什么是可持续航空燃料？

UNITED 737-8 MAX在KCLE穿着“可持续航空燃料涂装” 照片来源：GeorgeM757

据《航空角》介绍：近年来，航空业一直在推动减少其排放，目前这些排放占全球总碳排放量的2%。引入可持续航空燃料只是航空公司和其他飞机运营商试图减少其碳足迹的方式之一。

尽管与传统燃料相比更环保，可持续航空燃料（SAF）也受到了行业专业人士和环保活动家的赞誉和批评。但它究竟是什么，为什么会有这么多争议？

可持续航空燃料（SAF）是指任何可再生燃料，它是传统基于化石燃料的飞机燃料的直接替代品。它们与传统航空燃料具有相似的分子属性，但碳排放量要低得多，这使得它们成为希望整体变得更环保的行业的理想选择。

什么是可持续航空燃料？

可持续航空燃料（SAF），也称为生物喷气燃料或可再生喷气燃料，是一种旨在成为传统基于原油的喷气燃料的更环保替代品的飞机燃料。

SAF是由各种资源制成的，这些资源被称为原料，从农业废物到酒精，再到动物脂肪，它们都来自可再生资源（与传统喷气燃料制造所用的不可再生原油资源相反）。

当在飞机发动机中燃烧时，SAF比传统喷气燃料排放更少的二氧化碳，同时由于其原料在生长/生产过程中吸收的二氧化碳，进一步抵消了它们的排放。

这允许航空公司和其他飞机运营商减少他们的碳排放，并减轻他们航班的环境影响，而不必牺牲客户满意度或减少他们运营的航班数量。

Jetstar AirwaysJetstar澳新CEO准备在墨尔本机场登上生物燃料航班

由于SAF被提炼成具有与传统喷气燃料相同化学结构的碳氢化合物，它的采用允许航空公司使用现有的基础设施和技术更快地采用这种燃料类型，允许航空公司和其他飞机运营商比他们否则会的更快地减少他们的碳排放。

尽管第一种现代可持续航空燃料出现在21世纪初，但它直到2010年代中后期才开始获得关注，并且随着每一年过去，它变得越来越受欢迎。

SAF有哪些类型？

尽管可持续航空燃料仍然是相对较新的，但有四种主要类型的SAF，根据它们的生产方式进行分类。它们是：

水解酯和脂肪酸（HEFA）

水解酯和脂肪酸（HEFA）是主要类型的SAF，源自基于脂质（脂肪）的原料，如植物油、使用过的食用油和/或动物脂肪。

要将这些原料转化为SAF，它们经历了一个称为水解的化学过程；在催化剂的帮助下，将原料与氢气混合在反应器中。这个过程将脂质转化为化学上类似于传统喷气燃料的碳氢化合物。

费舍尔-特罗普施（FT）

FT SAF使用生物质、煤炭或天然气作为原料。它通常经历气化过程（如果是生物质或煤炭），在高达1,200°C/2,192°F的高温下暴露，并与限量的氧气反应。

这将其转化为由氢气和一氧化碳组成的合成气体。然后，这种合成气体在更高的温度下暴露，并与催化剂反应，将氢气和一氧化碳重组成液态碳氢化合物。

酒精转喷气燃料（ATJ）

迄今为止最常见的可持续航空燃料类型，酒精转喷气燃料是源自酒精的SAF，通常以乙醇或丁醇的形式。

ATJ是通过首先从酒精原料中脱水（去除水分子）制成的。然后它被寡聚（反应在一起形成碳氢链），然后与氢气反应形成更长的碳氢链。

催化水热解（CH）

一种仍然有些实验性的SAF，催化水热解通过在高压环境下反应，暴露在极高的温度和水中，将生物质原料转化为可用的SAF。

尽管迄今为止在生产CH SAF方面有许多成功的尝试，但它可能仍然需要几年的研究，然后才能开始被用作传统喷气燃料的替代品。

混合和未混合的可持续航空燃料有什么区别？

当查看不同类型的SAF时，您可能还会发现它们被归类为“混合”和“未混合”。这些术语指的是所讨论的SAF的组成。

混合SAF是传统喷气燃料和可持续航空燃料的混合物。由于SAF和喷气燃料是可互换的（与汽车发动机中的汽油和柴油不同），混合物可以偏向一个方向或另一个方向；它不是（也通常不是）50-50的混合物。

例如，一些最受欢迎的混合SAF是70-30的混合物，这意味着70%的燃料是由SAF制成的，而剩余的30%来自传统喷气燃料。这允许运营商在保持现有燃料基础设施的同时减少排放。

另一方面，未混合SAF，就是你可能会称之为“纯”SAF。它里面没有任何传统航空燃料——而只是HEFA、FT、ATJ或CH（取决于特定的燃料）——并且具有净零，甚至有时是负的碳排放。

可持续航空燃料比喷气燃料便宜吗？

截至2023年中撰写本文时，根据GlobalAir的数据，Jet A燃料的全国平均价格大约是每加仑6.30美元。相比之下，SAF的全国平均价格为8.52美元，这意味着喷气燃料比可持续航空燃料便宜得多。

这遵循了传统喷气燃料比SAF便宜得多的长期趋势，这是一些航空公司犹豫是否承诺使用SAF的主要原因之一；他们的燃料费用已经够高的了，更不用说故意提高它们了。

为了鼓励更多的航空公司使用SAF，从而通过鼓励更有效的（和总数的）生产来降低成本，一些分析师建议对传统航空燃料征税和/或补贴SAF。

虽然目前还没有国家这样做，但一旦SAF变得更加普遍，它可能会比Jet A和其他类型的航空燃料更便宜。

SAF会产生CO2吗？

是的，可持续航空燃料在燃烧时确实会产生一些二氧化碳（CO2），就像传统的喷气燃料一样。也就是说，与传统喷气燃料相比，SAF产生的CO2少了80%，这意味着它对环境更友好得多。

与传统喷气燃料不同，其CO2的产生几乎完全发生在燃烧时，SAF的CO2产生发生在两个阶段。

第一次是在基础产品（生物质或废物）转化为SAF时。由于这是一个重工业过程，因此会向大气中释放二氧化碳，就像化石燃料的生产一样，尽管程度较轻。

第二次是在燃烧过程中。当在飞机发动机中燃烧时，SAF向大气中释放CO2，就像喷气燃料的燃烧一样，尽管程度较轻。

虽然SAF总体上产生的CO2较少，但它通过基础产品的生产进一步抵消，特别是生物质，它通过光合作用从大气中吸收CO2，从而减少SAF的碳足迹。

SAF真的环保吗？

尽管比传统喷气燃料更环保，但SAF一直被批评为航空公司的公关尝试，他们似乎关心环境，同时却很少努力减少他们巨大的碳足迹。

虽然SAF绝不是无碳的，但它比迄今为止航空公司使用的东西对环境要好得多。

随着航空业每年产生约10亿吨CO2，仅基于改变燃料来源的80%的减少是巨大的。这还没有考虑到采用更新、更节能的飞机！

如果您仍然不相信，有一个强有力的论点是，SAF只是占位符，直到电动飞机技术发展到可以取代当今使用的常规内燃机飞机。

有点像混合动力发动机在汽车中使用，而电动汽车电池和充电技术以及相关基础设施发展到可以取代几乎所有内燃机汽车的地步。

谁生产可持续航空燃料？

最初的可持续航空燃料是在实验室中由科学家和研究人员生产的，他们测试了替代飞机燃料的不同方式。今天，SAF的生产是在工业规模上进行的，主要由盈利制造商进行。

法兰克福机场的可持续航空燃料广告 CC0

大多数可持续航空燃料生产商是新进入者，如LanzaJet、Gevo和Velocys，每个公司专门生产一种特定的SAF（例如，Velocys生产费舍尔-特罗普施SAF，而LanzaJet生产酒精转喷气燃料）。

然而，一些石油公司，尤其是BP和Shell，已经进入了SAF市场，试图在一个迅速远离石油的世界中保持相关性，同时保持他们在航空燃料市场的市场份额。

虽然每家公司目前都销售自己的SAF品牌，但两家公司都与专门的SAF生产商达成了协议和合作伙伴关系，将这些石油巨头的财务实力和生产能力与这些新进入者带来的专业专长结合起来。

截至2023年，最大的SAF生产商是：

Neste：总部位于芬兰，SAF产量为每年150万吨

Alder Fuels：总部位于英国，SAF产能为每年3400万加仑

World Energy：总部位于美国，SAF产能为每年4500万加仑

SkyNRG：总部位于荷兰，SAF产能为每年10万吨

令人惊讶的是，生产最多SAF的国家不是芬兰、英国、美国或荷兰，而是新加坡，它生产了超过100万吨的SAF，几乎全部来自2023年中期在该国开设的Neste工厂。

哪些航空公司使用SAF？

当可持续航空燃料首次出现时，航空公司犹豫是否采用它。慢慢地，世界上几乎所有主要的航空公司都开始将SAF纳入他们的运营。

尽管供应不足意味着目前没有航空公司完全或主要使用SAF为他们航班提供动力，但几家主要航空公司在SAF的使用上取得了显著进展：

此外，几家航空公司已经与上述SAF生产商合作，以提高这些公司的SAF产量，并达到他们自己的碳中和目标。

然而，一些航空公司已经将他们的合作伙伴关系更进一步：2015年，美国联合航空公司向SAF生产商Fulcrum BioEnergy投资了3000万美元，使航空公司成为该公司的所有者以及其工业合作伙伴。

尽管大多数主要航空公司已经开始在至少一些航班上使用SAF，但较小的航空公司（特别是包机和低成本航空公司）以及位于亚洲、非洲和南美的新兴航空市场的航空公司一直犹豫是否采用SAF。

私人飞机可以使用SAF吗？

虽然大多数主流媒体一直关注航空公司采用SAF的情况，但大多数商业私人飞机运营商也一直在努力在至少一些航班上采用SAF。

在大多数情况下，这与航空公司的原因相同：减少他们的碳足迹，并安抚那些认为应该禁止私人飞机旅行的批评者，因为它的碳排放。

然而，与航空公司一样，供应不足限制了可以使用可持续航空燃料的私人飞机数量。也就是说，当私人飞机确实使用SAF时，他们继续创造速度和距离的新纪录。

截至目前，由可持续航空燃料提供动力的任何飞机所进行的最长航班是由私人飞机完成的。2021年10月23日，一架Gulfstream G700从德克萨斯州休斯顿起飞，13小时40分钟后在沙特阿拉伯利雅得降落。该航班由混合SAF提供动力。

通用航空飞机有SAF吗？

虽然在商业航空业引入SAF方面取得了巨大推动，但自21世纪初以来，可持续航空燃料已在通用航空中使用。

虽然它仍然不普遍，但该国许多最大的通用航空（GA）机场目前为飞行员提供传统的AvGas和SAF选项。

从全球范围来看，通用航空市场的SAF采用主要集中在北美和欧洲。亚洲、非洲和南美的新兴通用航空市场尚未真正开始使用SAF。