2025年中国可持续航空燃料产业分析:2050年SAF需求将达7000万吨/年

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  • 发布时间:2025/06/26
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绿色腾飞系列报告(II)-2025年中国可持续航空燃料中长期发展的关键问题与建议。航空业是全球公认的难减排(hard-to-abate)领域之一,随着道路交通全面电动化转型进程的推进,航空业将成为未来交通部门的主要排放源之一。国际航空运输协会(IATA)在2021年批准了全球航空运输业于2050年实现净零碳排放的决议,极大地推进了航空业的减排步伐。通过对现有技术的研究,IATA、ICAO(国际民航组织)均提出,使用可持续航空燃料(SAF)是帮助国际航空业实现净零碳排放的主要手段。在其推动下,SAF产业呈现快速发展态势。根据ICAO定义,SAF是指符合可持续性标准的可再生或废物衍生航空燃料。具体...

可持续航空燃料(SAF)作为航空业实现碳中和的关键路径,正在全球范围内掀起一场绿色革命。中国作为全球第二大航空运输市场,2024年航空燃料消费量已达3928万吨,碳排放超过1.23亿吨,面临着巨大的减排压力。本文将深入分析中国SAF产业的发展现状、技术路线、政策环境及未来趋势,揭示这一新兴产业的巨大潜力与挑战。

一、全球航空减排背景下的中国SAF发展现状

国际航空运输协会(IATA)在2021年批准的2050年全球航空业净零碳排放决议,极大地推动了可持续航空燃料(SAF)产业的快速发展。作为符合可持续性标准的可再生或废物衍生航空燃料,SAF的成分与传统航空燃料基本相同,但其生产原料为可持续、可重复获得的生物原料或合成原料。根据ICAO定义,SAF必须满足14项可持续性标准,涵盖温室气体排放、生态保护、土地使用等多个维度,这些标准由ISCC、RSB等国际认证体系进行评估。

中国在SAF领域的布局始于2009年,当时中国石化启动了生物航煤的研发工作。经过十余年发展,2022年中石化镇海炼化建成了10万吨/年的生物航煤生产装置,并获得亚洲首张RSB可持续航空燃料认证证书,标志着中国SAF产业迈入商业化阶段。2024年,中国开启SAF应用试点工作,在北京大兴、成都双流、郑州新郑、宁波栎社四个机场进行SAF加注试点,正式拉开了中国SAF应用的序幕。

然而,与国际领先水平相比,中国SAF产业仍存在明显差距。目前全球已有11种SAF生产工艺获得ASTM批准,HEFA技术路线是唯一大规模商业化应用的技术。欧盟通过ReFuelEU航空计划提出到2050年SAF掺混比例达到70%的强制性目标,美国在"SAF大挑战"中提出2050年生产1.05亿吨SAF的宏伟计划。相比之下,中国仅在《"十四五"民航绿色发展专项规划》中提出"到2025年SAF累计消费量达5万吨"的引导性目标,缺乏长期发展战略与规划。

从产业链角度看,中国已初步形成SAF生产能力。截至2024年底,中石化镇海炼化、易高环保、君恒生物、海新能科等企业已具备SAF生产能力约30万吨/年,在建和拟建项目总产能超过400万吨/年。但值得注意的是,中国SAF价格仍为传统航空燃料的2-10倍,高昂成本严重制约了大规模应用。同时,中国航空公司对SAF的响应相对滞后,除国泰航空外,尚未有其他公司明确提出具体的SAF应用目标。

中国SAF产业发展面临三重价值属性:环境保护、能源转型和优化产业布局。在气候变化压力下,生态环境部应对气候变化司等部门有强烈动力推动SAF发展;能源转型方面,国家发改委能源局作为主管部门将承担重要角色;民航管理部门则作为SAF应用的重要执行者。此外,燃料生产商、飞机制造商、航空公司构成产业链主体,科研机构、认证机构提供技术支持,绿色金融体系则是可持续发展的关键保障。这种多方协作的生态体系建设,将是中国SAF产业健康发展的基础。

二、中国SAF产业的技术路线与产能布局

中国SAF产业的技术发展呈现出明显的阶段性特征,根据资源禀赋和技术成熟度,形成了"近期-中期-中长期"的梯次发展路径。这一多元化技术战略,既考虑了当前产业基础,又为未来技术突破预留了空间,展现出中国在SAF领域的战略思维。

HEFA(酯及脂肪酸加氢工艺)是目前全球最成熟的SAF生产技术,早在2011年就获得ASTM批准。该技术主要使用餐厨废油(UCO)、动物油脂和植物油作为原料,中国在这方面具备独特的原料优势。据统计,中国每年可产生约500万吨餐厨废油,2024年前9个月出口量就达212.5万吨。2024年12月中国取消废弃油脂出口退税的政策,将进一步促进国内原料利用。从地域分布看,四川和广东是餐厨废油产量最集中的地区,湖南、湖北、河南、山东和江苏也拥有丰富资源,这为HEFA工厂布局提供了指导。

HEFA技术路线的核心优势在于其商业化成熟度。以65%的综合产出率计算,中国餐厨废油全部回收可年产370万吨SAF,占2024年航空燃油消费量的9.4%。霍尼韦尔联合东华能源在广东茂名建设的年产100万吨SAF生产基地,就是基于这一技术路线。然而,HEFA路线也面临原料上限的挑战,随着产业发展,原料价格可能上涨,进而影响经济性。此外,部分国家已开始限制HEFA路线SAF的比例,如英国计划到2030年将HEFA占比降至71%,2040年进一步降至35%,这对长期发展构成一定不确定性。

气化费托合成(G+FT)和醇制喷气燃料(AtJ)被视为中期重点发展的技术路线。G+FT将生物质通过气化产生合成气(CO和H2),然后通过费托反应合成SAF。美国DG Fuels采用该技术在路易斯安娜州建设的SAF工厂,年产能达60万吨,是目前已知最大的非HEFA路线SAF项目。中国在生物质资源方面具有显著优势,年可利用农作物秸秆约8亿吨,林业废弃物1亿吨,畜禽粪便2亿吨,有机废弃物1亿吨,主要分布在黑龙江、山东、河南等农业大省。

AtJ技术可将任何能够转化成醇类(如乙醇、异丁醇)的原料转化为SAF。美国Gevo公司开发的Net-Zero 1工艺和LanzaJet的Freedom Pines工厂(年产能900万加仑SAF)是该领域的代表。中国在AtJ领域的技术积累相对薄弱,但通过与LanzaTech等国际企业合作,首钢朗泽已实现工业尾气转化生物乙醇的技术应用。生物质原料的广泛分布为G+FT和AtJ路线提供了基础,按10%的综合产出率计算,中国生物质原料可支撑年产6000万吨SAF的产能,潜力巨大。

电转液(PtL)技术被视为SAF产业的终极解决方案,该路线利用绿电电解水制氢,与CO2合成SAF(又称e-SAF)。中国在PtL路线具备独特优势:截至2023年可再生电力装机突破15亿千瓦,2024年规划绿氢产能超800万吨/年,CCUS项目年CO2捕集能力达730万吨。特别是甲醇制SAF路径(MtJ),中国2024年底绿色甲醇规划产能已超2700万吨/年,居全球前列。

PtL路线的技术成熟度(TRL)已达到5-8级,其中电解水制氢环节,中国碱性电解槽占全球40%份额,但PEM电解槽与国际先进水平仍有5-10年差距。CO2捕集方面,中国点源捕集成本为105-730元/吨,处于全球中等偏低水平。合成环节,甲醇一步法合成技术因转化率低(15-25%)仍需突破。霍尼韦尔与内蒙古久泰合作采用UOP eFining™技术建设的年产10万吨甲醇制SAF项目,标志着中国e-SAF产业的开端。

从产能规划看,2035年前中国SAF需求可由HEFA和(G+FT)/AtJ路线满足,甚至可能出现150万吨/年的过剩产能。2040年后,PtL路线有望快速发展,逐步成为主流。资源分配上,HEFA工厂适合布局在四川、广东等餐厨废油集中区;(G+FT)/AtJ工厂应靠近黑龙江、山东、河南等生物质富集区;PtL工厂则适合风光资源丰富的西北、东北地区,或在这些地区生产绿色甲醇后输送至沿海加工。

三、政策体系与市场机制创新需求

中国SAF产业正处于从示范向商业化过渡的关键期,政策体系的完善程度直接决定了产业发展速度和质量。与欧盟、美国等先进经济体相比,中国SAF政策仍处于起步阶段,亟需构建全方位的支持体系,以应对产业发展的多重挑战。

中国目前的SAF相关政策分散且力度不足,《"十四五"民航绿色发展专项规划》中仅设定了5万吨的消费量目标,缺乏强制约束力和长期引导。反观欧盟ReFuelEU航空计划设定了从2025年2%到2050年70%的强制性掺混目标,并配套2000万免费碳配额;美国通过《通胀削减法案》为SAF生产商提供1.25-1.75美元/加仑的税收抵免。这种政策力度差异直接影响了产业发展速度。

中国SAF政策体系构建应遵循四个层级:国家级战略规划、法律法规、行政监管、经济激励。在"十五五"规划中,应明确使用"可再生航空燃料"概念,并制定"先松后紧"的长期目标,如2030年4%、2035年10%、2050年70%。法律法规层面,可借助《可再生能源法》修订契机,增加SAF相关条款。行政监管方面,需围绕产业引导、项目管理、市场准入等出台细则。这种多层次的政策框架将为SAF产业提供稳定预期。

SAF高昂的生产成本是制约产业发展的核心瓶颈。借鉴国际经验,中国需建立长期(10年以上)的经济激励框架,避免短期政策导致的产业波动。激励机制设计需注意三点:一是补贴标准应与技术先进性挂钩,对PtL等高减排潜力路线给予更高支持;二是采用阶梯式补贴,根据全生命周期减排效果实施差异化激励;三是建立政策退出机制,随着产业成熟逐步转向市场驱动。

美国GREET模型作为SAF碳排放核算官方工具的做法值得借鉴。该模型将减排效果与补贴强度直接关联:减排50%以上可获得1.25美元/加仑基础补贴,每超额1%增加1美分,最高1.75美元/加仑。中国可开发本土化LCA模型,将HEFA、G+FT、PtL等路线的补贴标准差异化,引导产业向高技术含量方向发展。同时应避免生物燃料产业发展初期出现的"为补贴而上项目"现象,严格审核企业技术实力和可持续性表现。

从长期看,单纯依赖财政补贴不可持续,必须创新市场化机制。欧盟碳排放交易体系为航空公司提供SAF免费配额的做法,加州低碳燃料标准(LCFS)允许SAF获得交易积分的机制,以及CORSIA正在推行的Book & Claim机制,都为中国提供了宝贵参考。特别是Book & Claim机制,允许航空公司通过购买SAF证书支持产业发展,而无需在所有机场部署SAF供应链,极大提高了市场灵活性。

中国可探索将SAF纳入全国碳市场,或建立专项交易机制。一方面可参考新能源汽车"双积分"政策,设计SAF积分交易体系;另一方面可推动SAF项目CCER开发,增加收益来源。民航二所正在牵头建设的中国自主航空燃料可持续认证体系(CSCS),需兼顾国际规则与中国实际,特别是在使用工业排放CO2作为PtL原料的碳核算方法上,需与国际社会达成共识,避免贸易壁垒。

四、市场前景与可持续发展挑战

中国SAF产业正站在爆发式增长的前夜,市场需求与产能建设呈现出强劲的增长态势。然而,要实现2050年7000万吨/年的SAF需求目标,产业仍面临认证体系、成本控制、国际合作等多重挑战,需要全产业链的协同突破。

据测算,中国航空燃料消费量将保持稳定增长,假设2025年增速10%、2026-2030年7%、2031-2035年5%、2036-2040年3%、2041年后1%,到2050年SAF需求量将达6649万吨/年,占航空燃料总量的70%。从技术路线贡献看,2030年HEFA路线可提供272万吨产能,完全覆盖232万吨需求;生物质路线到2050年可形成2400万吨/年产能;PtL路线需在2040年后快速提升,填补4300万吨/年的需求缺口。

国际市场上,SAF已呈现供不应求态势。2023年全球SAF消费量约50万吨,2024年预计增长至150万吨。2021年以来全球SAF承购协议量已达4500万吨,美国联合航空等企业签署了长达20年的供应协议。IATA预测,在政策支持下,2025年全球SAF需求将达79亿升(约600万吨),2030年230亿升,2050年突破3.5亿吨。中国若能抓住机遇,有望成为全球SAF重要供应国。

SAF认证包括适航审定和可持续性认证两个环节。中国民航局适航审定中心负责前者,后者目前依赖ISCC、RSB等国际体系。2023年中国民航局发布的《航空替代燃料可持续性要求》(征求意见稿)设定了11项指标,与ICAO的14项标准基本对应,但缺少碳减排永久性、人权等要求。民航二所2024年成立的可持续航空燃料中心,将牵头构建中国自主认证体系,这对产业长远发展至关重要。

认证能力建设是另一大挑战。ISCC体系下中国仅有CQC一家认证机构,审计员需具备40小时培训、20天审计经验等严格条件。中国需加快培养本土认证人才,支持更多机构获得国际资质。生命周期排放核算也面临方法学挑战,中国自主的eFootprint模型需进一步完善,并争取国际认可。特别是在工业排放CO2作为PtL原料的碳核算上,需建立科学透明的方法,避免因碳排放因子争议影响产品国际竞争力。

当前SAF价格居高不下,HEFA路线约为传统航煤2倍,PtL路线高达6-10倍。成本下降依赖三大路径:技术创新、规模效应和资源优化。电解水制氢环节,提升PEM电解槽的电流密度和寿命可降低绿氢成本;CO2捕集环节,开发高效吸收剂可减少能耗;合成环节,提高甲醇一步法转化率是关键。据研究,PtL路线成本有望从目前的4000欧元/吨降至2030年1500欧元/吨,2050年890欧元/吨。

产业链协同也至关重要。绿色甲醇既是SAF原料,也是航运业关键脱碳路径,两者协同可形成规模效应。中国绿色甲醇项目多布局在内蒙古、东北等风光资源区,而需求集中在沿海,需要建立高效的储运体系。国家管网集团正在研究的甲醇管道输送技术,有望解决这一瓶颈。此外,SAF产业与绿氢、CCUS等领域的联动发展,将创造更大的协同价值。

以上就是关于中国可持续航空燃料产业的分析。从现状看,中国SAF产业已具备一定基础,但政策体系、技术水平与国际领先水平仍有差距;从趋势看,多元化技术路线将支撑产业长期发展,到2050年形成7000万吨/年需求规模;从挑战看,认证体系建设、成本控制、国际合作等仍需突破。在气候变化和能源转型双重驱动下,中国有望通过政策创新、技术进步和产业协同,成为全球SAF市场的重要参与者和规则制定者,为航空业碳中和做出积极贡献。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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