欧洲可持续航空燃料(SAF)强制添加,带动需求高增。
随着航空业未来的发展,其产生的温室气体排放绝对量和占比预计将不断增大,碳减排迫在眉睫。为了遏制和减少航空碳排放的快速增长,国际民航组织(ICAO)提出了 2035 年前燃油效率年均提升 2%的中期减排目标、2050 年前碳排放下降50%的长期减排目标。 多种措施可以降低航空领域碳排放。航空业可以通过多种措施来减少碳排放,如开发新的飞机技术以提高能效或者能使用电力和氢能驱动的新机型,提高运营和基础设施的效率,以及使用可持续航空燃料(SAF)等。
航空业最现实可行的碳减排措施在于推广应用 SAF。在诸多措施中,研发飞机新技术及提高运营与基础设施效率这两项措施是一个需要长期持续且不断进步的过程。在过去十多年,机队的燃油效率在稳步提高,不过,常规技术领域的优化所能产生的碳减排效果相对有限。未来,最重要的碳减排措施在于应用更大比例的SAF。可持续航空燃料(SAF)是指使用非化石燃料的可再生清洁原料生产的新型航空燃料,旨在促进碳排放减少以及航空业的可持续发展。
SAF 原料来源广泛,大多来自可再生资源,碳减排量可达90%。根据技术路线不同,生产 SAF 的原料包括废油脂、农林废弃物、城市废弃物以及非粮食作物等,还可以通过把氢气和捕获来的 CO2 加以合成的方法来生产。SAF 被称为是“可持续的”,是因为从全生命周期角度来看,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。目前SAF最重要的生产工艺为 HEFA,该工艺下产品与第二代生物柴油(加氢植物油,HVO)非常接近,据测算第二代生物柴油最高可减少碳排放90%。SAF 被视为民航业实现净零碳排放目标最有潜力的减排措施。 SAF 产品一般需要通过业界认可的一些可持续性标准认证。SAF 产品只要通过相关标准(如 ASTM-D7566)的认证,则被认为是可以与目前的化石航空燃料直接进行掺混,不需要对现有的发动机和其他基础设施做太多改造。目前,SAF的掺混比例一般被要求不超过 50%,不过,从技术角度来说,未来实现100%使用SAF并不存在太大难度。 被认定的 SAF 技术路线有 8 条。在 ASTM 发布的 D7566-2024a 版本中,被认定为SAF 的技术路线共有 8 条。8 条技术路线中,FT、HEFA、ATJ 是当前SAF 的主要生产工艺。FT 工艺主要是以木质纤维素为原料,先将其转化为合成气,再经过费托合成工艺,将合成气转化为费托合成油(长链烷烃),最后经加氢改质工艺,生产生物柴油和航煤;HEFA 工艺产品被称为加氢植物油(HVO),是植物油、废弃油脂通过热解、加氢、异构化及选择性裂解等技术组合,加工转化为石化类似燃料。ATJ 工艺是将醇类经脱水生成烯烃,再通过齐聚得到烷烃为主的产品,最后经加氢改质得到目标产品,产品包括汽油、煤油和柴油。
HEFA 是目前及中期最重要的 SAF 生产工艺。HEFA 工艺的原料来源广泛,从餐厨余油、植物油到动物脂肪,甚至藻类,都可以成为 HEFA 的原料;HEFA 生产工艺主要来自相对成熟的石油炼制技术。综合来看,由于HEFA 路线原料来源丰富且技术成熟短期内是最具竞争力路线,目前 HEFA 路线的产品加氢植物油(HVO)在可持续航空燃料的市场份额可达 95%以上。预计到 2030 年,全球范围内SAF 的生产技术路线仍将以 HEFA 工艺为主。不过考虑到其原料供应有一定限制,整体产能不会出现迅猛增长。FT 和 AtJ 路线,随着技术日益成熟,成本持续下降,加之其原料可选项较多(农林废弃物、城市固体废物、工业废弃等),在2030-2050年期间的市场份额有望不断提升。PtL 路线几乎不用担心原料问题,其将成为中长期最主要的技术路线。
在 HEFA 技术路线下,SAF 产业链与生物柴油产业链高度重合。适用于HEFA的原料较多,主要以油脂为主,包括动物油、植物油、餐饮废弃油等,也包括藻类物质。产业链中游企业主要是 SAF 生产商和供应端,中游企业不仅包括传统石化企业,也包括生物合成企业(生物柴油等)、新能源企业(氢能等)等新兴企业。生产流程为利用动植物油脂及废弃食用油经加氢脱氧、异构化、裂化分馏等流程生成 SAF。其中,生物合成企业生产二代烃类生物柴油的技术路径与HEFA十分类似,只是生产 SAF 时需要对长链烷烃进行更深度异构化的裂解与分馏。目前商用飞机 SAF 是最主要的需求来源,占据市场大约 83.8%的份额,其次是军用飞机。此外,大型物流运输公司也积极布局,例如全球顶尖的物流企业DHL 致力于到2050年实现物流相关净零排放,并设立了到 2030 年将可持续航空燃料混合比提高到超过 30%的目标。

欧洲航煤中添加 SAF 比例明确,多国政策逐步跟进。欧盟制定了国家或地区层面的 SAF 应用目标和航空碳减排目标,政策相对比较完善;近年来很多国家正在加速推进和参与 SAF 产业发展和政策制定。 欧盟:欧盟在推动可持续航空燃料(SAF)的使用与发展方面比较强硬果断。自2019 年 12 月提出《欧洲绿色协议》(“European Green Deal”)后,欧盟委员会通过了为应对气候变化制定的一系列法案,共同构成了“Fit for 55”一揽子计划,并逐步开始布局 SAF。2023 年,欧盟通过《ReFuelEU 航空法规》,强制规定了自 2025 年起欧盟机场所用燃油必须混掺 2%的SAF,且对SAF 所采用的技术路线也做出一定要求。其长期目标为最晚到 2050 年,SAF 掺混比例需达70%。欧盟作为第一个提出 SAF 强制混掺比例且具有长期目标的全球主要经济体,发挥其目前市场份额最大的优势,向其他各国展现出了大力发展SAF 的信心和决心。欧洲其他各国也在 2020 年至 2022 年纷纷开始执行混调计划。
英国:英国在继 2022 年 Jet Zero 承诺后,拨款 1.65 亿英镑支持SAF 项目,资金持续至 2025 年。英国并计划从 2025 年 1 月 1 日起实施SAF 指令,旨在通过使用可持续航空燃料,在 2030 年减少 2.7 MtCO2e 排放量,在2040 年减少6.3MtCO2e 排放量。从 2025 年开始,SAF 将必须满足英国航空燃油总需求的至少2%,并在 2030 年线性增加到 10%,然后在 2040 年增加到22%。从2040 年开始,将SAF 的添加比例维持在 22%,直至政府表示 SAF 供应确定性提高。美国:2021 年美国发布了《美国航空业气候行动计划》,确定2050 年美国航空业碳中和的长期目标。此后,美国发布了 3 个主要政策用来支持碳减排,其一是2022 年 9 月制定的 SAF 大挑战路线图,为美国 SAF 产业的发展规划了总体路线,提出到 2030 年实现美国 SAF 产量达到 900 万吨,到2050 年实现SAF 产量超1亿吨,航空燃油 100% 加注 SAF;其二是可持续和低碳燃料标准,规定航空燃料供应商在美国本土销售 SAF 产生的环境权益可在市场交易;其三是由美国财政部和税收署发布的通胀削减法案,为 SAF 的生产、应用和研发提供经济支持。日韩:日本在 2021 年建立“飞机运营二氧化碳减排研究小组”,制初步制定了到2030 年 SAF 使用量占航空燃料 10%的目标。2022 年,组建“Act for Sky”联盟,以实际行动推广 SAF 的生产与应用。而韩国则在 2024 年刚刚颁布《可持续航空燃料推广战略》,强制规定 2027 年起所有从韩国起飞的国际航班必须混合SAF(约1%)进行加油。
保守估计 2025 年欧洲 SAF 消费量为 140 万吨,2030 年SAF 消费超400 万吨。SAF行业自 2021 年进入市场拓展期以来至今已取得较为快速的发展,但其需求端长期以来受到成本较高、认证繁琐等因素限制,但这些因素在全球共同目标以及各国政策扶持的帮助下得到有效缓解,且需求量还因技术革新、旅客需求等积极因素逐步扩大。欧盟目前逐步提高 SAF 掺混目标,2023 年最新规定显示,2025年1月 1 日起,航空燃料最低添加 2%的 SAF,至 2050 年,SAF 掺混比例至少要提升至70%。新冠疫情前欧洲航空煤油消费量高峰为 2019 年,达6854 万吨。据IEA数据,2023 年欧洲航空煤油消费量为 1.46 百万桶/天,折合约6400 万吨。2024年4月IEA 数据显示欧洲航煤消费量为 1.51 百万桶/天,折合6800 万吨,欧洲航空煤油市场呈现较好的恢复态势。保守估计今后欧洲航空煤油消费量稳定在7000万吨/年,则 2025 年 SAF 最低消费量为 140 万吨,2030 年SAF 消费量达420 万吨。
我国政府将 SAF 作为航空业脱碳战略的重要一环。2021 年发布《2030 年前碳达峰行动方案》, 将航空业纳入碳市场重点碳排放行业名单,大力推进SAF 等替代燃料发展。2011 年 10 月,国航利用一架波音 747 客机进行了中国首次航空生物燃料试飞;2022 年 10 月国航在接收的空客 A350 时采用了中石化自主知识产权生产的可持续航空燃料,成为国内首家使用可持续航空燃料交付宽体科技的航司;2023年 7 月,国航又实现了国内首次宽体客机 SAF 商业载客飞行,奠定了SAF商业飞行的基础。
2023 年 7 月民航局适航审定司《航空替代燃料可持续性要求(征求意见稿)》发布,2024 年 7 月民航二所可持续航空燃料发展研究中心正式揭牌成立。2024年9月,中国发改委和中国民航局正式启动了 SAF 应用试点,试点分两个阶段实施:第一阶段(2024 年 9 月至 12 月):选择国航、东航、南航从北京大兴、成都双流、郑州新郑、宁波栎社机场起飞的 12 个航班进行常态化应用试点”。自2024年 9 月 19 日起,国航、东航、南航从北京大兴、成都双流、郑州新郑、宁波栎社机场起飞的 12 个航班将正式加注 SAF。第二阶段(2025 年全年):结合第一阶段的工作进展,逐步扩大试点范围,增加参与单位。国内 2025 年有望实现初步商业规模的 SAF 使用。2022 年《“十四五”民航绿色发展专项规划》发布,提出力争 2025 年 SAF 消费量达到2 万吨以上,“十四五”期间消费量累计达到 5 万吨。2023 年工业和信息化部、科技部、财政部、民航局联合印发《绿色航空制造业发展纲要(2023—2035 年)》,提出到2025年,实现使用 SAF 的国产民用飞机示范应用。 SAF 全球远期市场空间广阔。在政策引导和扶持下,已制定阶段性目标的欧盟2050年强制规定 SAF 混掺比例需超过 70%,预计远端需求空间超过4000 万吨,而根据国际民航组织(ICAO)主办的第三届航空替代燃料会议(CAAF/3)显示,截至2023年超过 50 家航空公司已承诺到 2030 年将 SAF 使用比例提升至燃料总用量的5-30%,其中大多数公司保证这一比例不低于 10%。基于以上需求测算以及IATA第 77 届年会批准全球航空运输业于 2050 年实现净零碳排放的决议,预计到2050年,航空领域 65%的减排将通过使用生物航煤来实现,则SAF 需求量将从2023年的 5 万吨阶段性大幅提升至 2030 年的 1800 万吨,占总燃料需求的5.2%,在长远目标中,2050 年达到 3.50 亿吨,占总燃料需求的65.0%。