SAF流程中的5个关键步骤:从生物质回收到可持续飞行

孟尝门军武 2024-11-03 11:03:08

概括

可持续航空燃料 (SAF) 由可再生废料制成,与传统航空燃料相比可减少高达 80% 的排放。SAF 生产涉及从各种来源收集原料,并通过费托合成、加氢酯和脂肪酸等工艺将其转化。目前,商业航班允许的最大 SAF 与传统喷气燃料的混合比例为 50%,但现代客机最高可使用 100%。SAF 的运输方式包括管道、驳船和卡车。

可持续航空燃料 (SAF) 已成为新闻焦点,成为未来应对航空相关全球变暖的武器。航空公司正在逐步增加 SAF 的使用,作为实现净零排放计划的一部分。

据全球领先的可持续航空燃料生产商 Neste 称,

“航空业目前约占全球碳排放量的 2% 至 3%。如果算上非二氧化碳排放,其对气候变化的总体贡献要高得多——而且随着航空旅行需求的不断增长,这一贡献可能还会增加。当今世界需要一个解决方案,使航空业脱碳。”

《简单飞行》汇编了西南航空一份报告中强调的 SAF 生产和运输步骤,以实现可持续飞行。

1废物回收步骤 1:收集原料

生物质

脂肪、油和油脂

直接空气捕获 (DAC) 产生的二氧化碳

该工艺的第一步是从多个来源回收原料。原料通常来自可再生和不可再生能源,包括生物质、脂肪和油、油脂和直接空气捕获 (DAC) 产生的二氧化碳。

照片:ATR | Chunlaud Melody

据 Neste 称,

“SAF 由 100% 可再生和可持续来源的废弃物和残留原料制成,例如食用油和动物废弃脂肪,与使用传统航空燃料相比,它可以在燃料的生命周期内减少高达 80% 的温室气体排放。”

2SAF生产第 2 步:原料转化为 SAF

主要技术

费托合成 (FT)

加氢酯和脂肪酸 (HEFA)

合成异构烷烃 (SIP)

酒精至喷气 (AtJ)

催化水热解 (CHJ)

该工艺的下一步是将回收的原料转化为 SAF。这可以通过多种方法和技术来实现。费托 (FT) 法将碳材料分解成合成气形式的构建块。FT 合成将这些构建块组合成各种可持续燃料。最大混合比为 50%。

图片:波音

HEFA 工艺通过加氢将废油和脂肪精炼成 SAF。通过加氢脱氧从残渣中除去氧气,并将分子异构化为喷气燃料链。最大混合比为 50%。

3创建混合步骤 3:将 SAF 与传统航空燃料混合

商业航班的最大允许混合气

50%

试飞允许的最大混合度

100%

该工艺的下一步是将生产的 SAF 与传统喷气燃料混合。目前,商用飞机(包括战斗机和直升机)对 SAF 的使用仅限于 50% 的混合。这些限制是由于发动机系统被动使用传统喷气燃料造成的。例如,喷气燃料中的硫含量会使燃油密封圈在发动机中膨胀,从而防止燃油泄漏。

照片:easyJet

此外,SAF 的价格比传统航空燃料高出两到十倍。对于一些基于废物的来源,它的价格可能是传统航空燃料的 2-3 倍,而通过一些合成碳捕获技术生产的 SAF 成本可能高达传统航空燃料的 10 倍。在制造混合燃料时,需要仔细监测这两种燃料的具体化学和物理特性。

4SAF 的运输运输方式取决于现有的基础设施

通过现有管道通往机场

通过驳船

通过卡车

混合后的 SAF 被运输到机场供飞机使用。目前全球 SAF 产量不到全球消费量的 1%,供应链和运输基础设施都很薄弱。如果在现有的石油炼油厂将 SAF 与航空燃料混合,则可以通过管道将其输送到机场和码头

图片:空中客车

不过,在许多情况下,SAF 是通过驳船和卡车运输到机场航站楼的。虽然驳船和卡车运输方法不如管道运输安全,但在没有管道的地区必须使用这些方法。在这种情况下,混合燃料从中央储存设施分发到机场使用。在机场,燃料可以储存在机场内的储存井中,然后通过加油车转移到飞机上。

5可持续飞行现代客机可使用高达 100% 的 SAF

可持续航空燃料可以减少排放

在整个燃料生命周期内最高可达 80%

混合 SAF 在飞机预定航班起飞前几分钟加注。在大多数情况下,现有机场基础设施足以将 SAF 运送到机场。虽然大多数现代发动机能够使用 SAF(最高可达 100% 混合),但必须采取特定措施确保安全运行。

照片: Ubahnverleih | Wikimedia Commons

据 Neste 称,

“Neste MY SAF 是化石航空燃料的直接替代品,可减少二氧化碳 (CO2) 和非二氧化碳排放,目前已被全球许多航空公司和机场商业使用。”

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孟尝门军武

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