我们现在是否最终会在航空中看到清洁可持续燃料的使用

  • 2022-04-01 20:45:44
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在过去的一两年里,这个话题以一种或另一种形式被广泛讨论,并且可以追溯到二战。该行业需要减少排放以实现全球目标并减少对剧烈波动的石油市场的依赖。我们已经看到各种失败或半成功的努力,使用各种原料来制造这种用于飞机的可持续航空燃料 (SAF)。尽管如此,在过去一两年之前,很少有人能够通过测试或演示阶段。

造成这种情况的原因主要是经济原因,因为每次原油价格飙升,就会有大量关于 SAF 的新闻发布,而每次油价大幅下跌时,这些努力似乎都会放缓。

由于拜登政府最近努力推动美国航空业使用更清洁、更可持续的燃料,这可能最终预示着重大变化。这一发展无疑将鼓励其他国家在这一领域进行努力。

引用白宫 9 月初的新闻稿,“……这些步骤将有助于我们在 2030 年的气候目标方面取得进展,并且对于释放到 2050 年完全零碳航空业的潜力至关重要。能源部、交通部、农业部、国防部、美国国家航空航天局、总务管理局和环境保护署将生产和使用数十亿加仑的可持续燃料,使航空排放量下降 20%到 2030 年,与一切照旧相比。”

联邦政府的这项到 2050 年用可持续替代品替代所有喷气燃料的任务是建立在美国早期努力的基础上的。欧盟在这一领域取得了更大的进步,并正在推动其航空界向前发展。在美国,加利福尼亚州一直在寻找更清洁的燃料和替代技术,用于交通、发电和其他减少碳排放的方式。似乎我们已经到了所有这一切开始融合在一起的时刻。

生物燃料市场正在增长,据 IATA 称,自 2016 年以来,已有超过 370,000 次航班使用 SAF 升空,其中 45 家航空公司使用了它。

根据美国能源部国家可再生能源实验室最近的一份题为“美国机场基础设施和可持续航空燃料”的报告,该报告指出,全球航空业产生了 2% 的人为二氧化碳 (CO2) 排放和 12占所有交通运输二氧化碳排放量的百分比(来源——ATAG 2019)。2018 年,仅美国就占全球航空燃油消耗量的 25% 和全球飞机数量的 21%。

根据美国环境保护署的数据,非军用航空在美国产生了约 11% 的交通排放,而运输部门(公路、铁路、航空和海运)的总估计值为约 14%(图 1) (环保局)。图 2 显示了由于全球航空业的增长而导致的预期航空排放量增加(除非 SAF 发挥作用)。

图 1:来源:EPA 网站 — IPCC (2014);退出基于 2010 年的全球排放量。有关这些估算中包含的来源的详细信息,请参见第三工作组对政府间气候变化专门委员会第五次评估报告的贡献。

SAF 需要具有商业可行性

可以说,新加坡武装部队将很快与电动和氢动力飞机竞争,因为这两种新型推进技术都在慢慢出现。这些中的每一个不仅需要建立大量的支持基础设施来支持其用户群并降低管理成本,而且还要在经济上与传统的以汽油为基础的航空竞争。事实上,与现有航空石油基础设施的全球可用基础竞争将是需要克服的最重大的单一挑战。

SAF 作为现有飞机的替代解决方案的潜力使其在短期内优于氢和电动飞机。通常,大多数 SAF 使用 SAF 和 Jet A 燃料的 50/50 混合物,无需对飞机进行任何修改。与仅使用喷气燃料相比,这种混合可减少高达 80% 的飞机排放。显然,对所有相关人员来说都是一项重大利益。

目前,SAF 的供应量很少,这使得其价格与传统燃料相比不经济(没有政府支持)。替代燃料的成本是汽油燃料的四到五倍(截至去年夏天),这使得航空公司、运营商或私人飞行员的价格高得令人望而却步。

航空业预计到 2030 年需要 20 亿加仑来实现其排放目标,因此需求将推动行业解决方案。世界各地的政府财政支持也将是一个主要因素。

SAF 如何交付

前面提到的 NREL 报告确定了可以生产和交付替代燃料的可接受方法。值得注意的是,Jet A 燃料主要通过管道运输,而生物燃料通常在独立设施中制造,并通过铁路、驳船或集装箱卡车运输。

假设现有炼油厂采用协同处理 SAF 并与 Jet A 混合,当前的供应链方法(如管道)将降低成本并进一步投资以加快 SAF 的采用。这应该被视为最终目标。

但随着生物燃料的初始增加量较小,需要更费力的方法。首先,SAF 是在设施中生产的,通常用卡车运到机场并储存在专用罐中。下一步的选项包括使用混合和测试 SAF 和 Jet A 的第三个油箱,或在现有油箱中混合两种燃料。第一个选项提供更轻松的文档跟踪和处理。图 3 展示了航空燃料如何交付的场景示例。

存在各种其他情况,但会带来更大的挑战和成本。

Neste 已在新加坡和欧洲开展业务

总部位于芬兰的 Neste 是世界上最大的可再生柴油和可持续航空燃料生产商,该燃料由废物和残渣提炼而成。他们也是优质石油产品的精炼商,除其他活动外,他们正在“探索开始使用废塑料作为原材料生产新塑料的方法,并开发化学回收利用以应对塑料废物的挑战。”

Neste 似乎是为航空提供 SAF 解决方案的市场领导者,已宣布大量交易。

其中之一是 Neste 使用现有的多产品管道基础设施向旧金山机场 (SFO) 交付 SAF,供航空公司、Signature Flight Support 和 NetJets 使用。

另一个是蒙特利喷气机中心,它开始接收由 Avfuel 分销的 Neste MY SAF(他们的 SAF 产品的品牌名称)的持续供应。这是其 650 多个网络 FBO 中的第一个永久提供可再生燃料。

芬兰航空正在赫尔辛基枢纽从 Neste 购买 SAF。他们还宣布,生物燃料将用于食用油和动物脂肪,不会使用有争议的棕榈油。

另一个值得注意的客户是瑞士国际航空公司 (SWISS),它与各种合作伙伴合作,创建了首个将 Neste MY 可持续航空燃料™ (SAF) 进口到瑞士的端到端物流链。瑞士修改了海关规定,允许进口此类生物燃料,第一批货物足以为超过 175 次短途航班提供燃料。SAF 将通过传统的消火栓系统在苏黎世机场获得燃料。

Neste 还开始与其他几家航空公司和货运公司合作。它最近还与美国的 Kinder Morgan 达成了一项协议,该公司拥有广泛的管道和储存网络,这将增加其在美国更多机场的生物燃料供应。

洛杉矶国际机场的大西洋航空

FBO 运营商大西洋航空公司于 2021 年 3 月开始在洛杉矶国际机场 (LAX) 提供可持续航空燃料的永久供应。它从位于加利福尼亚州派拉蒙的 World Energy 工厂获得 SAF 混合燃料供应,并由 World Fuel Services 提供。

根据他们的公告,SAF 混合物将储存在 FBO 的油箱区。他们预计,到 2021 年,这将占大西洋航空在洛杉矶国际机场的总喷气燃料量的 8% 左右,每年减少 1080 万磅的碳排放量,相当于同一跨度内 1035 辆汽车的排放量。

达美航空、雪佛龙和谷歌在洛杉矶国际机场联手

这三家公司于 2021 年 9 月宣布达成协议,在洛杉矶国际机场 (LAX) 测试和跟踪可持续航空燃料和排放。

根据他们的新闻稿,雪佛龙在洛杉矶国际机场附近的 El Segundo 炼油厂将用于生产 SAF 测试批次,该批次将出售给达美航空,供其在洛杉矶国际机场的全球枢纽使用。

“随着航空业继续定义一个更加可持续的未来,了解我们的运营对环境的影响将是我们寻求减缓气候变化的重中之重,”达美航空可持续发展董事总经理 Amelia DeLuca 说。“除了成为全球第一家碳中和航空公司之外,我们还承诺到 2030 年用 SAF 替代 10% 的航空燃料。这种伙伴关系有可能帮助我们实现这一目标,同时提供重要的数据和分析这证明了我们承诺的环境完整性。”

雪佛龙的目标是成为第一家共同加工生物原料的炼油厂,该项目是其推进公司低碳计划和实现多元化努力的一部分。

Delta 和 Chevron 的排放数据将使用 Google Cloud 处理。谷歌打算开发一个数据和分析框架,以安全地跟踪和分析来自其两个合作伙伴的排放数据。该试验的既定目标是更好地了解所获得的数据,并促进对可再生燃料的理解和采用。

许多其他传统供应商正在进入 SAF 市场

随着航空业越来越多地采用这项技术,Air BP(英国石油公司)、壳牌和其他供应商都在加大努力和运营。

JetBlue 等航空公司在向生物燃料过渡方面有些激进,该公司与领先的生物能源开发商 SG Preston 合作。

由于美国现任政府的政治压力增加,以及欧盟早些时候的努力,可以说这次新加坡武装部队将受到更加重视。

我们终于要飞越干净的天空了。一刻也不早。

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