扩大可持续航空燃料供应：克服欧洲、美国和中东的障碍（英）

与Kearney合作 扩大可持续航空燃料供应：克服欧洲、美国和中东 的壁垒 INSIGHTREPORTMARCH2024 图片：盖蒂图片社 Contents 1扩展适用于欧洲的SAF11 1.1 1.2采取的关键行动13 1.2.1协作13 1.2.2 2.2.2 3扩大适用于美国的SAF17 2.1 2.2 2.2.1协作19 2.2.2 2.2.3 4为中东扩大SAF23 3.1中东局势与挑战24 3.2采取的关键行动24 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 免责声明 本文件由世界经济论坛发布，作为对项目、洞察领域或互动的贡献。本文所表达的调查结果，解释和结论是世界经济论坛促进和认可的合作进程的结果，但其结果不一定代表世界经济论坛的观点，也不一定代表其成员，合作伙伴或其他利益相关者的整体。 ©2024世界经济论坛。保留所有权利。本出版物的任何部分不得以任何形式或任何方式复制或传播，包括影印和记录，或通过任何信息存储和检索系统。 March2024 扩大可持续航空燃料供应：克服欧洲、美国和中东的壁垒 前言 LaiaBarbarà 世界经济论坛气候战略负责人 ClaudiaGalea Kearney全球可持续发展总监 世界经济论坛和国际机场理事会（ACI）世界正在共同领导明天机场倡议，该倡议旨在解决航空业到2050年向净零碳排放过渡的能源，基础设施和融资需求。该计划召集了来自航空行业的高管，旨在加快实现可持续性和韧性的步伐。 本报告介绍了我们2023年在可持续航空燃料(SAF)方面的主要发现。我们展示了SAF扩展的关键技术及其优势 ，以及目前面临的最大挑战。已经分析了未来的SAF产量，并确定了最佳的全球生产中心以满足这一新兴需求 。此外，我们专注于适当的监管 和政策，以实现全球SAF扩展，以及针对特定国家和地区的见解和重要主题。 该报告侧重于三个地区-欧洲，美国和中东-并包含航空和能源行业以及公共部门的利益相关者的见解。主要目标是全面概述采用SAF的现有挑战，并强调整个价值链上的利益相关者应采取哪些行动，以在2030年实现10%SAF，并在2050年实现随后的行业脱碳。 这项工作是由世界经济论坛与科尔尼，ACIWorld，空中客车公司和Arup合作开发的。我们感谢我们的合作伙伴和行业赞助商的支持。 执行摘要 航空业在扩展SAF方面面临挑战，需要集体努力加快技术部署，确保需求确定性并建立有利的监管框架。 航空旅行占全球二氧化碳排放量的2-3%，1主要是由于飞机化石燃料的消耗。此外，与2019年相比，到2050年，航空燃料的预计需求可能会激增50％以上，从而显着增加这一份额。2尽管人们认识到可持续航空燃料（SAF）在行业脱碳中的重要性，但全球产量仍然不足，宣布的项目仅占2030年全球燃料供应的10％的30-40 ％。 解决这种供应短缺需要在具有有利条件的地区部署现有技术和开发新技术。鉴于SAF的生产目前比化石喷气燃料昂贵两到五倍，还需要适当的法规和政策来创建SAF市场。3 欧洲在许多旨在促进其经济脱碳的政策方面一直处于领先地位，例如实施排放交易系统（ETS）和采用ReFuelEU立法，承诺到2050年实现高达70％的燃料供应。4利益相关者现在专注于技术开发方面的合作，提供透明的SAF物业并承诺长期的SAF协议。 公共和私营部门将需要齐心协力，以释放扩大规模所需的大量投资。 在美国，财政激励措施正在刺激技术开发和部署。《降低通货膨胀法》（IRA）包含生产者的税收抵免。地方立法，尤其是在西海岸，旨在吸引生产。没有 该行业正在寻找合作伙伴关系，以确保长期的合作和切实的风险分担协议。延长联邦激励措施的持续时间和可用性可以为新的生产设施提供更大的计划安全性。 在中东，当地条件和该地区作为全球航空枢纽的作用有利于SAF的生产。凭借廉价的可再生能源，获得融资和建立的出口网络，该地区可以成为电力-液体（PtL）燃料的枢纽。但是，没有 全面和有利的SAF法规，参与者目前专注于绿化现有的化石炼油厂和生产低碳航空燃料（LCAF）。提高公众意识和更密切的公私合作势在必行。该地区可能会采取快速追随者的角色，一旦技术在其他地方得到证明，就会部署技术。 全球利益相关者一致认为，以下关键活动将有助于苏丹武装部队的快速扩展： –SAF和能源生产商应专注于部署有效的SAF生产能力 ，并寻求长期需求确定性，以降低所需资金的风险。 –机场可以充当公正的牵线搭桥者，鼓励苏丹武装部队伙伴关系，提高公众意识，并通过激励措施(例如直接补贴或调整着陆费)促进苏丹武装部队的提升 。 –航空公司需要强有力的供应商合作伙伴关系来获得具有竞争力的SAF。作为回报，他们应该承诺长期承购协议和潜在的生产设施共同投资。 –原始设备制造商(OEM)必须确保未来发动机、燃油系统和飞机与100%SAF的兼容性，此外，他们应该通过扩展的合作伙伴关系支持技术发展。 –企业客户可以率先为SAF支付绿色溢价成本，同时提供技术知识。 –金融部门必须增加绿色投资，参与SAF的融资，并与该行业合作以开发和降低稳健的商业案例。 –各国政府越来越认识到苏丹武装部队的重要性，应通过立法支持市场建设。 SAF扩展的成功取决于战略伙伴关系，有针对性的技术部署以及支持性法规和融资机制。 Introduction 需要全球合作、投资和支持性政策来弥合2030年及以后预计的供需缺口。 生产和技术采用方面的挑战依然存在。此外，区域因素——如现有技术、有利的生产条件和政策格局——对苏丹武装部队的部署战略产生了重大影响。 SAF在航空脱碳中的重要性 航空业是一个难以减弱的行业，努力在2050年达到净零的世界，目前造成全球2-3％的二氧化碳排放量。5关键的脱碳挑战来自飞机所需的高能量密度以及缺乏当今商业上可行的零排放推进装置，如公路运输等其他领域。虽然提高运营效率，氢和电动航空等解决方案将有助于行业脱碳，但人们的共识是，这些活动在未来十年内将不足以推动净零排放。transition.presently,thecriticalsolutiontodeployissustainableaigurefuel(SAF),whichisestimatedtoaccountformostenvironmentalimpactreduction 直到2050年，其主要原因是迅速扩大规模的可能性（如果克服当前的障碍），无缝整合到现有的燃料基础设施和额外的好处，如更低的二氧化硫（SO2），二氧化氮（NO2）和减少空气污染的颗粒物排放。6 尽管据估计，到2050年，SAF将占航空能源结构的65％，国际航空运输协会（IATA），7当前产量仍然很低，尽 管在全球范围内宣布和承诺增加产量。在最近的第三届国际民航组织（ICAO）航空和替代燃料会议（CAAF/3）期间，该行业同意 力争到2030年有效减少5%的二氧化碳排放，8而《2030年 明天清洁天空》的签署者则希望在同一年之前获得SAF10% 的燃料供应份额。9 实现这两个里程碑将需要更快地部署生产能力。航空生态系统中所有利益相关者群体之间的合作（见图1）对于实现这一转变至关重要。 Figure1: 航空和能源行业生态系统的简化概述 SAF和能源生产商 金融机构 乘客 航空公司机场服务提供商 公司客户 OEM 监管机构和政府 来源：科尔尼和明天的机场 扩大可持续航空燃料供应5 预计2030年SAF供需缺口 到2030年在全球燃料供应中实现10%的SAF对于启动航空脱碳至关重要 并证明在接下来的几十年中需要的快速扩展是可能的。考虑到最近的航空燃料消耗因素，10和估计的区域增长因素，112030年的全球燃料需求估计为每年400-500公吨（公吨 ）。因此，要实现“明天的清洁天空”目标，总共需要40-50公吨的SAF。但是，从目前宣布的2030年之前的项目来看，只有30-40%的需求得到满足（见图2） 。12这主要是由于技术风险、缺乏资金和市场 不确定性导致燃料生产商在投资新的生产基地和基础设施方面犹豫不决。 另一个值得注意的问题是SAF价格（投标和报价）的不透明性，这是交换数量仍然很低的自然结果。 价格通常是私下谈判的，对更广泛的市场不透明。这种缺乏透明度和流动性给SAF在全球的快速部署带来了额外的摩擦。 建立全球SAF市场将大大有助于解决这些透明度和流动性问题，促进交易并帮助关闭买卖价格之间仍然过于广泛的价差 。 图2. 目前的项目公告仅涵盖了2030年SAF预计的10％需求中的30-40％，其中大部分来自基于HEFA 的生产 目前宣布的生产能力下降25-35公吨/年（约60-70％），不足以在2030年实现10％的全球SAF份额1 25–3540–50 不确定度范围 15 2030年的30-40% 满足需求 宣布至2030年差距2030年需求2030年 HEFAG-FTAtJPtL间隙目标2030 1.考虑项目阶段:规划、投资决策、建设和运营。 注:HEFA=加氢处理的酯和脂肪酸;G-FT=生物质气化费-托;AtJ=醇-喷射;PtL=动力-液体。来源：科尔尼和明天的机场 现有技术及其主要挑战 SAF通常由生物源或非生物源生产，与化石喷气燃料相比 ，有可能在生命周期基础上减少高达99%的CO2排放，具体取决于 生产路线。13与常规燃料（Jet/A1）混合时，其化学和物理性能具有可比性，并被证明是兼容的 使用“常规”Jet/A1燃料。“净SAF”和煤油（Jet/A1 ）之间的主要区别之一是不存在芳烃，导致密封O形圈和润滑问题 在飞机发动机中。通过使用“净SAF”之间的混合物来解决和监控这样的问题 和常规燃料，以获得符合预期燃料规格的SAF。截至2023年7月，美国测试与材料学会（ASTM）已批准了几种途径，14which arealsotheonesrecognizedbyICAO.TheASTMadditionallyspecifiestherespectivemaximumSAFmixratiowithregularjetfuel,with 目前批准的最高SAF比率为50％，可确保当前飞机和发动机系统的安全运行。 本报告重点介绍了ASTM批准的四种最有希望在未来几十年内大规模部署的途径（见图3）：加氢处理的酯和脂肪酸（HEFA），生物质气化（G-FT），醇-喷射（AtJ）和动力-液体（PtL）。 Figure3. SAF的主要生产途径依赖于类似的技术构建模块 从原料和成本的角度来看，四种合成路线通常被认为是最有前途的 ~99% 减排量 电解 H、 2 2 OR H,CO 2 费托(FT) 蓝色氢 OR 合成气生 产 CO2点源 ~85–94% 减排量 OR 直接空气捕获 (DAC) H,CO 2 农业残留物 醇合成 OR CnH2nO 酒精喷射(AtJ) SAF 柴油石脑油 城市固体废物(MSW) OR 生物质 H2 ~85–94% 减排量 森林残留物 废油 (例如用过的食用油) 废油 HEFA ~73–84% 减排量 H2 动力到液体（PtL）生物质气化（G-FT）酒精到喷射（AtJ）加氢处理的酯和脂肪酸（HEFA） 来源：科尔尼和明天的机场 生物质 1.加氢处理的酯和脂肪酸（HEFA） HEFA是目前全球最常见的SAF途径，并使用废油和渣油原料，例如用过的食用油或专门种植的产油植物。为了提高产量，还进料了氢气 此外,目标种植的产油工厂的可持续性挑战限制了HEFA 在2050年的规模扩大潜力。 2.生物质气化(G-FT) 生物质的气化产生氢气和一氧化碳的混合物（例如合成气），其用于在费-托反应器中产生SAF。 广泛的可用原料,通常区分两种亚型:生物质-液体(BtL)和废物-液体(WtL)。了解所需的技术，并且可以通过缩放来提高成本。一个关键的成本驱动因素是原料的选择，收集和能量含量，通常需要较小的分散生产。靠近来源的生物质的预处