如何减少飞机的碳排放

文章来源:财经十一人碳交易网2023-09-14 15:56

可持续燃料，航空减排的主力

航空业的碳排放主要来自燃料燃烧产生，占航空运输业排放量的79%。因此，减排潜力最大的就是将燃料从航煤油替换为不产生新增温室气体排放的可持续燃料（SAF）。

根据国际航空运输协会（IATA）的测算，为了实现2050年净零排放，航空业在2046年-2050年面临81.64亿吨碳减排量的远期目标，其中可持续燃料将贡献65%。

据北大能源研究院在2022年发布的《中国可持续航空燃料发展研究报告》，可持续燃料之所以“可持续”，是因为从全生命周期来看，其原料(如废弃的生物质)在生长过程中或者合成过程中所吸收的CO2要超过其在使用过程中所排放的CO2；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。

在认证方面，业内最广泛使用的标准是美国材料与实验学会（ASTM）的ASTM-D7566标准，只要通过这一标准认证，就认为可以与目前的航煤油直接掺混，不需要对发动机和基础设施做任何改造。

生产可持续燃料的原料包括废油脂、农林废弃物、城市废弃物及非作物粮食等，还可以通过氢气和碳捕捉的二氧化碳以合成办法来制造。

根据国际航空运输协会的测算，SAF的需求将从2020年的5万吨增长到2025年的630万吨，到2050年将达到3.58亿吨。

在中国，《“十四五”民航绿色发展专项规划》提出力争到2025年可持续航空燃料消费达到5万吨。

截至2021年10月，被ASTM认定的SAF技术路线有九条。其中最广泛应用、当前商业化最成熟的是酯类和脂肪酸类加氢工艺（HEFA）。

这一工艺主要用油脂作为原料，也是目前绝大部分可持续燃料采用的技术路线，它的原材料可以是餐饮废弃油，因而可以通过“地沟油”来制备航空燃料。早在2011年，中国国航就使用中石油和霍尼韦尔UOP（霍尼韦尔特性材料和技术集团）合作生产的航空生物燃料在首都机场实施了中国首次航空可持续生物燃料验证飞行。

另一种主要的技术路线为费托合成（G+FT），将含碳材料以合成气的形式分解为不同单元，再组合成航空燃料。这一工艺最初是将煤炭、天然气等化石燃料转化为液体燃料和其他化工品。

第三是醇喷合成路线（AtJ），将醇类物质通过脱水、低聚、加氢转化及蒸馏等工艺转化为航空燃料。制备醇类物质可以有多种来源，如玉米、甘蔗等农作物。

值得一提的是，为了确保燃料本身的可持续，这一技术路线要其原料不影响粮食供应。霍尼韦尔UOP中国市场业务拓展经理卢静介绍，CORSIA在评价SAF降碳能力时，两条关键的指标是不与粮食争地、不与人类争粮食。在中国，由于粮食供应并不富裕，拿粮食做乙醇原料并不现实，用生物质（如秸秆）发酵成乙醇再生产航空燃料是中国可以关注的方向。

根据北大能源研究院的报告，还有一条技术路线尚未被包含在ASTM的认证体系中但也值得关注，那就是电转液路线（PtL）。通过将电解水产生氢气，再与二氧化碳转化为碳氢化合物燃料。这一技术路线有望未来与绿电结合，同时实现二氧化碳捕集利用，理论上其全生命周期最高可以实现99%到100%的减排。

无论哪种可持续燃料，都会推高成本。据林鹏介绍，燃油成本大概占航空公司运营成本的三分之一，而即便是目前商业化最成熟的HEFA技术，其成本大约是传统航煤油成本的2倍到3倍，这意味着如果将航空燃油全部替换为可持续燃油，会使得运营成本提高30%到1倍左右。当然，随着技术进步和产业规模化，成本会呈下降趋势，但下降幅度有待观察。

当前，在欧洲的一些航空公司，已经可以在购票时选择可持续航空燃料权益，这类票价较普通票价高出20%左右，航空公司会给旅客相应的积分。

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