-
-
Whatsapp
Развитие отрасли и технический анализ устойчивого авиационного топлива (SAF)
2025-11-18
Месяц назад в отчете Ролланд Берг «Глубокий анализ｜Начало пути: Промышленная внедрение устойчивого авиационного топлива (SAF) на китайском рынке» указывается, что устойчивое авиационное топливо (SAF) имеет важное значение для снижения выбросов авиационной отрасли и влияет на процесс достижения углеродной нейтральности глобальной авиационной отрасли. Авиационная отрасль признана отраслью «сложного снижения выбросов», но отчет показывает, что устойчивое авиационное топливо (SAF) является коммерческим инструментом для сокращения интенсивности выбросов при авиационных путешествиях в ближайшее время.
Существует множество способов достижения цели обезуглероживания авиационной отрасли, включая повышение эффективности использования топлива, применение устойчивого авиационного топлива (SAF), углеродное компенсирование, использование новых энергетических систем (батареек, гибридных двигателей и т.д.) и водорода и т.д. Среди них использование устойчивого авиационного топлива является основным методом обезуглероживания на ближайшие 30 лет и наиболее прямым способом, который можно напрямую применять в существующих самолетах. По прогнозам Азии Chem Consulting, глобальный рынок SAF к 2030 году превысит 18 миллионов тонн, а его стоимость достигнет нескольких сотен миллиардов долларов США.
Устойчивое авиационное топливо (SAF) — это прямое заменитель жидкого топлива. По сравнению с традиционным авиационным топливом, в зависимости от выбора сырья и производственного процесса, оно может снизить выбросы углерода до 85%. Устойчивое авиационное топливо обладает характеристикой «устойчивости», включая то, что сырье не влияет на продовольственные культуры или водоснабжение, не вызывает деградации лесов или обеднения почв, а также позволяет рециркулировать углерод, запечатленный в биомассе. В настоящее время устойчивое авиационное топливо производится из ресурсов, таких как лесные остатки, сельскохозяйственные отходы, отработанные пищевые жиры и городские твердые отходы.
Четыре технологических процесса, наиболее вероятно привлекающих внимание отрасли и способствующих масштабированию
К апрелю 2023 года Американское общество по испытанию материалов (ASTM) утвердило 9 технологических процессов, включая HEFA, ATJ и FT. Процесс PtL, обладающий огромным потенциалом снижения выбросов и имеющий доступ к неограниченному запасу сырья в долгосрочной перспективе, все еще находится в статусе ожидания утверждения.
На рисунке выше показано, что биологические маршруты производства SAF включают гидрогенизацию жиров с получением SAF, производство SAF из биологического метанола/этанола, синтез SAF из биологического синтез-газа по процессу Фишера-Тропша, а также синтез SAF путем прямого захвата углерода из воздуха в сочетании с электрохимическим получением водорода — все это жизнеспособные технологические маршруты в глобальном масштабе.
Среди четырех технологических маршрутов HEFA — единственный зрелый маршрут, который сейчас находится в коммерческой эксплуатации. Он заключается в гидрогенизации растительных и животных жиров с получением SAF. Основные химические реакции следующие:
●Жидкофазные реакции
Декарбоксилизация: R-COOH → R-H + CO₂(g)
Декарбонизация: R-COOH → R'-H + CO(g) + H₂O(g)
R-COOH + H₂(g) →R'-H + CO(g) + H₂O(g)
Гидрирование: R'-COOH + 3H₂(g) →R-CH₃ + 2H₂O(g)
(R — ненасыщенный линейный алкил, R' — насыщенный линейный алкил)
●Газофазные реакции
Метанизация: CO₂+ 4H₂ → CH₄ + 2H₂O
CO + 3H₂→ CH₄ + H₂O
Преобразование водяного газа: CO + H₂O →H₂ + CO₂
Однако из-за разобщенного источника сырья (отработанных кулинарных жиров) для маршрута HEFA, высокой стоимости сбора и обработки этих жиров дальнейшее масштабирование производства не экономически целесообразно, и рост мощности остается слабым. СINOPEC раскрыл детали самостоятельно разработанного и спроектированного процесса производства биологического авиационного керосина, его краткий технологический процесс следующий:
Этот процесс позволяет в промышленном масштабе перерабатывать отработанные кулинарные жиры и другие пищевые отходы в биологическое авиационное керосин. Он впервые был применен на заводе СINOPEC Zhenhai Refining & Chemical, где годовая проектная мощность установки составляет 100 тысяч тонн. С одной стороны, маршрут HEFA использует разнообразное сырье (в основном отработанные кулинарные жиры, растительные и животные жиры и т.д.), но оно содержит примеси серы, хлора, металлических элементов и большого количества жирных кислот, которые необходимо удалить по отдельности. С другой стороны, отработанные кулинарные жиры имеют слишком высокое содержание кислорода, а кислородные молекулы напрямую влияют на активность и стабильность катализаторов в перерабатывающем оборудовании.
Не менее важно, что биологический этаноловый метод (ATJ) имеет низкую стоимость закупки, но этанол сам по себе содержит большое количество кислородных молекул, которые необходимо удалить в процессе переработки. Ряд разделительных технологий DODGEN эффективно решит проблемы очистки в процессах HEFA и ATJ, способствуя прорыву в мощности производства SAF и ускорению его коммерциализации.
《Технология ректификации DODGEN》
Согласно анализу Yundao Capital, FT и ATJ становятся новыми фаворитами производителей SAF в ближайшее время благодаря широкому источнику сырья (лесные и сельскохозяйственные отходы, городские твердые отходы, промышленные отходы и т.д.) и низкому энергопотреблению. Они, вероятно, постепенно перейдут из стадии опытного производства в коммерческую эксплуатацию.
Маршрут PtL ограничен дорогостоящей технологией захвата углерода и производства водорода электролизом воды, поэтому его коммерциализация еще далека. Однако по сравнению с традиционным авиационным топливом он имеет наибольшую эффективность снижения выбросов и огромный потенциал. Если в будущем политика поддержки усилится, он станет основным технологическим маршрутом в среднесрочной и долгосрочной перспективе.
В общем, текущее производство устойчивого авиационного топлива все еще ограничено, и не удается гарантировать, что конечные пользователи всегда могут получать SAF через существующие сети поставок.
Потенциал производства и процесс развития SAF в Китае
Китай обладает достаточным запасом сырья для производства устойчивого авиационного топлива, но нуждается в инновационных решениях для создания технологических процессов и масштабирования мощности.
В 2022 году глобальное производство SAF увеличилось в три раза, достигнув около 300 миллионов литров (240 тысяч тонн), и количество объявлений о проектах потенциальных производителей SAF растет стремительно. Лидеры отрасли как внутри страны, так и за рубежом — Хонивелл, ЭксонМобиль, Шелл, Джонсон Мэттье, СINOPEC, Тотал, bp, Neste, KBR, Шеврон, Топсо, World Energy и другие — разворачивают деятельность по всей цепочке поставок SAF на глобальном уровне.
14 ноября 2023 года State Power Investment Corporation (SPIC) и Airbus подписали меморандум о взаимном понимании. Стороны будут сотрудничать в области цепочки поставок устойчивого авиационного топлива (SAF) и поставок возобновляемых источников энергии, совместно внося вклад в продвижение устойчивого развития авиационной отрасли. В соответствии с меморандумом стороны будут сотрудничать в ключевых звеньях всей цепочки — новых технологиях, производстве, сертификации и продвижении топлива SAF, строя цепочку поставок SAF, соответствующую международным стандартам, стабильно функционирующую и обладающую возможностями устойчивого развития.
Согласно данным JLC, после почти года развития и промышленного планирования в настоящее время проектная/строящаяся мощность проектов SAF в стране составляет около 3,1302 миллиарда тонн в год.
Заключение
Китай обладает достаточным сырьем для производства устойчивого авиационного топлива и имеет огромный потенциал устойчивого развития в этой области. С ростом спроса на SAF его коммерциализация ускоряется, способствуя развитию различных технологий по всей цепочке поставок. DODGEN готово сотрудничать с соответствующими технологическими партнерами для совместного продвижения развития отрасли SAF.
