2024年可持续航空燃料的商业腾飞之路报告（英）

Pathways商业升空 可持续发展航空燃料 2024年11 本报告是美国政府某一机构资助的工作的账目。美国政府及其任何机构或其雇员不对其中任何信息、设备、产品或过程的准确性、完整性和实用性作任何明示或暗示的担保，并不承担任何法律上的责任或义务。本报告中提及的任何特定商业产品、工艺或服务的名称、商标、制造商或其他信息，均不必然构成或暗示美国政府或其任何机构的批准、推荐或偏好。作者在此表达的观点和意见不一定代表美国政府或其任何机构的观点。 评论 能源部欢迎对本《通往商业起飞之路报告》内容提供意见和反馈。请将所有咨询和反馈发送至liftoffh qdoegov输入和反馈不应包含任何商业敏感信息、贸易机密或其它保密信息。请注意，所提供的输入和反馈将受到《信息自由法》的约束。 Authors CampbellHowe贷款计划办公室牵头 ElizabethRolfes，清洁能源演示办公室KatelynODell博士，清洁能源演示办公室BrandonMcMurtry博士，政策办公室SonaliRazdan，贷款计划办公室 AnneOtwell博士，生物能源技术办公室 Acknowledgements 能源部跨领域领导商业升空工作的途径： 基础设施部副部长：DavidCrane 科学与创新部副部长：GeraldineRichmond博士 贷款计划办公室JigarShah清洁能源演示办公室： 凯利康明斯 技术过渡办公室：VanessaChan博士 政策办公室CarlaFrischNeeleshNerurkar能源效率和可再生能源办公室： JeffMarootian 生物能源技术办公室：ValerieReed博士 能源部对SAF升空报告的咨询和支持： 贷款计划办公室：肯希尔，马德琳埃文斯博士，阿德里安萨基特 清洁能源演示办公室： 梅丽莎克莱姆巴拉，特蕾莎克里斯蒂安博士 技术过渡办公室：RachelEnrightJuliusGoldbergLewis StephenHendricksonAmitSamraMohammadMohsinAli 政策办公室：SteveCapanna 能源效率和rgy办公室 RenewableEne迈克尔壳牌，本杰明米勒，布兰登莱昂哈特博士 生物能源技术办公室：约翰卡巴尼斯，齐亚哈克 国家可再生能源实验室： ZiaAbdullah博士、LingTao博士、OscarRosalesCalderon博士 特别感谢IanMcColl 目录 评论 作者 三 背景 执行摘要 规模供应。3增加长期需求的确定性。4支持政策。 第一章概述与价值主张 上下文中的SAF。6什么是SAF？8SAF的价值主张。9SAF大挑战和升空。11 第二章技术和市场现状 SAF生产能力。13SAF成本。14US苏丹武装部队政策。20SAF混合、运输和储存。24SAF投资 。24 第三章升空之路25 定义升空。25缩放供应。26长期需求的确定性增加。33支持支持政策。36 第四章行业的行动项目 1集中在短期内可部署技术最成熟路径上42 2探索替代购货协议4 3 3扩大供给方政策 44 4标准化与可持续航空燃料（SAF）环境属性相关的计算方法。44 5加强上游供应链管理 44 6持许可和使用法规45 7发展需求侧激励以确保长期购货45 8继续持新兴和低碳影响较路径研发，以多样化生产路径45 第五章：跟踪进度的衡量标准 结论47 附录1：关键术语和缩写48附录2：SAF的支持性政策 附录3：RIN类别和随时间变化的值 附录4：联邦和州激励措施对SAF生产成本的影响55 附录5：应用收养准备水平 参考资料 上下文 美国能源部（DOE）发布了一系列关于新兴清洁能源技术商业化路径的报告。升空报告提供公共和私营部门如何共同加速商业化所需脱碳技术的道路图。鉴于不断且快速变化的市场、技术及政策环境，这些报告被设计为“活文档”，并将根据每项技术商业化的前景演变进行更新。 由美国能源部科技转化办公室（OTT）牵头，这些Liftoff报告强化了跨部门的对话，不仅涉及能源部（DOE ），还包括其他联邦部门和机构。它们基于DOE的投资学习成果，并持续与行业利益相关者进行互动。能源部继续通过行业论坛、信息请求和其他互动方式征求公众意见。直接的公众反馈可以通过电子邮件提交至：liftoffhqdoegov 执行摘要 在美国，航空业目前约占总温室气体排放量的3，而化石喷气燃料的消费预计将在2050年前每年增加23。1尽管在过去15年中制造的飞机比以前的飞机燃油效率高20，2它们所依赖的燃料仍然具有碳密集型的特点 。此外，氢能源和电动飞机可能为小型飞机和短途飞行提供低排放或零排放的选择，但这些技术仍处于初级阶 段，不太可能服务于重型载荷和长途飞行这两者占航空业排放量的大部分。如果美国要在2050年实现净零温室气体排放，就必须大规模使用低碳或无碳交通运输燃料。可持续航空燃料（SAF）是短期内实现航空业显著去碳化的唯一可行解决方案。 SAF是一种滴入式替代喷气燃料，可通过多种途径生产，并且与化石喷气燃料相比减少了生命周期内的排放 。i目前，所有可持续航空燃料（SAF）在获得认证并允许用于商用飞机之前，必须与化石喷气燃料混合。一旦获得认证，混合燃料可以像其基于化石的替代品一样运输和燃烧。国内SAF生产规模的扩大不仅有助于减少温室气体排放，还可能产生积极的经济、社会和环境影响。某些SAF混合物还有潜力减少机场社区的空气污染并减少积云（contrails），后者会加剧气候变暖。 在2021年9月，美国设定了一个雄心勃勃的目标，通过SAFGrandChallenge来扩大国内可持续航空燃料（SAF）的生产规模。根据SAFGrandChallenge的规定，符合条件的SAF必须在全生命周期内将温室气体排放量至少减少50，与化石喷气燃料相比。美国联邦机构的一个联盟承诺支持研发、演示和部署所需的工作，以在国内实现到2050年每年生产350亿加仑的SAF的目标。该350亿加仑的目标相当于2050年美国预计喷气燃料需求的100。他们还设定了一个近期目标（2030年），即每年生产30亿加仑的国内SAF，以覆盖10的喷气燃料需求。达到2030年的SAFGrandChallenge目标可能支持SAF价值链中超过7万名员工。与关键劳动力和社区利益相关者进行早期和持续的沟通对于实现这些GrandChallenge目标至关重要。 可持续航空燃料（SAF）生产正展现出日益增长的动力。目前宣布的国内项目预计将具备每年超过30亿加仑的SAF生产能力对应的投资额约为440亿美元到2030年。然而，美国的总生产量将取决于包括联邦和州政策决定、航空公司承诺以及对其他替代低碳燃料（如可再生柴油）的需求等因素。来自国外市场的确定性需求更为关键。到2030年，现有的和提议的外国强制规定可能要求全球消费超过20亿加仑的SAF。为了使SAF在美国实现起飞，需要采取行动以进一步推动这一早期供应侧的动力，利用现有或提议的外国强制规定，并在国内建立需求。 我在本报告中，“生命周期排放”指的是温室气体排放量（以公吨二氧化碳当量计，或COe计量）。2e贯穿燃料整个生命周期，从原料生产与收集、燃料生产与调配，到加油和燃烧过程。 为了在美国建立可持续航空燃料（SAF）商业可行性，以支持可持续航空燃料宏大挑战短期和长期目标 ，必须满足以下三个关键要求： Policy美国和国外强有力供需侧政策 需求标准化10年 与航空公司协议 Supply812业务，商业 规模设施 规模供应 今天，在美国仅有四家运营中可持续航空燃料（SAF）生产设施，这些设施名义年产能总计为6400万加仑（MGPY）。截至2024年8月，今年已生产了1650万加仑SAF，这仅占总航空煤油消费量大约06 ，也未达到2030年SAF宏伟挑战目标。34尽管这些volumes较低，2024年生产量已经超过了2023年 ，而2023年年产量约为1400万加仑。 为了实现成功，到2030年，SAF市场需要812个商业规模每个平均容量为100MGPY工厂投入运营。ii这一紧迫性代表了有意义可持续航空燃料（SAF）经济体系构建，并且是朝着在2050年实现SAF宏大挑战所迈出重要一步。项目数量和生产量可能达到国内SAF行业临界规模，突显了学习曲线和相关成本降低重要性。随着项目设计从FOAK（首个同类产品）成熟到NOAK（第n个同类产品），开发者可以降低投资风险并加速时间表。目标项目规模足以支撑原料供应链、中游基础设施和物流，以及存储和混配设施，同时有助于增强消费者对燃料本身信任。 通过氢化酯和脂肪酸（HEFA）途径生产可持续航空燃料（SAF）将发挥关键作用，尤其是在短期内（即到2030年）。HEFASAF主要利用当前可获取脂肪、油脂和油脂作为原料。通过HEFA途径生产SAF使用是目前唯一已证明可在商业规模上运行技术，到2030年，其可能占据总SAF生产量70左右。随着HEFA产量扩大，如果没有像培育专门用于生产作物（不损害粮食安全或产生负面环境影响）等干预措施，原料供应可能会受到限制。为了使SAF继续在2030年后扩展，需要发展出具有较少原料限制新技术路径，如利用生物质和废物基原料酒精至喷气燃料（AtJ）技术，以及利用捕获二氧化碳电力至液体（PtL）技术。这些其他途径也可能随着时间推移导致相对更多减排效果。 ii考虑为“商业规模”设施大小取决于相应生产路径。每个可持续航空燃料（SAF）设施生产容量将在50100MGPY之间，并且至少代表1BGPYSAF生产容量。 增加长期需求确定性 SAF目前成本化石喷气燃料210倍，iii取决于所采用技术和生产路径。当前航空公司利润率处于个位数水平，无法承担大规模SAF（可持续航空燃料）所需价格溢价。因此，自愿SAF需求（非强制性计划外需求）通常短期且低量。在将SAF运送到机场供最终使用时还存在结构性挑战，进一步限制了需求。需要长达10年以上正常化购销协议来建立必要需求确定性，这不仅有助于改善开发商融资条件，还能促进整个SAF价值链中更大投资，从而持供应。 目前，航空公司可以通过两种方式转移相对于化石喷气燃料可持续航空燃料（SAF）额外成本。一种方法 将SAF环境属性（其碳减排效果）出售给寻求通过SAF信用（SAFc）系统抵其范围3排放第三方接收者，以抵其业务旅行（嵌入式）或其他活动产生排放。这种方法将SAF环境属性与实体燃料分离 ，允许它们分开购买和使用。换句话说，航空公司可以采购燃料，而第三方接收者则购买并注销SAFc来抵 其业务旅行或其它活动产生排放。这一方法缺点在于，在美国，这些接收者市场需求既不确定且通常较短期，这主要由于缺乏碳标准或规定。当前，大多数第三方接收者在一年或两年期限内，通过现货市场购买SAFc。这主要有利于已经运营SAF项目；正在开发项目则需要长达10年以上接收协议，以向潜在投资者展示足够收入确定性。覆盖SAF溢价另一种方式航空公司将其额外成本转嫁给乘客，通过机票附加费方式考虑到航空公司面临往往成本敏感费者，这一个不太吸引人解决方案。 在短期内，长期采购量正常化可以通过激活范围3采购商细分市场来实现，尽管从长远来看，将需要更多 需求侧政策持。虽然航空公司据SAF所代表加仑燃油价格来定价，第三方采购商则据SAF减少碳排放量（以公吨为单位）来定价。鉴于其高昂生产成本，SAF仍然高端碳减排替代方案之一。然而，与其它高端碳管理解决方案相比，SAF可能更具竞争力。基于每公吨碳减排成本，假设NOAK设施生产SAF在未补贴情况下每公吨成本在3851425美元之间，在获得联邦和州激励措施补贴情况下，每公吨成本在831049美元之间（详见附录4，其中详细说明了方法论并评估了联邦和州激励措施影响）。相比之下，同样成熟直接空气捕获（DAC）工厂每公吨碳减排成本可能在2501200美元之间。5这份报告分析了范围3 买家对可持续航空燃料（SAF）信用替代品兴趣，因为DAC最常被提及替代品。分析