绿色航油也称为可持续航空燃料(Sustainable Aviation Fuel,简称SAF),是指那些在生产过程中产生的生命周期碳排放量比传统石油基航空燃料低的航空燃料。近年来,伴随着氢能产业的发展,国内绿色航油的项目也开始兴起,为绿氢的消纳提供了广阔的市场空间。
目前国内有哪些绿色航油项目?绿氢航油有哪些有优势,面临哪些挑战?绿色航油市场的兴起又将给氢能产业带来哪些机遇?本文将对近年来我国绿色航油的发展概况作初步梳理。
绿色航油项目开始时兴起
绿色航油兴起在于其为航空运输领域的降碳减排提供了一种可行的实施方案。应用层面,国内市场端在2024年开启了绿色航油的应用试点。
9月18日,国家发展改革委、中国民航局举行可持续航空燃料应用试点启动仪式,9月19日起,国航、东航、南航的12个航班将正式加注SAF。
绿色航油项目的建设方面,在去年起就已经开始了,由于SAF可以同绿氢的制备和消纳相关联,国内绿色航油的建设项目与绿氢制备相关。
2023年7月,国家电力投资集团公司与新疆能源化工与绿能科技(国核电力院)签署《国家电投塔城风电制氢合成绿色航煤框架协议》,该120万千瓦风电制氢合成绿色航空煤油项目签约,拉开了国内绿氢合成绿色航油时代的帷幕。
自此之后,亿利集团阿拉善乌兰布和350万千瓦立体风光氢治沙制取航空燃料一体化示范项目、中能建白城市可再生绿色能源一体化项目、巴彦卓尔芦竹生物质零碳产业园等绿色航油项目相继签约。
2024年以来,绿氢制绿色航油示范项目又传出新的进展。10月14日,由中国能建中国电力工程顾问集团有限公司投资建设的十万吨级风光氢融合生物质绿色航油示范项目——双鸭山绿色甲醇与绿色航油示范基地一期工程举行开工仪式。
该项目规划建设年产20万吨绿色甲醇、30万吨绿色航油,项目规划总投资208亿元。其中,一期(本期)工程规划建设年产10万吨绿色航油项目,投资约60亿元,包括450兆瓦的风电场和光伏电站、一座水电解制氢站、生物质预处理工厂,以及一座绿色航油合成工厂,将在2027年投入运营。
11月13日,吉林省双辽市“风光绿色氢醇制航空煤油”一体化示范项目(化工部分)获备案。该 “风光绿色氢醇制航空煤油”一体化示范项目(化工部分)由吉林龙源新能源有限公司实施,计划总投资464100万元;计划2025年12月开工,2027年10月竣工。
绿色航油项目能明显带来制氢装备的需求,双辽市“风光绿色氢醇制航空煤油”一体化示范项目就很好的体现了这一点。
备案资料显示,该项目规划用地900亩,建设内容涵盖制氢能力1000Nm³ /h 碱液电解槽共计80套,总制氢能力8万标立方米/小时,可实现年产氢气3.5万吨;16 万吨合成 SAF 装置一套,年产SAF9.2万吨,配套建设220kV降压站1座,生物质气化装置、储运装置及其附属设施。
绿色航油的挑战和市场机遇
绿色航油顾名思义,其来源要求是绿色的,要具备降碳减排的作用。按照产业界的定义,绿色航油是指从非化石资源而来的C8~15液体烃类燃料,其受到青睐的因素体现在相比于传统的航空燃油,绿色航油除了可降低二氧化碳、氮氧化物等温室气体和污染物排放,其在燃料效率、能效比上也有较大的优势。
根据美国环球油品公司的生命周期分析,绿色航油的温室气体排放量比石油基航空燃料减少65%~85%。在使用过程中显示出更高的能量密度,可使飞机在消耗更少燃料的基础上飞得更远,其闪点、凝固点、稳定性以及燃烧热等航空燃料所有关键性指标,均满足甚至超过现有的航空燃料标准和规范。
另一方面,相比于航空飞行器的其它减排方式,现有飞机改用绿色航空燃料时,无需更改飞机发动机和燃料基础设施,即可直接便捷地使用。在这种情况下,绿色航油被公认为是可降低世界航空运输业二氧化碳排放的可行路径。
参照传统航油的万亿级市场来估算,绿色航油将迎来千亿级的市场需求规模——这也为其生产端和供给端带来了新的机遇和挑战。其中,最显著的挑战是成本高。据了解,现阶段,国外的绿色航油售价在2500美元/吨到3100美元/吨不等,差不多是当前石油基航油的4倍左右。
当然,按照不同方式制取的绿色航油在成本上存在一定的差别,目前由废油制成的SAF的成本至少比传统航空燃料高出50%。利用农业废料生产的生物燃料成本则更高,国外很多绿色航油主要从生物油脂的裂化精制获得,收率低能耗大,高昂的价格限制了其推广应用,如何高选择性定向获得绿色、低成本航油成为了学术热点和产业痛点。
“大型飞机由于难以短时间内通过电气化、氢能化减碳,使得SAF成为解决航空业碳排问题的最核心手段。”一位关注SAF产业化的投资人士告诉高工氢能,基于废油脂的HEFA路线供应量有限、成本水涨船高,未来无法满足SAF的供应需求,与绿氢的制备相结合提供了一种可供探索的降本路径。
利用绿氢制备绿色航油可以将风能、太阳能等可再生能源很好的利用起来,通过电解水制氢,再配套二氧化碳捕捉装置,配合生物质气化、合成气净化、油品合成等程序就能制备绿色航油。此外,绿色航空燃料生产过程中产生的副产品还可作为肥料、饲料等循环利用,有利于进一步降低生产成本。
总体来看,绿色航油作为具有广泛应用前景的可持续发展方案,已经在国内开始试点应用。在国家大力推进“双碳”目标的背景下,发展绿色航油可以很好地与绿氢产业形成联动,未来,随着产业链的成熟和制备成本的减低,绿色航油需求的爆发将或将给电解水制氢设备带来市场机遇。