【霍尼韦尔】2023可持续航空加油行业白皮书-可持续航空燃料和氢能航空燃料对技术、经济和环境的影响_17页_1mb
报告摘要
航空业碳排放占全球总量约3%(约10亿吨二氧化碳当量)。为实现2050年碳排放强度(CI)大幅降低的目标,行业主要依赖可持续航空燃料(SAF)、氢气和电气化三种途径。其中SAF和氢气作为两种关键燃料来源,其技术成熟度与商业化前景存在显著差异。
SAF当前以脂肪、油和油脂(FOG)为原料,已实现商业化生产。霍尼韦尔自2009年起推动HEFA-SPK技术标准制定,2012年建成首个工业级SAF生产装置,2021年实现100% SAF驱动飞行。其CI范围为24~78克CO2e/MJ,显著低于传统JetA(85~95克CO2e/MJ)。采用巴西甘蔗原料的SAF全生命周期CI仅为24克CO2e/MJ,而美国玉米原料则达78克CO2e/MJ。未来随着乙醇制航空燃料(ETJ)和生物质制液体燃料(BTL)等新路线发展,SAF原料供应将更充足。美国每年可持续收集约10亿千吨生物质,可转化为500亿加仑低CI燃料。此外,SAF可利用现有基础设施运输配送,无需大量改造,且可用于航空燃料和可再生柴油生产,现已有32项技术授权,6家工厂运行。
氢气在生命周期CI方面更具优势,但面临体积能量密度低(仅传统 JetA 的34兆焦耳/升,液态氢为85兆焦耳/升)和基础设施不足等挑战。需四倍体积携带以满足航空需求,且冷却设备和储存容器增加质量负担。国际能源署数据显示,至2050年需全球电解槽容量达400吉瓦方可满足航空需求,但当前仅约100吉瓦将在2030年投入使用。氢气生产成本受电力价格影响显著,当前ALK技术制氢成本约33美元/公斤,若电价降至20~40美元/兆瓦时,PEM技术成本可能降至31美元/公斤。然而其CI因液化、运输等环节需要额外电力,可能高于传统SAF。欧盟与美国政策推动SAF占比至2030年5%,预计2030年代中期达20%。氢气若要替代SAF需匹配新型飞机及基础设施,短期内市场接受度有限。
航空需求具有非弹性特征,燃油成本占比约30%。即使JetA价格上涨至两倍,平均票价仅提升30%(从370美元至480美元),多数乘客可接受。SAF与氢气均可减少40%~80%的凝结尾迹排放,但SAF的水蒸气排放增量较小,而氢能可能显著增加大气水蒸气量。霍尼韦尔通过Econing技术实现生物基原料转化,并已认证SAF混合燃料可达50%使用比例,2023年完成100% SAF驱动APU测试,预计未来5~10年可使产品排放减少60%~80%。公司通过技术经济分析展示其在SAF和氢能领域的专业能力,并持续发布相关白皮书,推动低碳解决方案实施。当前低CI燃料需求将快速增长,但SAF因技术成熟和基础设施兼容性,相较氢能更具备短期商业化潜力。
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