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可持续航空燃料如何引领绿色低碳发展?
来源:《中国民航报》2022-11-09 15:30:00
 

近日,一架由空中客车天津总装线完成总装的空客A320neo飞机交付中国东方航空并使用5%的可持续航空燃料从天津飞往西安,自此,空客单通道飞机开启了在中国的绿色之旅。这是空客公司在中国总装的空客A320系列飞机首次使用可持续航空燃料进行交付飞行。此次交付飞行虽然只是可持续航空燃料使用的一小步,但却是实现实现“双碳”目标可喜的一步。

此后,所有在空客天津总装线接收飞机的航空公司都可以选择在交付飞行中使用一定比例的可持续航空燃料。航空业碳减排目标究竟是什么?为什么选择可持续航空燃料实现绿色低碳发展?从空客公司此次交付飞行说起,可持续航空燃料其实这样引领着航空业绿色低碳发展……

航空愿景 共同目标

2021年,国际航协(IATA)在其第77届年会上批准了全球航空运输业于2050年实现净零碳排放的决议,这比之前提出的“2050年较2005年实现50%碳减排”的目标更进一步。2022年10月,国际民航组织(ICAO)各成员国在其第41届会员大会上确定了长期气候目标,即在2050年前实现国际航空业务的净零排放。多家航空公司、飞机制造商以及航空业上下游的企业也陆续发布了其支持行业减排的计划。

航空业可以通过多种措施来减少碳排放,如开发新的飞机技术以提高能效或者能使用电力和氢能驱动的新机型、提高运营和基础设施的效率、使用可持续航空燃料等,这些都与飞机制造商所生产的飞行器息息相关。对于航空业自身无法完全消除的碳排放,还可通过碳抵消计划以及碳捕获、碳利用与碳封存等手段。

从节能减排角度来说,电动飞机或者氢能飞机是使用清洁能源当之无愧的选择。但除非有关键性的技术突破,将其应用于中、长途航线尚需时日。除此之外,研发飞机新技术及提高运营与基础设施效率这两项措施是一个需要长期持续且不断进步的过程。虽然机队的燃油效率在稳步提高,但是常规技术领域的优化所能产生的碳减排效果具有局限性。因此,对于航空业碳减排的目标而言,使用可持续航空燃料替代现有化石燃料的是最可行的方案。

北京大学能源研究院发布的《中国可持续航空燃料发展研究报告》(以下简称《报告》)指出,可持续航空燃料是一种可用于商业航空的液体燃料。与目前主要由石油炼制而成的航空燃料相比,可至少降低80%的二氧化碳排放。生产可持续航空燃料的原料包括废油脂、农林废弃物、城市废弃物以及非粮食作物等,还可以通过把氢气和捕获来的二氧化碳加以合成的方法来生产。可持续航空燃料之所以被称为可持续,是因为从全生命周期角度来看,其原料在生长过程中或者合成过程中所吸收的二氧化碳要超过其在使用过程中所排放的二氧化碳;同时,其原料也不与粮食作物或水供应竞争,也不造成森林退化或生物多样性方面的损失。为满足其可持续性,可持续航空燃料不仅需要拿到适航许可,还需要取得业界认可的标准认证。

包括酯类和脂肪酸类加氢工艺(HEFA)、费托合成工艺(FT或G+FT)、醇喷合成工艺(AtJ)以及电转液工艺(PtL)等在内的四类可持续航空燃料转化技术路线,是目前航空业普遍认为未来具有较大发展前景的路线,也是全球主要燃料提供商重点关注的领域。其中,脂类和脂肪酸类加氢处理的技术路线是指将动植物油、废油或脂肪通过使用氢气加工提炼成可持续航空燃料,一般包括加氢脱氧、异构化、裂化和分馏等流程。适用于HEFA的原料较多,主要以油脂为主,包括动物油、植物油、餐饮废弃油等,也包括藻类物质。

此次空客A320neo在中国交付使用的可持续航空燃料就是由空客公司向中国航空油料集团有限公司采购,并由中国石化镇海炼化厂使用餐饮废弃油作为原材料炼制生产的,是中国首套可持续航空燃料工业装置实现规模化生产后的首批国产可持续航空燃料。

毛羽未丰 蓄势待发

中国是全球第二大航空市场,潜在的需求增长还将持续扩大未来的市场规模。虽然航空碳排放目前仅占中国整体碳排放的1%左右,但传统重工业的发展规模及引起的碳排放已逐步进入平台期。《报告》称,传统重工业的碳排放预计将在未来10年左右开始下降,相比之下,整体还处于持续增长期的航空业未来产生的碳排放不容小觑。

目前,中国可持续航空燃料供需市场还处于初期阶段。在消费侧,自2011年以来航空公司实施的可持续航空燃料试飞或商业飞行活动屈指可数,尚未真正将可持续航空燃料大范围使用。在供给侧,市面上仅有镇海炼化和易高两家企业具备可持续航空燃料生产能力,整体规划产能约为每年15万吨。《报告》指出,在全球范围内,可持续航空燃料产业都带有显著的“政策驱动”属性,政策导向是影响该产业发展的重要外部环境;其中,是否具有强制性或推荐性的可持续航空燃料掺混比例是最重要的影响消费侧的因素。全球可持续航空燃料每年消费量从2016年的6000多吨增长到202年的8万吨,这与航空业的“到2050年较2005年实现50%碳减排”目标不无关系。

在中国,包括航空业在内的诸多行业在碳减排领域的努力是实现中国“双碳”目标的关键所在。民航局从2010年开始加大了对可持续航空燃料研发应用的重视程度,将可持续航空燃料作为航空业脱碳重要战略储备。近十年来逐步建立起了协调机制,不断加强标准建设,支持国内航企开展验证飞行和商业飞行,以及积极参与国际合作探索制备工艺。

近日,政府部门在相关政策中也涉及要推进可持续航空燃料的示范和商业应用。在生物柴油领域,我国政府鼓励生物柴油产业发展,先后出台了相关的法律、规划、产业政策、财税政策以及产品标准。尤其是2006年开始施行的《可再生能源法》和国家能源局于2014年发布的《生物柴油产业发展政策》,对引导和推动中国生物柴油产业的发展发挥了重要作用。此外,财政部和国家税务总局也多次发文,明确生物柴油税收优惠政策。

《“十四五”民航绿色发展专项规划》提出,我国力争到2025年可持续航空燃料累计消费量达到5万吨。未来,我国对于可持续航空燃料的需求增量有极大的增长潜力。当需求增长时,供应端的产能就会随之扩大。从理论上说,如果将中国现有及规划的氢化生物柴油产能进行改扩建用以制备可持续航空燃料,外加目前已有的可持续航空燃料产能,预计2025年可持续航空燃料的总潜在产能可达205万吨,供应量届时可达中国当年航油总消费量的4.5%。

不过,随着酯类和脂肪酸类加氢工艺日趋成熟,加之生产可持续航空燃料的原料在我国分布较广、可利用量大,国产可持续航空燃料的供给有较为充分的保障。专业人士认为,我国可持续航空燃料产业既面临挑战也存在机遇,积极的政策信号但不意味着强约束力的目标,国产可持续航空燃料的发展路径有待进一步明确,如果充分利用内外部有利条件,逐步发挥可持续航空燃料的节能减排潜力,将在降低航空业碳排放、实现“双碳”目标、增强能源安全方面作出重要贡献。

加强合作 深耕中国

为了应对气候变化以及执行巴黎协定的目标,空客公司与全球合作伙伴积极合作,共同推动民航低碳化事业,尤其是可持续航空燃料的落地实施。

空客公司在中国的可持续航空燃料业务可以追溯到2012年。空客公司当时与中石化、东航以及中航油签署了四方合作协议,支持中石化自主研发生产的可持续航空燃料,并于2013年4月24日在东航一架空客A320飞机上实现了首次测试飞行,使中国成为继美国、德国、法国之后第四个拥有自主生产可持续航空燃料技术的国家。此外,2012年~2016年,空客公司与清华大学连续四年开展了关于中国民航领域应用可持续航空燃料的经济政策研究,并与国内相关政府部门和行业分享研究成果,推动国内相关政策的研究和落地。2019年2月23日,南航一架空客A320飞机使用了10%的可持续航空燃料从法国图卢兹飞往广州,实现了中国航企飞机交付首次使用可持续航空燃料进行交付。

自2016年开始,空客已经先后在法国图卢兹、美国莫比尔和德国汉堡的飞机交付中心向客户提供使用可持续航空燃料交付飞机的选项,累计使用可持续航空燃料向全球40多家航企交付了逾90架次的飞机。从2020开始,空客中国启动天津交付中心使用可持续航空燃料交付飞机的项目;经过2年多的不懈努力,空客天津实现使用中国本土生产的可持续航空燃料向中国航企交付飞机的首次飞行。这不仅表明了空客扎根中国深化合作的决心,也是空客公司助力中国民航“双碳”目标实现的有力举措。

目前所有空客机型的飞机均可使用最高50%的可持续航空燃料与航油混合飞行,空客计划在2030年前获得100%可持续航空燃料商业飞行取证。自2021年3月以来,空客已完成在空客A319neo、空客A350及空客A380上使用100%可持续航空燃料的试验飞行。此次飞行后,空客中国将向所有客户提供加注最少5%可持续航空燃料的选项用于飞机交付;下一步,空客中国将把可持续航空燃料的应用延伸到空客的内部运营,即飞机交付前的测试飞行也使用可持续航空燃料,进一步深化空客降低自身生产制造过程中产生的碳排放,实现空客天津工厂全产业链使用可持续航空燃料,同时助力中国民航“十四五”绿色发展目标以及国际民航业2050净零排放愿景。

所谓“星星之火可以燎原”,可持续航空燃料是全球航空业绿色低碳发展、加快蓝天减排的重要方向。未来,空客公司将继续加强与中国合作伙伴的合作,不断拓展市场及供应链,构建中国的可持续航空燃料生态圈,促进中国民航加快低碳转型,助力中国民航双碳目标实现。空中客车全球执行副总裁、空客中国首席执行官徐岗表示:“空客在天津使用可持续航空燃料燃料交付飞行是空客公司,尤其是空客中国取得的一个具有历史意义的里程碑。作为中国长期可靠的合作伙伴,空客为推动中国航空业的可持续发展又迈出了坚实的一大步。空客和中国的合作伙伴在可持续发展方面达成高度共识,也将共同努力向所有在空客天津接收飞机的客户提供选择——可以在交付飞行中使用一定比例的可持续航空燃料。我们也在努力携手更多中国的空客飞机运营商使用可持续航空燃料进行商业飞行,进一步支持中国发展绿色民航的战略道路。”(《中国民航报》、中国民航网 记者张人尹

责任编辑:wangyaling 000
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