航空綠色化！中國在萬米高空能否延續陸地榮耀？

一場從廣東開始的特大暴雨,淋濕了大半個中國。由南至北,一個個城市淪陷,一條條江流湖泊決堤倒灌,一列列航班“熄火”苦等雨停......

水利部消息稱,今年入汛以來的3個月,全國多流域連續發生20次編號洪水。

這個夏天,“氣象亂世”的概念在很多人心裏變得愈發清晰。

中國氣象局近日答記者問時表示:“由於全球持續變暖加劇了氣候系統的不確定性,中國的極端高溫和極端強降水事件正在趨多趨強”。

一次次苦難讓人們越來越意識到減碳和綠色的重要性。

比如,先發的新能源汽車産業,讓中國比全球提早5-10年實現了那個目標——“換下過時的內燃機”。

截至今年上半年,國內乘用車市場新能源車滲透率已經達到了41.8%,提前實現2035年新能源汽車滲透率超過50%的目標已經是鐵板釘釘。

然而,當我們解決了交通運輸版圖中範圍最大的廢氣污染領域後,抬頭望去,公認的難減排領域,航空業仍是“舊石油”的佔領地。

德勤報告指出,航空業對全球GDP的貢獻為3.5萬億美元,佔比4.1%。但二氧化碳排放量在全球二氧化碳排放總量中佔比也有3%。

航空業排放的溫室氣體雖然佔比不高,但因為大部分在高空,造成溫室效應整整是低空排放的3-4倍。而且按當下航空運輸量增速,到2050年航空碳排放量將佔到全球碳排放的四分之一。

是時候向天空要綠色了。

“天空之戰”

從交通運輸業看中國的碳中和目標會發現,航空業是目前脫碳最具挑戰性的行業之一。 

隨著國內外旅行需求增長和航班恢復,全球航空業二氧化碳排放量增速遠超鐵路、公路甚至海運。據《中國的可持續航空燃料-航空業碳中和之路》報告預測,到2050年,航空業二氧化碳排放量佔比或提升至22%。

從數據來看,航空業的碳排放水準遠未達到碳達峰-碳中和的拐點時刻。

中國碳中和目標實質上是一場清潔能源代替碳能源的能源革命。這場革命在交通運輸業中的始發點,就來自於科技部部長萬鋼的一次為民請命。

2001年,科技部正式啟動“863計劃”電動汽車重大科技專項。時任專家組組長萬鋼向國家遞交了一份十分詳細的清潔能源汽車開發路線圖。這份建議最終被採納,並奠定了日後中國汽車工業擺脫舊石油體系的基礎。

在大多數人的認知裏,對中國擺脫石油資源掣肘的印象來自於利用末端,即新能源車。畢竟時至今日,每一輛裝載著比亞迪刀片電池或寧德時代電池的中國新能源車,在世界各地的街頭都可以濃縮成一句標語:“中國已經在清潔能源汽車動力體系上實現了獨立和領先”。

但航空業能源體系的創新有其特殊之處。

以鋰電資源為核心的汽車工業,其完整能源體系理應是“生産-傳輸-利用-回收”的迴圈。

但航空業減排與這種全生命週期減排不同。航空業減排沒有其他手段,生産可持續航空燃料(SAF)是航空業減排的第一選擇。  

按照《“十四五”民航綠色發展專項規劃》中的定義,SAF是指符合航空適航標準和航空燃料可持續性評價標準的航空燃料。SAF可以在不改變運輸條件和機場基礎設施的基礎上直接應用到現有飛機和發動機産品上,不會對現有航空系統進行大的調整變更。

換句話説,航空業減排的核心就在於SAF,而SAF的核心在於發掘質價比更高的“新石油”資源。誰能搶先一步,誰就得到了未來天空的話語權。

厘清這一前提後,再看今天全球SAF的産能分佈,不可否認,當前在SAF領域,“中國力量”仍比較薄弱。

按産能計算,中國只生産了全球3%的SAF。這也提醒了我們,能源的飯碗必須端在自己手裏,發展中國自己的SAF産業勢在必行。

中國彎道超車的“關鍵信號”

時代給予的機會是,在泛摩爾定律行業,實現領先的企業或國家,不以規模大小和進場先後順序為轉移。

這一點在今天的汽車行業裏已經得以證明。

同樣,航空業減排上,中國實現彎道超車的核心就是搶先“押注未來的SAF”。

目前,航空公司使用SAF的最大挑戰,是價格。國際航協的預測報告中提及,航空公司在2024年使用SAF的總成本為37.5億美元,比購買相同數量的噴氣燃料的成本增加了24億美元。

如果要實現行業對SAF使用目標的預測——國際航空業在2030年利用SAF實現5%的碳減排目標,2050年利用SAF為航空業實現二氧化碳凈零排放貢獻約65%的減排量,航空公司的減排成本將逐年增加,這將導致兩個後果:

第一,這部分的成本增加嫁接給終端消費者,未來很多人將坐不起飛機了。

第二,航司負擔不起SAF成本,轉而通過“洗綠”誤導消費者。今年4月30日,歐盟委員會就正式聲明,將對歐洲20家宣傳“環保航班”“碳中和航班”的航空公司發起“反洗綠”調查。

而攤薄成本最重要的路徑就是擴大産量。要實現SAF産量進一步擴大,就需要找到多元化的原材料。

這是中國獨立自主建構SAF能源體系的核心優勢所在。

從當前製備SAF的技術路線來看,航空業內主流的技術路線分別是酯類和脂肪酸類加氫工藝(Hydroprocessed Estersand Fatty Acids,HEFA)、費托合成工藝(Gas+ Fischer- Tropsch, FT或 G+FT)、醇噴合成工藝(Alcoholto Jet, AtJ)以及電轉液工藝(Powerto Liquid, PtL)。

圖片來源:勢銀能鏈

四種工藝中應用最廣泛且最成熟的是以動植物油、廢油或脂肪為原材料的脂類和脂肪酸類加氫工藝,目前全球範圍內絕大部分SAF的生産也是採用這一技術路線。

但動植物油、廢油或脂肪的數量有限,難以滿足未來大規模制取SAF時的需求。而電轉液PtL通過電解水産生綠氫,再和二氧化碳來生産碳氫化合物燃料,擁有源源不斷的原材料。

所以,即便當前基於綠氫制取eSAF的生産路線尚未得到認證,但隨著SAF需求的規模增長,eSAF將成為SAF重要的脫碳路線。

至於制取eSAF所需的綠氫,勢銀(TrendBank)預計到2030年eSAF需要綠氫規模為603.5萬噸,2050年可達441816萬噸。

而在可再生能源制氫項目規模上,中國以35%的佔比,位居世界首位。

分區域來看,前瞻經濟學人報告顯示,當前內蒙古自治區、甘肅省、寧夏回族自治區、吉林省等省份已在相應政策中明確2025年可再生能源制氫産能,合計年産能為91.1萬噸,其中內蒙古地區規劃産能最大,達50萬噸。

又據勢銀(TrendBank)統計,截至2023年10月31日,全國已有291個運作、在建和規劃的綠氫項目,目前已披露的綠氫産能總量達405萬噸/年,産能集中于內蒙古、河北、新疆、甘肅等西北地區。

為什麼在綠氫項目規劃與建設上,始終走在前面的是內蒙古?

內蒙古草原上吹來的每一陣風裏,都寫滿了答案。

綠色科技巨頭遠景科技集團在赤峰打造的全球最大150萬噸綠色氫氨項目。今年3月14日,該項目第一階段30萬噸綠色氫氨首期工程已經順利投産。

遠景科技集團董事長張雷介紹,遠景通過首創的零碳産業園模式正在打造全球最大的綠色氫氨工程,借助新型電力系統的技術突破,實現了風光儲同氫氨醇生産的高效耦合,解決了零碳氫能發展的重大成本挑戰。日前産出的第一罐液氨使用了100%的綠色電力,這是全球綠色氫能發展的重要里程碑,讓“新石油”實現大規模産業化發展。

最近,遠景與全球頂尖的物流企業DHL集團宣佈建立戰略合作夥伴關係,並簽署戰略合作夥伴協議。雙方將在物流解決方案、可持續航空燃料、綠色能源轉型和零碳産業園領域展開全面合作。

這不僅是遠景正式進入SAF領域的標誌,也是中國在SAF領域實現彎道超車的關鍵信號。

向天空展現“中國力量”

從全球範圍來看,一向是標準高地的歐盟市場,對SAF的強制應用仍舊走在了世界前列。

2022年,歐盟提出從航空碳排放交易體系中支取16億歐元用於補貼航司的SAF應用。

2023年,歐盟宣佈通過《ReFuelEU航空法規》,規定從2025年1月1日起,所有在歐盟機場供應的航空燃料中,必須使用至少2%的SAF與傳統煤油混合的燃料。這一比例在2030年需達到6%,2050年達到70%。

在SAF強制摻混比例目標下,DHL的能源體系革新顯得刻不容緩。

2023年,DHL在可持續燃料上的支出同比提升105%至1.35億歐元,並計劃到2030年,將可持續燃料在航空、海洋和公路運輸中的使用增加到30%以上。

可以預見,實現這一使用目標所需的成本將是一個天文數字。

但多元化的SAF,能提供性價比更高的實現路徑。

遠景在全球20多個國家/地區部署的業務網路,能夠結合多樣化的SAF部署策略,在全球選擇最佳材料和技術路線,構建具有全球競爭力的SAF生産網路,這與DHL的全球化部署和減排目標一拍即合。

張雷也表示:“全球航空業的零碳轉型顯著落後於既定目標,面臨巨大挑戰,背後原因是生物航油有效供給不足。遠景將通過創新技術解決成本挑戰,加速生物航油的産業化進程。”

在最具前瞻性和潛力的綠氫科技領域,遠景通過首創的零碳産業園模式打造全球最大的綠色氫氨工程,借助新型電力系統的技術突破,實現了風光儲同氫氨醇生産的高效耦合,解決了零碳氫能發展的重大成本挑戰,這也將驅動SAF⽣産的降本與優化。

而且,基於EnOS智慧物聯網作業系統和方舟能碳管理平臺,遠景為SAF生産提供零碳數字認證體系,為SAF産品賦予“零碳綠碼”,可以減少“洗綠”“漂綠”的風險。

當然,在某種程度上,遠景與DHL的合作,是兩者在SAF領域的雙向奔赴。

DHL致力於到2050年實現物流相關凈零排放,並設立了到2030年將可持續航空燃料混合比提高到超過30%的目標。DHL還開創了GoGreen Plus服務,專門通過使用可持續航空燃料來幫助企業減少與運輸相關的碳排放,包括幫助企業識別並減少碳足跡、量化運營的環境影響、提供定制化建議,來改善供應鏈的環境表現。

作為戰略合作夥伴,遠景將長期為DHL提供可持續航空燃料,保障全球供應的同時達成碳減排目標,並繼續探索多樣化的原料來源和技術路線,持續推動航空運輸領域的脫碳進程。

對DHL來説,遠景既能提供智慧風電、儲能系統及綠氫解決方案,也開發全球領先智慧物聯作業系統,打造新型電力系統和零碳産業園,提供新能源系統性的解決方案,成為其綠色發展道路上的最優夥伴。

另一方面,對製備技術走在前列的遠景科技而言,此次與DHL的合作相當於打開了下游應用市場的大門,為中國自己的SAF産品找到了廣闊的應用藍海。

同時,遠景和DHL將攜手開發覆蓋多個領域的零碳産業園解決方案。

由遠景首創的零碳産業園模式創新實現了綠色能源生産和負荷的有效整合,不僅推動了新型電力系統的建設,而且促進了綠色工業體系的發展,目前已經擴展到歐洲、中東和東南亞地區。

未來,遠景也將在DHL的支援下將零碳産業園解決方案拓展到全球,引領全球綠色轉型。

從傳統的單向支援,到雙向賦能。可以預見,在不久的將來,DHL的2400條物流航線,將以中國産的SAF為動力,在天空劃過、留下一道道尾跡;遠景也將利用DHL遍佈220多個國家和地區的廣泛網路,向全球輸出中國式的零碳方案。

正如DHL集團首席執行官麥韜遠(Tobias Meyer)表示:“DHL和遠景將共同引領整合綠色能源技術及供應鏈優化領域的變革,為可持續創新和全球能源轉型設立新的標桿”。

結語

一場從煤炭和石油資源向可持續燃料轉型的運動已經在全球航空業中迅速壯大。

美國、印度、新加坡、南韓、澳大利亞等國家已陸續推出SAF相關政策,以規定摻混比例或SAF使用總量的方式鼓勵SAF使用。

其中,最為激進的,是美國和歐盟。

美國宣傳將在2030年實現使用SAF 900萬噸/年,2050年使用1億噸/年,並實現凈零飛行。

歐盟是第一個提出SAF強制摻混比例目標的全球主要經濟體。

對比之下,中國將在2021-2025年期間累計使用5萬噸SAF,其中2025年當年使用2萬噸。

對中國而言,是否能在SAF彎道超車,決定了在全球交通運輸版圖中,陸地上的榮耀是否能平移升至天空。

中國製造必須努力了。