觀點每年約占全球碳排放總量的3%航空業(yè)碳排放10二氧化碳當(dāng)量航空業(yè)減少溫室氣體排放和降低運營總碳排放強(qiáng)度主要有三條途徑：可持續(xù)航空燃料（SAF）、氫氣和電氣化。本文主要就SAF和氫氣作商用航空的兩種主要燃料來源進(jìn)行分析。227月獲批。隨后，霍尼韋爾與美國國燃料公司安裝了首個采用霍尼韋爾技術(shù)的商業(yè)可再生噴氣燃料生產(chǎn)裝置；的商業(yè)航空公12工藝生產(chǎn)UOPEcofining?11種生物基原料（如動物脂肪、廢食用油、黃色油脂）轉(zhuǎn)化為可再生柴油、可持續(xù)航空燃料和綠色石腦油。截2022326家工廠運行?；裟犴f爾認(rèn)為，SAF是全球航空業(yè)脫碳的優(yōu)秀選擇。根據(jù)國際能源署航空排放數(shù)據(jù)HEFASPK20117ASTMD75662》氫能航空燃料對技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境的影響目 錄航空業(yè)脫碳 霍尼韋爾觀點可持續(xù)航空燃料（SAF）和氫燃料的對比分析 2摘要 4可持續(xù)航空燃料 5原料可用性 5碳排放強(qiáng)度 6基礎(chǔ)設(shè)施再利用 8對比氫氣的結(jié)構(gòu)價格優(yōu)勢 8航空旅行需求的非彈性特征 10氫燃料 11氫氣的能力優(yōu)勢 11體積能量密度障礙 11支持基礎(chǔ)設(shè)施 11氫氣、傳統(tǒng)JetA與SAF的碳排放強(qiáng)度對比 12市場發(fā)展路標(biāo) 13霍尼韋爾—推動航空運輸?shù)奈磥?14對可持續(xù)發(fā)展的承諾 15摘要摘要目前，通過加工脂肪、油和油脂（統(tǒng)稱為“FOG”）生產(chǎn)的SAF已被視為一種成熟的生產(chǎn)路線，但預(yù)計原料供應(yīng)量僅夠滿足2030年之前的需求3。2030年以后，乙醇制航空燃料（ETJ）和生物質(zhì)制液體燃料（BTL）等其他SAF路線將成為下一批能夠滿足SAF需求的可行原料，其原因主要在于三方面：1低碳排放強(qiáng)度下原料的可用性1低碳排放強(qiáng)度下原料的可用性2再利用的潛力基礎(chǔ)設(shè)施3與氫氣相比的結(jié)構(gòu)價格優(yōu)勢盡管氫氣具備一些有吸引力的物理特性（例如：高比能、當(dāng)配送網(wǎng)絡(luò)成熟時具備極低生命周期排放潛力），但要實現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模，還需要應(yīng)對幾個挑戰(zhàn)：一是飛機(jī)燃料需要液態(tài)氫以滿足操作和安全要求；二是液態(tài)氫的低體積能量與常（管道和儲存）需要擴(kuò)充；四是氫液化需要新的投資。此外，其他難以減排的行業(yè)（如鋼鐵和水泥制造業(yè)）對氫燃料的爭奪也可能會導(dǎo)致低C.I.氫（即低//綠氫）的市場價格上漲?？稍偕鷼涞目捎眯钥赡軙艿诫娊獠壅{(diào)試速度和電網(wǎng)脫碳速度的限制，后者也會受到其他行業(yè)電動化步伐的影響，導(dǎo)致電力總需求增加。根據(jù)霍尼韋爾內(nèi)部市場分析和預(yù)測按體積計算數(shù)據(jù)4│可持續(xù)航空燃料1原料可用性1原料可用性以可持續(xù)10億千噸生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為C.I.燃料可減少碳排放80%~94%500億加侖C.I.的產(chǎn)量至關(guān)重要。在使用當(dāng)前原料和當(dāng)前農(nóng)業(yè)工藝的情況下，要滿足未來SAF需求，需要將用地數(shù)量增加至原來的兩倍。然而，隨著農(nóng)業(yè)實踐的不斷發(fā)展和利用糖或生物質(zhì)作為原料的下一代生產(chǎn)路線的不斷改進(jìn)（BTL）C.I.SAF增量需求所需的額外用地預(yù)計將遠(yuǎn)少于第一代原料生產(chǎn)所需的用地。糖和生物質(zhì)原料都比FOG更豐富。根據(jù)美國能源部生物能源技術(shù)部門的一項研究，美國每年能夠以可持續(xù)的方式收集大約10億千噸的生物質(zhì)，這些生物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化為超過500億加侖（1900億升）C.I.5（可減少80%~94%碳排放專用能源作物、油籽和城市固體廢物流等。這些原料加在一起可以滿足美國航空業(yè)和其他運輸方式對普適性低碳燃料的燃料需求，同時還可用于生產(chǎn)高價值6SAF生產(chǎn)的生物質(zhì)作物可以在農(nóng)閑季節(jié)種植，幫助農(nóng)民賺取額外收入、減少土壤養(yǎng)分損失、改善土壤和水質(zhì)，并有助于控制土壤侵蝕。SAF美國能源部能源效率和可再生能源辦公室，可持續(xù)航空燃料、生物能源技術(shù)辦公室前述生物質(zhì)中的一部分已經(jīng)轉(zhuǎn)化為乙醇，用于美國國內(nèi)燃料消費。美國種植的40%用于生產(chǎn)混合燃料中的乙醇（175億加侖，其117）。隨著電動汽車的不斷普及，還將有更多的乙醇通過乙醇制航空燃料（ETJ）工藝被轉(zhuǎn)化為航空燃料。根據(jù)愛迪生電氣研究所2030年，電動汽車將占到美國公路輕型車輛總數(shù)的10%左右（270081309）。此外，《企業(yè)平均燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)（CAFE標(biāo)準(zhǔn)該標(biāo)準(zhǔn)未來將提出更高的燃油效率要求，并將導(dǎo)致汽油需求的下降。假設(shè)減少10%203016億加侖的原料產(chǎn)能用于生產(chǎn)航空燃料。22碳排放強(qiáng)度SAFA或通過加工林業(yè)殘留物生產(chǎn)2478。原油制成JetA航空燃油C.I.約為85~95克CO2e/MJ24~78克CO2e/MJSAFC.I.路線生產(chǎn)的盡管甘蔗和林業(yè)殘留物生產(chǎn)路線具有相似的總生命周期C.I.C.I.在整個價值鏈上的分布卻截然不同。例如，使用甘蔗作為原料時，約（與這些活動相關(guān)的排放量也被列入國際航空碳抵消和減排計劃（CORSIA），LCA值”（核心生命周期評估值）13原油制成JetA航空燃油C.I.約為85~95克CO2e/MJ24~78克CO2e/MJSAFC.I.路線生產(chǎn)的美國能源信息管理局丨生物燃料解釋，乙醇中的數(shù)據(jù)愛迪生電氣研究所數(shù)據(jù)IEA2022202120222022GREET模型數(shù)據(jù)20212022GREET模型數(shù)據(jù)生產(chǎn)的SAF，其生命周期轉(zhuǎn)換C.I.大約為78產(chǎn)生的溫室氣體比林業(yè)殘留物2~3倍罰分。部分轉(zhuǎn)換路線（例如基于芒草和柳枝稷等草本能源作物的路線）會產(chǎn)生ILUCILUCLCA值，從而使其成為溫室氣體排放強(qiáng)度較低的燃料。C.I.范圍值較高的一端是使用玉米原料的轉(zhuǎn)換生SAFC.I.78生產(chǎn)的SAF，其生命周期轉(zhuǎn)換C.I.大約為78產(chǎn)生的溫室氣體比林業(yè)殘留物2~3倍通過費托合成途徑生產(chǎn)的其他生物質(zhì)衍生SAF，其生產(chǎn)部分的C.I.范圍為6~36617。國際民用航空組織（ICAO）確定了符合CORSIA標(biāo)準(zhǔn)的燃料的CORSIA默認(rèn)生命周期排放值?；贑ORSIA默認(rèn)生命周期排放值，飛機(jī)運營商可以宣稱在給定年份使用了符合CORSIA標(biāo)準(zhǔn)的燃料而減少的排放量。另外，借助CORSIASAF的實際生命周期排放值，以宣稱生命周期排放值低于提供的默認(rèn)值，前提是煉油廠可以用可量化的指標(biāo)和支持性數(shù)據(jù)正確驗證其工藝流程。計算實際值的詳細(xì)方法詳見ICAO文件“計算實CORSIAC.I.值的過程需要第三12~18個月的時間。2022GREET模型數(shù)據(jù)2022GREET模型數(shù)據(jù)2022GREET模塊數(shù)據(jù)33基礎(chǔ)設(shè)施再利用與氫能燃料相比，SAF的優(yōu)勢在于當(dāng)下就能夠獲得合理的產(chǎn)出，且現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施非常適合SAF燃料的運輸和配送。鑒于飛機(jī)的使用壽命一般在30年以上，目前正在生產(chǎn)或交付的飛機(jī)可能到2050年之前都不會退役。SAF作為一種普適性燃料，其應(yīng)用幾乎不需要對發(fā)動機(jī)進(jìn)行任何改裝，也/或不需要改變飛機(jī)內(nèi)外的燃油儲存方式。這對航空公司的日常運營幾乎不會帶來影響，也就意味著航空公司現(xiàn)在就可以開始實施脫碳。隨著生產(chǎn)能力的提高和更先進(jìn)工藝技術(shù)的應(yīng)用，SAF的部署范圍可能更加廣泛，價格可能進(jìn)一步降低。低C.I.氫來源有兩種低C.I.氫來源有兩種甲烷蒸汽重整工藝低碳?xì)渖茉垂╇姷碾娍稍偕鷼銭cofining?18個月的改造，把之前未被充分利用的傳統(tǒng)化石燃料資產(chǎn)重新利用改造成為了產(chǎn)量超過7000BPD（桶/日）的生物燃料裝置。44對比氫氣的結(jié)構(gòu)價格優(yōu)勢C.I.的氫的來源有兩種：一是通過甲烷蒸汽重整工藝生產(chǎn)的低碳?xì)洌欢强稍偕茉垂╇姷碾娊馍a(chǎn)的可再生氫。本文主要關(guān)注的是可再生氫。目前，可再生氫的主要成本構(gòu)成包括低成本可再生電力（約占?xì)錃饪偝杀镜?0%）、資本成本和固定成本加上工廠配套設(shè)施（約占?xì)錃饪偝杀镜?0%）、電解槽組（10%）以及水處理和凈化（約占?xì)錃?0%）50%，但在高電價/80%。2020年世界工業(yè)用電的平均生產(chǎn)成本為103/兆瓦時。如將配電成本216美元/18/估計，到50美元/19。如果可再生能源的組合占比低于預(yù)期，那么通過在電網(wǎng)上部署碳捕集和封存阿貢國家實驗室，能源系統(tǒng)和基礎(chǔ)設(shè)施分析NREL電力期貨研究、質(zhì)子交換膜、陰離子交換膜。70的普及率預(yù)PEMALKPEM具有更高的功率密度潛力，二是生產(chǎn)規(guī)模的快速擴(kuò)大可能帶來2025年，PEM。20~40/ALK技術(shù)的可再生氫的生產(chǎn)成3.3/ALKPEMAEMALK可再生氫的生產(chǎn)不太可能反映未來的生產(chǎn)成本，而這才能代表未來的安裝產(chǎn)能。30/兆3.1/千克。根據(jù)當(dāng)前全球平均發(fā)電103/兆瓦時（不包括配電成本）7.0美元/PEMAEM電解槽達(dá)到商業(yè)化規(guī)模，凈生產(chǎn)成本也將隨之下降。可再生氫的各項成本（2020-2050年）運輸成本約0.7美元/千克21儲存成本0.4/50.3/千克壓縮成本0.5/60.3/千克交付成本降至約8.3美元/千克?來自氫氣供應(yīng)商的研究考慮到氫氣的比能量約為常規(guī)燃料的2.8倍，在不考慮燃料箱和冷卻設(shè)備額3.35/22（包括2.85/0.50/千克），比交付可再生氫的成本低1/22/3。3/千克，這一舉措將持續(xù)到2032年，但目前僅有一小部分飛機(jī)可以利用氫氣作為燃料。H2UOPTEA202210（）5 5 航空旅行需求的非彈性特征市場正在發(fā)生結(jié)構(gòu)性變化。目前宏觀經(jīng)濟(jì)逆風(fēng)發(fā)展，地緣政治的緊張局勢日益1噴氣燃料發(fā)生全球性短缺；通常每年四季度，歐1噴氣燃料發(fā)生全球性短缺；通常每年四季度，歐JetA航空燃油的交易價格比美國要低2俄烏沖突導(dǎo)致石油價格壓力上升，而目前還看不到明顯的沖突程度降低的前景3持證飛行員短缺，導(dǎo)致航班數(shù)減少和票價上漲；由于飛行員認(rèn)證過程大約需3年時間，因此短期內(nèi)23（18~24個月）無法解4更多資深飛行員正在調(diào)整工作時間以平衡工作與生活如果JetA航空燃油的價格翻一番370美元480美元提升30%平均票價將從從歷史上看，高航空燃油價格并不會導(dǎo)致乘客總數(shù)的顯著下降，盡管在高價格時期，乘客出行的增長率趨于平緩24。平均機(jī)票價格通常會逐年下降，因為航空公司會通過各種方式來提高運營效率，比如購買更新、更高效的飛機(jī)；將機(jī)隊運營標(biāo)準(zhǔn)化以降低維護(hù)、維修和大修如果JetA航空燃油的價格翻一番370美元480美元提升30%平均票價將從30%37026，則每位乘11033JetA11022037048030%480201447720%~25%的上漲幅度（440~460美元），運量不會因為價格上浮而大幅減少。SAFJetASAF市場的成熟和規(guī)模的擴(kuò)大，新途徑的生產(chǎn)成本將下降。此外，鑒于航空旅行需求的相對非彈性特征以及新型飛同時將較高的凈燃油成本轉(zhuǎn)嫁給乘客。（）IEA晨間咨詢丨跟蹤恢復(fù)正常：旅行分析晨間咨詢丨跟蹤恢復(fù)正常：旅行分析氫燃料1 氫氣的能力優(yōu)勢1 氫氣的能力優(yōu)勢/生物質(zhì)燃料相比，氫燃料具有兩個明顯的優(yōu)勢。首先氫氣燃燒時不含二氧化碳，如果通過可再生能源生產(chǎn)，其整個生命周期產(chǎn)生的C.I.會非常低。/生物質(zhì)燃料中獲得同等能量SAF缺乏競爭力。國際航空運輸協(xié)會發(fā)布數(shù)據(jù)

盡管與常規(guī)航空燃料（43兆焦耳/公斤）相比，氫氣具有極高的比能量（120兆焦耳/公斤），但它是一種非常小的分子，因此能量密度較差，僅為8.5兆焦耳/升（低溫液氫），而航空燃料能量密度約為34兆焦耳/升。因此，與傳統(tǒng)的航空燃料相比，飛機(jī)需要攜帶約四倍體積的液氫，這也會對飛機(jī)的燃料加注時間產(chǎn)生負(fù)面影響。此外，冷卻設(shè)備和儲存容器也會增加額外的質(zhì)量，會抵消掉較高比能量帶來的一部分性能增益。2體積能量密度障礙氫氣高比能量2體積能量密度障礙氫氣高比能量能量密度低840272.9萬噸2.8倍。假設(shè)由效85%33/公斤的速度生產(chǎn)可再生氫，那么在不考慮400氫燃料25%2850個太陽能電池板（320瓦）33.4渦輪機(jī)（3）。盡管可再生能源基礎(chǔ)設(shè)施的部署正在加快，但國際能源署估計，太陽能和風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量的建設(shè)規(guī)模需2~3倍，才能滿足“2050。4A灰氫一座現(xiàn)代SMR工廠生產(chǎn)每千克氫氣產(chǎn)生的排放量在二氧化碳當(dāng)量之間9~11千克C.I. 二氧化碳當(dāng)量1.5~5千克0.45JetAC.I.灰氫一座現(xiàn)代SMR工廠生產(chǎn)每千克氫氣產(chǎn)生的排放量在二氧化碳當(dāng)量之間9~11千克C.I. 二氧化碳當(dāng)量1.5~5千克0.45SAFC.I.因原料、儲存狀態(tài)（液態(tài)與氣態(tài)的對比）以及所用.）CO2e。然而，與傳統(tǒng)航空燃料或SAF相比，由于氫氣用作航空燃料時，需要為冷卻和液化、蒸發(fā)和運輸?shù)亩鄠€步驟提供的額外電力，其C.I.會顯著增加。用于制備可再生氫的電解過程以及運輸和儲存的壓縮需求都極為耗能；使用氫氣作為燃料的燃料電池汽車（FCV）每行駛一英里消耗的能量比柴油車高出40%~55%33。為限制因蒸發(fā)而造成的產(chǎn)品損耗，在氫氣的運輸和儲存過程中還可能需要額外的壓縮和液化。在氫氣運輸、儲存和輸送基礎(chǔ)設(shè)施成熟之前，運輸氫氣的C.I.可能會高于傳統(tǒng)SAF。從使用常規(guī)航空燃料轉(zhuǎn)為使用SAF或氫氣，有可能顯著減少飛行中的溫室氣體排放和其他相關(guān)排放（例如氮氧化物、水蒸氣和凝結(jié)尾跡）。例如，SAF和氫氣可以將凝結(jié)尾跡的排放相關(guān)影響降低約40%~80%34。使用SAF導(dǎo)致的大氣中水蒸氣體積增量很小，而使用氫氣有可能顯著增加釋放到地球大氣中的水蒸氣量。美國能源信息署，EIA陸基風(fēng)電市場報告：2021美國能源部丨能源效率與可再生能源辦公室發(fā)布數(shù)據(jù)IEA，可再生電力分析()StillwaterAssociatesGREETModul市場發(fā)展路標(biāo)有幾個里程碑可用于評估采用SAF和可再生氫的可能性：政策杠桿和激勵措施、示范和商業(yè)化、支持性基礎(chǔ)設(shè)施的投資，以及現(xiàn)有解決方案采用量的增加。政府、監(jiān)管機(jī)構(gòu)和行業(yè)機(jī)構(gòu)已經(jīng)為航空業(yè)脫碳制定了初步目標(biāo)，目標(biāo)指出要在2050C.I.料的需求也將大幅增加。雖然可能需要額外的激勵措施來吸引更多早期投資，但歐盟和美國的相關(guān)政策和監(jiān)管杠桿已經(jīng)到位并可推動這些要求。目前，SAF僅占航空燃料消耗量的一小部分，但是美國和歐盟設(shè)定的政策，預(yù)20305%（2030年代中期，SAF20%的份額。盡管可再生氫的C.I.極具吸引力，但還不足以滿足上市數(shù)量所需規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施。目前，僅有約100吉瓦的電解槽容量預(yù)計將在2030年初投入使用。配套基礎(chǔ)設(shè)施，包括可再生電力、管道等缺乏也是一個問題。氫氣要取代SAF作為航空燃料，也需要對應(yīng)氫能源的機(jī)身達(dá)到一定數(shù)量。運營商和航空公司之間必須簽署承購協(xié)議，以留出足夠的時間投資對應(yīng)的基礎(chǔ)設(shè)施。2000—2020 2020—20252025—2030 2030—2040 2040—2060商業(yè)化示范–203520%2060相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施–2030商業(yè)化示范–203520%2060相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施–2030–235%205020%5%–2

預(yù)計5預(yù)計5% 203率–20%2