每年,航空业产生的碳排放约占全球碳排放总量(大约10亿吨二氧化碳当量)的3%¹。为减少温室气体排放,政策制定者、政府、行业组织和监管机构积极制定规则和奖惩措施,以期通过政策“组合拳”推动行业进一步脱碳,其中大多数都将2050年设为实现碳排放强度(C.1.)大幅度降低的目标时间点。
航空业减少温室气体排放和降低运营总碳排放强度主要有三条途径:可持续航空燃料(SAF)、氢气和电气化。本文主要就SAF和氢气作商用航空的两种主要燃料来源进行分析。
在过去几十年中,霍尼韦尔已经助力将可持续航空燃料变为现实。2009年,霍尼韦尔领导审批委员会²提交了将HEFA-SPK(加氢处理的酯和脂肪酸一合成链烷烃煤油)作为航空涡轮燃料列入美国试验和材料协会(ASTM)标准《ASTM
D7566附件2》的申请,并于2011年7月获批。随后,霍尼韦尔与美国国防部合作,就美国海军和空军使用SAF给予了证明。2012年,AltAir Fuels燃料公司安装了首个采用霍尼韦尔UOP技术的商业可再生喷气燃料生产装置;2016年,美国联合航空公司成为第一家在定期航班上使用SAF的商业航空公司;2021年12月,首架100%使用霍尼韦尔UOP的Ecofining””工艺生产的SAF驱动的飞机由美国联合航空公司实现了历史性的首飞。
霍尼韦尔UOP Ecofining””技术可以将11种生物基原料(如动物脂肪、废食用油、黄色油脂)转化为可再生柴油、可持续航空燃料和绿色石脑油。截至2022年,该技术已授权32次,目前已在6家工厂运行。霍尼韦尔认为,SAF是全球航空业脱碳的优秀选择。
目前,通过加工脂肪、油和油脂(统称为“FOG”)生产的SAF已被视为一种成熟的生产路线,但预计原料供应量仅够满足2030年之前的需求3。2030年以后,乙醇制航空燃料(ETJ)和生物质制液体燃料(BTL)等其他SAF路线将成为下一批能够满足SAF需求的可行原料,其原因主要在于三方面:
1
2
3
低碳排放强度下
原料的可用性
基础设施
再利用的潜力
与氢气相比的
结构价格优势
尽管氢气具备一些有吸引力的物理特性(例如:高比能、当配送网络成熟时具备极低生命周期排放潜力),但要实现商业化规模,还需要应对几个挑战:一是飞机燃料需要液态氢以满足操作和安全要求;二是液态氢的低体积能量与常规喷气燃料相比,需要约四倍的体积;三是现有飞机和配套基础设施(如压缩、管道和储存)需要扩充;四是氢液化需要新的投资。此外,其他难以减排的行业(如钢铁和水泥制造业)对氢燃料的争夺也可能会导致低C.1.氢(即低碳氢/蓝氢和可再生氢/绿氢)的市场价格上涨。可再生氢的可用性可能会受到电解槽调试速度和电网脱碳速度的限制,后者也会受到其他行业电动化步伐的影响,导致电力总需求增加。
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