF被看做是最有但愿帮力航空业实现净零排放方针的减排手段。酯类和脂肪酸类加氢工艺、费托合成工艺、醇喷合成工艺，以及尚未被认定的电转液工艺中，酯类和脂肪酸类加氢工艺是独一实现贸易化的成熟线。按照原料来历分歧，SAF次要分为可持续航空生物燃料（生物航煤）和可持续航空合成燃料（非生物来历的可再生燃料）。可持续航空生物燃料由无机生物质（废料和低碳含量的原料）出产，藻类、木质素类、生物油类、甲醇、乙醇；可持续航空合成燃料的次要能源和原料为非生物质能源原料，次要包罗可再生电力、水和二氧化碳等。从出产径看，目前合适美国平易近用航空局适航认证ASTM D7566尺度的SAF手艺径，可按照原料和工艺流程分为7类共9条，此外还有益用CCUS手艺捕集二氧化碳取绿氢反映出产SAF的径。目前认为将来具有较大成长前景的线条，次要是酯类和脂肪酸类加氢工艺、费托合成工艺、醇喷合成工艺，以及尚未被认定的电转液工艺。此中，酯类和脂肪酸类加氢工艺是独一实现贸易化的成熟线年前将持续占领市场从导地位，但产能增加受限于原料来历。费托合成和醇喷工艺正正在逐步从示范阶段向贸易化运营改变，特别是其原料可选择性较多，包罗农林烧毁物、城市固体废料、工业烧毁物等，市场份额将正在2030~2050年间快速提拔。电转液工艺还正在初期尝试阶段，可是因为其减排能力更显著且几乎不消担忧原料问题，很大可能成为中持久最次要的手艺径。全球SAF产能持续扩张，我国SAF市场虽还处于初期阶段，但正在将来潜正在的政策指导和支撑下，供需两侧均有快速增加的潜力。全球SAF的出产量和消费量将大幅提拔。全球SAF财产都带有显著的“政策驱动”属性。正在欧美，曾经设定或规划了国度或地域层面的SAF使用方针和具体的掺混指令要求，同时也出台了分歧补助政策支撑降低高企的成本。欧盟从航空碳排放买卖系统（ETS）中支取16亿欧元用于补助航司的SAF使用，美国通过《削减通缩法案》赐与利用特定SAF的航司1。25~1。75美元/加仑的退税优惠。跟着全球SAF产能持续扩张，欧美成为次要的SAF消费市场，也是出产商集中的地域。据统计，2024年全球SAF产量100万吨，占航煤总供应量的0。3%，此中欧洲和美国别离占产量的84%和14%，估计2025年全球SAF产量将继续增至200万吨以上。至多有43家航空公司已许诺正在2030年利用SAF，且还会按期告竣更多和谈。按照国际航空运输协会的阐发，到2050年，65%的减排将通过利用SAF来实现，意味着其年使用量将正在2050年达到3。5亿吨。国际平易近用航空组织统计了SAF的承购和谈，从目前全球排名前十的SAF承购航空公司及其承购总量和和谈签定数量来看，次要集中正在欧美，包罗美国的结合航空、西南航空、达美航空、美国航空、一家，的汉莎航空，法国/荷兰的法荷航，英国的博茨瓦纳航空，日本的日本航空和中国的国泰航空。从供应来看，按照国际平易近航组织统计，截至2024年5月24日正正在运营且已发布产能的SAF工场共有48家，总产能达到2000万吨/年。从拔取的48家工场来看，欧美制制商拥有相当大的比沉，产能排名前五的国度别离是美国、荷兰、新加坡、法国、。碳排放节制打算将鞭策我国SAF需求增加逐渐加速。我国SAF跟着政策导入迈向成长期。2024年9月18日国内可持续航空燃料使用试点启动，2025年3月国内平易近航SAF第二阶段试点启动，大兴、成都双流、郑州新郑、宁波栎社机场起飞的所有国内航班将常态化加注掺混1%的SAF燃油。打算2025年三季度第三阶段试点正在全国省会机场大范畴开展。正在供给侧，已投产且取得中国平易近航局适航认证的有4家企业，别离为中国石化镇海炼化、君恒生物、山东三聚、嘉澳新能源，已投产的工场规划产能合计跨越100万吨/年，目前，中国航油正在华北、华东和华中规划生物航煤储运设备扶植将笼盖京津冀、长三角、珠三角及川渝等沉点需求区域，同时宁波栎社国际机场、郑州新郑国际机场、大兴国际机场、成都双流国际机场都正在以具备领受SAF的能力。我国是全球最次要的航空市场之一，其发生的碳排放也不竭上升。按照国际平易近航组织要求，我国最晚于2027年参取国际航空碳抵消和减排打算，正在政策及行业法则的双沉鞭策下，可持续航空燃料的使用将成为减排的主要手段。虽然航空碳排放目前仅占我国全体碳排放的1%摆布，但航空业将来处于持续成长期，碳排放节制不容轻忽。中国平易近航局下发的《“十四五”平易近航绿色成长专项规划》中提出的绿色成长次要目标明白，“十四五”期间航空公司可持续航空燃料消费量5万吨，此中“力争2025年昔时可持续航空燃料消费量达到2万吨以上”。可是目前SAF次要使用正在部门国际航路上，国内航空公司SAF需求地址分离、掺混比例纷歧。将来，绿证模式和掺混比例固定有益于我国SAF的推广使用，估计2030年我国SAF需求量正在150万~160万吨，占航空燃料需求3%摆布；到2040年和2050年我国SAF需求占航空燃料需求将别离达到10%和30%，SAF需求量别离达700万吨和1800万吨。我国SAF出产具备潜力。我国SAF原料分布较广、可操纵量大，为SAF的供给供给了保障，但收集和加工成本高、手艺线较单一等要素正在必然程度上也了财产成长。据统计，目前全国SAF正在运营产能和规划产能580万~600万吨/年。跟着航空业碳减排的推进，正在将来政策指导和支撑下，SAF供需两侧均有快速增加的潜力。从理论产能角度来说，如将我国现有及规划的氢化生物柴油（HVO）产能进行改扩建用以制备SAF，加上现有的SAF产能，估计2025年SAF的总潜正在产能可达205万吨/年，供应量可满脚我国昔时航油总需求量的4。5%。我国SAF仍面对原料供应受限、成本及售价偏高、尺度仍需完美等问题，需要加强财产全体结构，扩大原料出产规模并降低成本，同时指导企业取科研机构强化手艺立异，提拔SAF财产合作力。正在航空业手艺未发生庞大冲破前，估计SAF将成为全球航空业实现2050年净零碳排放方针的最佳处理方案。但目前我国SAF的出产取利用尚处于成长初期，支流酯类和脂肪酸类加氢工艺线的原料供应受限，且SAF的成本取售价相较保守化石喷气燃料仍缺乏合作力。此外，我国正在SAF的工艺和机能方面的尺度系统曾经初步成立，但可持续性方面的尺度仍正在研究阶段。国度层面顶层设想指导完美财产总体结构。我国对SAF的政策信号尚不开阔爽朗，次要的市场参取方更多处于预备阶段，并未对SAF产能等方面做出明白，现行的SAF轨制法则以分离的调控政策为从，尚未构成全面的框架法则，关于SAF的针对性补助、碳抵消机制、可持续性尺度、适航尺度等仍存正在轨制空白，法令束缚力还需进一步加强，同时正在产能、手艺、原料供给和成本等方面貌前都还存正在瓶颈。《“十四五”平易近航绿色成长专项规划》提出的方针并非强束缚性方针。积极摸索原料收集和拓展工做，逐渐实现减产降本。酯类和脂肪酸类加氢工艺为现阶段合理线，但实现规模化出产才能无效降低成本。因而，我国应正在各地成立烧毁油收受接管机制，就近收受接管、合理结构扩大出产规模。SAF的成本次要取决于原材料成本，而大规模特地种植的能源做物成本可控，产量和质量都有。鉴于我国地盘资本丰硕，正在《关于做好2023年全面推进村落复兴沉点工做的看法》等文件指点下，正在不触碰耕地红线的前提下，正在我国西北、东北、华北等盐碱地域积极摸索盐碱地、湿地震物及微藻类原料成长，逐渐添加种植超等芦竹等能源做物。加大科研投入，加强财产结合以鞭策手艺立异。以配合鞭策SAF成长为方针，搭建多元化的财产联盟，成立以石油公司、能源公司、航油公司、航空公司、科研机构、手艺供给商、原料企业等为从体的财产联盟。聚焦强化手艺立异取研发、制定行业尺度取规范、绿色供应链扶植、市场转型、消息共享取学问等方面，鞭策出产、物流、发卖等全财产链协同合做，保障SAF财产平安，提拔SAF财产合作力。鞭策成立生物航煤全财产链，能够通过处所牵头健全烧毁油脂收受接管收集，强化市场监管，鞭策区域规模化收集和集中化处置；激励行业龙头企业牵头，结合出产企业、发卖企业、航空公司、烧毁油脂收受接管方及航空器制制企业等相关方以市场化体例配合投资生物航煤项目，构成成本共担、好处共享机制。生物航煤是以动动物油脂、餐余废油等可再生资本为原料出产的航空火油，属于SAF。取保守航煤比拟，生物航煤的全生命周期可降低50%以上的碳排放量，已成为全球航空碳减排的次要标的目的。中国石化镇海炼化采用石油化工科学研究院自从研发的出产手艺，以“地沟油”为原料出产生物航煤。“地沟油”是如丽回身成为生物航煤原料，最终进入飞机的油箱，翱翔于蓝天的？让我们一同领会生物航煤的宿世。生物航煤是以多种动动物油脂为原料，采用自从研发的加氢手艺、催化剂系统和工艺手艺出产的航空火油。“地沟油”就是此中一种原料，“地沟油”是通俗说法，专业上叫做餐余废油，即利用过的烹调用油、食用油。地沟油取石油都含有大量的碳元素和氢元素，是能够燃烧的。我们炒菜时，若锅内油温过高就会燃烧起来。由于成分接近，所以“地沟油”和石油一样，都能成为航空火油的原料。我国是亚洲首家、世界第四家具有自从研发生物航煤手艺的国度，并初步构成了生物航煤出产、认证、使用系统。开辟利用生物航煤意义严沉，一是取保守航油比拟，生物航煤全生命周期可实现二氧化碳减排50%以上（镇海炼化出产的生物航煤经可持续生物材料圆桌会议认证，减排正在70%以上），推广使用生物航煤是实现航空运输范畴洁净低碳转型的次要径。二是我国生物航煤以餐余废油为原料，如生物航煤获得大规模利用，一方面可实现餐余废油的绿色资本化操纵，变废为宝，进一步保障我国能源的多样性；另一方面有可能改变餐余废油的，解除餐余废油流向餐桌风险老苍生健康的后顾之忧。中国石化自动担任，正式立项加氢法生物航煤手艺研发项目，为人们的夸姣糊口扛起的社会义务。生物航煤项目是中国石化“十条龙”攻关项目。正在中国石化科技部的组织指点下，镇海炼化、石科院、工程扶植公司、经研院四家单元构成项目组，通力协做。2011年11月，正在镇海炼化杭州出产，完成亚洲第一套万吨级生物航煤示范安拆。规模化出产生物航煤需要大量“地沟油”做为原料，研发人员面对臭味、杂质繁多、酸值高、盐含量高档诸多问题。取保守炼油最大的分歧，地沟油含有大量脂肪酸类化合物，此中含氧量正在11%摆布，而石油含氧量低于0。1%，相差跨越100倍。氧会间接影响催化剂的活性和不变性。此外，地沟油还含有硫、氯、金属元素等杂质，都要逐个去除。通过工艺、催化剂等方面的立异研发，2012年，镇海炼化出产出以餐余废油为原料的生物航煤，被称做中国石化1号生物航煤。飞机对燃料的机能有严酷的尺度和要求，飞机要正在万米高空平安飞翔，要连结燃料的可流动性，冰点要小于等于零下47摄氏度，保守航煤施行3号喷气燃料的国际尺度。生物航煤和保守航煤一样，都要严酷施行3号喷气燃料的国际尺度。一种新燃料用于航空飞翔，必需颠末策动机测试、试验飞翔并取得中国平易近航局的适航核定。镇海炼化正在研发生物航煤的同时，也正在鞭策生物航煤使用的财产链合做，取东方航空公司、欧洲罗尔斯-罗伊斯策动机公司等构成计谋联盟，又取航空航天大学、中国国航等单元倡议成立“中国航空替代燃料财产协同立异计谋联盟”，成立跨界财产结合模式，配合推进生物航煤的适航核定及贸易化使用。2012年2月，镇海炼化初次向中国平易近航局提出中国石化1号生物航煤的适航核定申请，中国平易近航局成立专家组对1号生物航煤的全套出产手艺材料和试验数据进行了严酷审查，并进行了策动机台架验证和试飞验证。2013年4月24日，中国石化1号生物航煤正在上海虹桥机场成功试飞。2014年2月12日，中国平易近用航空局正式向中国石化颁布1号生物航煤手艺尺度项目核准书，标记着我国首张生物航煤出产许可证落户中国石化。中国石化的生物航煤已完全具备财产化的前提，我国生物航煤也因而正式迈入财产化和贸易化阶段。以欧美国度为代表的世界次要经济体生物航煤出产使用成长敏捷，2008年至今全球已有跨越45家航空公司、40万架次航班利用了生物航煤。2017年，国际平易近航组织（ICAO）制定了生物航煤全球用量要求，即2025年达500万吨、2040年达1。28亿吨、2050年达2。85亿吨。2022年5月，国度成长委印发《“十四五”生物经济成长规划》，“生物经济”写入了“‘十四五’规划和2035近景方针纲要”。这是我国首部生物经济五年规划，规划指出，开展新型生物质能手艺研发取培育，鞭策化石能源向绿色低碳可再生能源转型。这对生物航煤的推广使用是积极的信号。碳达峰碳中和政策也对生物航煤的成长具有主要意义。起首，这些政策为生物航煤的成长供给了政策支撑和市场需求，鞭策了生物航煤的手艺研发和财产化。其次，生物航煤做为一种可再生能源，能够无效削减航空业的碳排放，有帮于实现碳达峰碳中和方针。最初，这些政策还推进了生物航煤财产链的成长，鞭策了相关财产的绿色转型升级。2050年，预测我国航煤需求量约7300万吨，若生物航煤掺混比例达到10%，生物航煤需求量为730万吨。做为我国最早研发常规航空燃料出产手艺的单元，石科院自2009年6月起针对生物航煤开展立项研究。区别于保守石油的馏分特征，生物航煤的原料动动物油的次要成分是三脂肪酸甘油酯，将其为生物航煤面对诸多手艺难题，最间接的就是生物质原料含氧量高。“正在加氢过程中会生成大量水，导致催化剂失活，同时还耗损掉大量的氢气。反映过程放热量大，添加了控温操做的难度。”中国石化首席专家聂红引见。针对生物质原料含氧高的难题，石科院把目光投向出产常规航煤时去除杂质的主要手段——加氢精制手艺，斗胆测验考试程度石油炼制手艺立异模式，力图把“地沟油”变成取石油基航煤根基分歧的组分。为此，研发团队成立科学根本平台，从程度对涉及的含氧化合物的化学机能进行认识，从程度对涉及的含氧化合物的反映收集进行研究。依托根本研究的冲破，石科院先后霸占了原料筛选、手艺线设想、工艺前提优化、催化剂配方定型、工业化放大等一系列难题，自从研发出系列配套催化剂，构成了冲破性的中国石化生物航煤出产（SRJET）手艺，产质量量及工艺手艺目标完全达到国际先辈程度。经频频试验，SRJET手艺成功通过工业规模安拆示范验证，出产出中国石化1号生物航煤，使中国具有生物航煤自从立异手艺及自从出产、自从核定的能力，完成国产C919大飞机加注试飞使命。2022年5月，国内首套生物航煤工业化安拆正在镇海炼化进行首批规模化试出产，出产生物航煤及格产物600余吨。生物航煤的次要原料，就是人们熟知的餐余废油，俗称“地沟油”，同时也包罗部门动动物油脂、农林烧毁物等，取保守的以石油为原料出产的航煤比拟，全生命周期二氧化碳的排放量最高能够削减50%以上。其时，要成功完成生物航煤工业化安拆的试出产使命，首要前提是制定完美可行的试车方案。镇海炼化加氢手艺团队通过德律风、邮件、视频会议等体例，取石科院、工程扶植公司会商生物航煤开停工次要思标的目的，取成长、打算、出产等部分会商完美生物航煤原材料采购、系统配套、开停工步调等，协调制定环节节点，频频会商推敲生物航煤工况取柴油工况若何切换、石油基航煤若何分手、生物航煤产质量量若何把控等一系列手艺难点，数易其稿，试出产方案终究通过了专家评审。同年9月13日，镇海炼化取得中国平易近航局核定的生物航煤适航证书《手艺尺度项目核准书》，标记着我国首套生物航煤工业安拆产出的首批规模化生物航煤即将飞向蓝天，镇海炼化生物航煤将向整个平易近用航空市场发卖。此后，镇海炼化生物航煤成功帮力“亚运航班”——浙江长龙航空GJ8987航班，首航成功；帮力国产商用飞机试飞成功，验证了国发生物航煤取国产商用飞机的兼容性、平安性，填补了国发生物航煤正在国产机型上的使用空白，为生物航煤进行贸易化规模使用奠基了根本。2024年以来，炼油发卖公司环绕镇海炼化生物航煤安拆原料保供，以及广州石化、天津石化生物航煤扶植规划，积极建立生物燃料原料保供系统，推进炼油财产低碳、轮回、可持续成长。该公司第一时间成立专项工做带领小组，抽调精壮力量，积极开展市场调研，针对性走访川渝、长三角、珠三角、京津冀等地域工业级夹杂油供应商，一方面按照镇海炼化手艺目标严酷筛选，优先取6家优良供应商签定合做意向书，按照及时、及格、优良、优价准绳锁定原料资本，确保镇海安拆原料保供；另一方面针对广州石化、天津石化生物航煤扶植规划，有针对性地调研区域供应商，为企业安拆扶植供给根据。同时，该公司积极建立全链条保供机制，完成ISCC国际可持续认证系统对接，打通系统操做流程，确保营业合规开展。该公司还通过组建商情团队，提拔市场消息和商情阐发研判能力，及时为集团公司及企业供给市场消息。“中国石化镇海炼化是国内可持续航空燃料的主要供应商，目前产物次要供应大兴、成都双流和宁波栎社等首批试点机场，正在国航、东航和南航多个航路加注利用，取得较好的成效，跟着后续试点机场的添加，加注SAF的航路会进一步添加，我们将取镇海炼化慎密合做，保障各机场SAF用油供应，用现实步履支撑平易近航业‘双碳’成长。”？。