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可持续航空燃料生产困境下航空公司绿色战略革新与政策协同研究

Sustainable Aviation Fuel Production Dilemmas: Airline Green Strategy Innovation and Policy Coordination

严慧玲     2025年08月18日

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面对航空业脱碳的现实挑战,可持续航空燃料( SAF )虽为零碳飞行的关键影响因素,却受制于原料、成本和供应链瓶颈,发展滞后于减排目标。这一困境既考验航空公司战略创新,更需要政策协同支持。唯有航空公司变革与政府政策形成合力,才能突破转型瓶颈,实现深度减排。

 

航空运输作为全球贸易和人员流动的核心载体,在推动经济发展的同时也成为碳排放的关键领域。根据国际能源署(IEA)数据,2019年全球民航业碳排放量达9.2亿t,占全球总量的2.4%,占交通领域碳排放的11%。新冠疫情后,航空业逐步复苏,2023年行业碳排放量已回升至接近疫情前水平,预计2025年将超过10亿t。随着航空运输需求持续增长(预计未来20年年均增长3.9%),若不采取行动,到2050年民航业可能贡献全球25%的碳排放。为此,国际航空运输协会(IATA)要求成员航空公司在2050年实现净零排放,以符合《巴黎协定》中将全球平均气温较工业化前水平上升幅度控制在2℃以内,并力争不超过1.5℃的长期气候目标。在这一背景下,SAF被视为最具潜力的减排方案。SAF以废弃油脂、餐厨废油、城市生活垃圾及农林残余物为原料,全生命周期可减少85%的碳排放,且无须改造现有飞机和基础设施即可使用。据IATA测算,SAF将在2050年航空业净零排放目标中贡献约65%的减排量,其余减排目标将通过研制电推进和氢动力等新技术飞机、提升运营和基础设施效率,以及推动碳抵消与碳捕获技术的应用来实现。

 

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IATA 2050年关键技术减排占比预测

   

然而,SAF产业发展远未达预期。2024年全球SAF产量仅100万t,虽比2023年翻倍,但仍远低于150万t的预测目标,仅占航空燃油需求的0.3%,与2025年达到2%的目标差距巨大。这种发展滞后的现象并非偶然,而是由原料供应、生产技术、政策协同和市场机制等多重因素共同导致的。深入分析这些制约因素,对于制定有效的应对策略至关重要。

 

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IATA规划的SAF需求量发展目标

   

SAF生产滞后的多重因素分析


生产技术的复杂性与原料限制构成了SAF发展的首要挑战。目前主流的SAF生产技术包括加氢酯和脂肪酸(HEFA)工艺、醇喷合成(AtJ)工艺、费托(FT)合成工艺以及更为前沿的电转液(PtL)工艺合成燃料。HEFA工艺主要受限于动植物油脂原料供应,耐斯特(Neste)能源公司作为全球领先的HEFA-SAF生产商,其原料大量依赖进口棕榈油和废弃油脂,供应链脆弱性突出,中国石油化工集团有限公司以地沟油为原料在镇海炼化公司建成10万t/年的SAF生产装置,但因国内90%的废弃油脂用于出口,原料供应严重受限;AtJ工艺面临技术推广难题,虽有霍尼韦尔公司积极推动乙醇制SAF项目,但该技术对玉米、甘蔗等原料的集中需求可能引发“与粮争地”的争议;FT工艺虽能利用生物质气化合成SAF,但产物选择性低且生物质收集成本高昂,德国卡尔斯鲁厄理工学院研究显示,高温费托耦合异构化反应可优化产物分布,但工艺复杂度高,目前全球仅少数示范项目运行;PtL工艺合成燃料路线依赖绿氢与二氧化碳捕获,能效转换率较低,2024年全球总产量仅4000t。

 

主流SAF生产工艺

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政策与实施保障的不完善严重制约了SAF产业的快速发展。欧盟通过《欧盟可再生燃料法案》制定了强制性SAF使用目标:从2025年起,所有从欧盟机场起飞的航班必须使用掺混 2% SAF的航空燃油,这一比例将逐年提高,到2030年提升至6%,此后每5年递增1次,于2050年达到70%,且其中至少35%为基于PtL工艺的合成燃料。然而,欧洲航空安全局(EASA)的评估报告显示,虽然现有SAF的产能可满足2030年6%的掺混目标,但要实现合成燃料的占比要求(2030年达到1.2%),必须立即采取突破性行动,包括大幅提升绿氢供应和碳捕获技术应用水平等。英国也实施了类似政策,要求从2025年1月起,所有英国出境航班的航空燃料必须掺混2%的SAF,2030年提升至10%,并从2028年起额外引入0.2%的PtL工艺合成燃料的占比,逐步提高至2040年的3.5%。但这些政策的配套支持措施明显力度不足,欧洲航空联盟(A4E)的专家指出,建设一个SAF生产设施从投资决策到燃料投产至少需要3~4年时间,且由于这些项目的初始资本支出高昂且回报周期长,在欧盟创新基金评估中往往不敌钢铁、水泥等成熟工业项目。这种政策目标与实施保障之间的脱节,导致SAF产业发展的实际推进面临诸多困难。


经济可行性障碍是SAF生产面临的第三大挑战。据IATA估算,2024年全球SAF的平均成本是传统航空燃油的3.1倍,且由于欧盟的强制掺混政策,欧洲燃料供应商开始征收SAF“合规费”,推升额外成本,故而2025年全球SAF的平均成本预计将是传统航空燃油的4.2倍。这种显著的价格劣势在缺乏碳定价机制和政策补贴的情况下严重削弱了SAF的市场竞争力。同时,市场供需结构失衡问题同样突出。一方面,航空公司的采购意愿受制于运营成本压力,因为SAF价格上涨会直接导致航空公司运营成本的增加;另一方面,传统能源巨头对SAF领域的战略投入明显不足,行业数据显示,目前全球SAF产能的80%以上来自少数专业生物燃料企业,而传统石油公司的产能占比不足20%。此外,部分已宣布的大型SAF生产项目因经济性评估不佳而暂停,如壳牌公司去年暂停了其年产能82万t的鹿特丹生物燃料工厂的建设,英国石油公司也推迟了其西班牙卡斯特利翁炼油厂的SAF生产计划,这进一步加剧了供应短缺风险。


飞机交付延迟与机队更新受阻间接加剧了航空业对SAF的依赖。IATA预计全球现役机队的平均机龄已攀升至14.8年,较1990—2024年的历史平均水平(13.6年)明显上升。与此同时,全球航空业正面临着创纪录的17000架飞机交付积压问题,这种交付延迟正迫使航空公司延长老旧飞机的服役时间。机龄较高的飞机通常燃油效率较低,导致航空公司原计划通过机队更新实现的能效提升目标难以达成。这一现状使得航空公司在减排路径上不得不更加依赖SAF,从而进一步放大了当前SAF供应不足的市场压力。IATA监测数据显示,若不考虑载运率提升的影响,2023年全球航空业的燃油效率改善幅度近乎停滞,这与1990—2019年间年均1.5%~2%的能效提升幅度形成鲜明对比。


综合来看,SAF产业未能实现预期发展目标是技术瓶颈、政策脱节、经济可行性和行业结构性矛盾共同作用的结果,这一现实困境正在深刻重塑航空公司的减排战略格局:一方面,迫使行业重新审视原有转型路径的可行性;另一方面,也催生出更具创新性和灵活性的解决方案。在此背景下,航空公司纷纷对绿色转型计划进行动态调整,并通过多元化技术路线和创新商业模式来突破现有局限。

 

航空公司绿色转型的战略重构与创新路径探索


面对SAF产业化进程不及预期的现实挑战,航空公司正通过系统性重构减排战略,在理想目标与现实约束之间寻求动态平衡,同时积极探索多元化的创新路径。这既体现了行业对当前技术经济瓶颈的理性认知,又展现了在复杂市场环境下推动可持续发展的务实态度。


中期目标的重置与长期承诺的坚持正成为航空公司减排战略调整的典型范式。新西兰航空公司的调整尤为突出,该公司2022年设定的到2030年碳强度降低28.9%的目标曾获科学碳目标倡议组织(SBTi)认证,但2023年因高效燃油飞机交付延迟和绿色燃料成本高昂而宣布退出SBTi,并放弃了这一2030年目标。尽管如此,新西兰航空公司仍重申2050年净零排放承诺,但强调在缺乏有效激励措施和政策支持的环境下,实现短期排放目标面临现实困难。类似调整正在多家航空公司中显现,汉莎航空公司将2030年SAF使用目标从10%下降至欧盟统一的6%,并宣布自2025年起提高欧洲航班票价以覆盖欧盟强制SAF配额带来的额外成本,涨幅在1~72欧元不等。与此同时,芬兰航空公司将长期碳中和目标从2045年调整为行业统一的2050年,同时重新设定了2033年碳强度降低34.5%的中期目标(以2023年为基准)。


政策倡导与行业协作是航空业推动低碳转型的重要着力点。欧洲航空业于2025年2月联合发布了更新后的2050年净零排放路线图,提出了具有针对性的一系列政策建议。在价格机制方面,建立差价合约制度,通过政府与生产商签订长期价格担保协议,稳定SAF市场价格;在供应体系方面,倡导建立订购与申报系统,允许航空公司通过金融工具购买SAF环境属性(如减排量),突破物理供应限制;在配额管理方面,建议将欧盟排放交易体系(ETS)下的SAF使用配额从2027年延长至2035年,并提高年度递增比例。这些建议旨在解决SAF市场面临的价格波动、可获得性和投资确定性等核心问题。与此同时,美国《通货膨胀削减法案》(IRA)提供的SAF税收抵免政策(最高0.462美元/ L)已被证实显著刺激了北美地区的SAF产能扩张,实施后美国SAF项目投资额大幅增长。然而,政策连续性风险日益凸显,美国新政府于2025年1月宣布暂停执行IRA部分条款以进行政策审查,导致多个在建SAF项目面临融资困境。这种政策不确定性显示出建立跨党派、跨任期的长期政策框架的重要性,也促使航空公司通过加强行业协作来共同应对转型风险。

 

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欧盟SAF订购与申报系统

   

创新商业模式正成为推动SAF规模化应用的关键驱动力。针对SAF市场长期存在的“鸡与蛋”困境,即航空公司因供应不足不愿承诺采购,生产商因缺乏订单难以融资建设,航空业开始探索创新解决方案。爱尔兰的威利斯租赁金融公司创新性地将飞机租赁业务与SAF生产相结合,利用其与全球120家航空公司的租赁业务关系,推动航空公司签订SAF长期承购协议,同时通过租赁模式分摊SAF生产设施的投资风险。威利斯租赁金融公司既提供融资支持,又直接参与SAF生产(目前正在英格兰东部建设PtL SAF精炼厂),形成了“租赁+燃料”的垂直整合商业模式。美国联合航空公司通过“生态天空联盟”模式联合企业客户共同承担SAF的绿色溢价及低碳航空燃料的采购成本,该计划允许客户通过购买SAF环境属性证书来抵消航务旅行碳排放,而美国联合航空公司则将这些资金定向用于SAF生产商的投资和长期承购协议。这些创新实践表明,通过重构产业链协作模式,可以有效缓解SAF推广初期的结构性障碍,为行业低碳转型提供可行路径。


机队更新策略与运营优化是航空公司应对SAF短缺的重要调整方向。新西兰航空公司已经通过订购波音787和空客A320neo等新一代节能机型推进机队更新,但受全球飞机制造商交付延迟影响,现有机队被迫延长服役时间,这一现实挑战促使航空公司更加注重通过运营效率提升来弥补机队更新滞后的影响。中国东方航空集团有限公司(中国东方航空)通过引入燃油效率更高、碳排放更低的新一代客机,成功打造了国际民航业机龄最年轻的机队之一;同时,中国东方航空还系统实施了辅助动力装置(APU)替代、地面车辆油改电、电子飞行包(EFB)等创新措施,2015—2019年燃油效率提升了4.5%。此案例证明,在SAF供应受限阶段,深度挖掘运营环节的节能潜力可有效缓解机队更新延迟带来的减排压力,为行业提供可复制的减排路径。


多元化技术路径的探索成为全球航空公司突破SAF困局的重大战略选择。在SAF尚未形成规模供应的背景下,多家航空公司正通过投资多种低碳技术来分散转型风险。新西兰航空公司计划于2026年前完成全电推进5座飞机的示范飞行,并与多家创新企业合作研发氢动力及混合电推进飞机技术。与此同时,易捷航空公司与空客公司、罗罗公司联合成立氢能航空联盟(HIA),计划合作开发氢动力飞机,同时还单独与罗罗公司合作测试使用氢气作为涡扇发动机燃料的氢能航空技术,以证明氢能有望自21世纪30年代中期起逐步成为多种机型的主流动力解决方案。此外,美国安飞航空公司积极推动混合电推进飞机发展,其Electric Eel飞机已成功完成2213km的飞行测试,油耗可降低50%~70%。这些案例共同表明,航空业正在通过多技术路线并行的方式,为不同航程、不同规模的航空运营构建低碳解决方案,以应对未来能源转型的复杂挑战。

 

促进SAF产业发展的建议


在深入剖析航空业减排承诺与SAF发展滞后的结构性矛盾,以及航空公司应对挑战所采取的战略措施后,一个关键问题愈发凸显:如何系统性破解制约SAF产业发展的多重瓶颈。当前,SAF产业正处于从示范阶段迈向规模化发展的关键转折点,亟须构建全方位的支持体系。这不仅需要突破单一技术或政策层面的局限,更要在全产业链协同、监管标准统一、市场机制完善和国际合作深化等维度形成合力。


完善全产业链支持政策是激活SAF市场的关键举措。为推动SAF产业突破当前发展瓶颈,必须构建覆盖原料供应、生产制造和消费应用的全产业链政策体系。当前SAF生产滞后的核心症结在于原料供应体系分散、生产成本居高不下,以及航空公司绿色转型缺乏稳定政策支撑。为此,政策制定者应加快建立废弃油脂等生物基原料的规模化高效供应体系。通过加强生物基原料回收企业资质认证、鼓励具备规模化加工能力的大型企业参与原料回收业务,以及优化产品标准和出口退税政策以管控废弃油脂出口并保障原料供应;通过资本补贴和税收优惠降低生产企业投资风险;同时实施强制掺混比例和消费端激励政策,为航空公司提供明确的市场预期。中国“十四五”民航绿色发展专项规划设定的5万t消费目标和《欧盟航空可再生燃料法规》的掺混要求已为此提供了实践范例,未来需进一步加强政策协同、细化配套财政支持政策以加速SAF商业化进程。


平衡环境目标与行业发展是政策设计的关键考量。当前国际经验表明,SAF政策必须纳入更广泛的航空业减排体系才能发挥最大效用。欧盟减碳55(Fit for 55)气候方案通过多管齐下的方式(包括修订欧盟排放交易系统、航空排放规则,逐渐取消航空免费碳排放配额,降低欧盟内部SAF的最低税率等多项措施)将SAF发展目标与排放交易体系改革、碳配额调整等政策有机结合,构建了较为完善的政策框架。中国“双碳”战略同样强调系统性减排,将SAF作为民航业低碳转型的重要组成部分,与空管效率提升、飞机技术革新等措施协同推进。运输与环境组织(T&E)的研究指出,航空运输量的持续增长可能抵消SAF的减排效益,因此政策设计需要建立动态评估机制,确保环境目标与行业发展保持平衡。


构建统一高效的监管认证体系是推动SAF市场健康发展的关键环节。当前全球SAF产业面临认证标准不统一、合规成本高昂以及技术标准滞后等挑战,亟须建立覆盖全生命周期的标准化监管框架。可加快建设符合本国资源禀赋和生产工艺的可持续认证体系,包括全生命周期碳排放核算方法、可追溯的原料数据库,以及评价标准、产品标准、认证规范体系、适航审定标准等规范,并推动国际互认。针对各地区认证标准差异导致的合规成本问题,可借鉴《欧盟航空可再生燃料法规》的实施经验,对PtL工艺合成燃料等技术要求引入弹性机制。同时可参考英国采取的阶段性过渡方案,为技术升级预留合理缓冲期。在标准制定方面,应持续完善适航审定体系,加强新型燃料与国产飞机的兼容性验证,为技术创新提供制度保障。


建立有效的价格发现与风险分担机制是解决SAF经济可行性的关键。现阶段SAF市场面临两大关键瓶颈,包括与传统燃料相比明显的价格劣势,以及产业链各环节较高的投资风险。为此,可借鉴欧洲航空业提出的差价合约模式,通过长期固定价格协议保障生产商收益稳定性;同时建立订购与申报系统,允许企业通过电子交易完成SAF配额,无需实际加注,从而降低物流成本,降低中小航空公司的参与门槛。美国通过IRA的税收抵免政策成功刺激SAF产能提升的实践表明,稳定的财政激励对产业发展至关重要。在成本补偿方面,建议引入碳定价机制或专项补贴政策,以弥补SAF与传统航油的价格差。中国正在探索将民航业纳入全国碳交易市场,并建立SAF碳证交易制度。


加强国际合作与技术共享是推动SAF全球发展的重要路径。当前国际SAF市场面临的一大挑战在于区域政策碎片化和技术路线分化。为此,建议在国际民航组织(ICAO)框架下完善碳抵消和减少方案(CORSIA),建立更加公平包容的全球SAF发展体系,特别是要关注发展中国家民航业的实际需求。在技术方面,中国已形成完整的生物航空燃料自主技术体系,从研发到商业化应用积累了丰富经验;欧盟重点发展的PtL工艺合成燃料技术与美国倡导的多元化技术路线各具特色;沙特等国家正在探索的绿氢与二氧化碳回收整合技术也展现出创新潜力。这些发展路径需要通过建立国际技术合作平台实现优势互补,避免研发资源浪费。


培育创新生态系统是推动SAF长期发展的关键支撑。当前SAF产业面临技术迭代缓慢和商业模式单一等挑战,可借鉴欧盟战略能源技术计划(SET-Plan)中加速低碳技术研发与部署的思路,加强技术研发投入,支持生物燃料从第一代向第三代技术升级,中国SAF制备技术从实验室研发到商业应用的发展历程证明了持续创新的重要性。同时推动产学研协同创新,可借鉴国际航空企业采用的数字化转型合作模式,在关键技术领域引入人工智能等前沿技术,如在货物服务、中断管理、零售产品、维护系统和机组人员运营等关键领域整合人工智能驱动的自动化和云技术以提升整体效率。同时,要注重专业人才培养,建立针对SAF产业的技能提升项目,培养复合型技术人才。在商业模式方面,可参考国际能源企业创新的金融解决方案,如燃料租赁等模式,降低中小企业使用SAF的门槛。

 

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促进SAF产业发展的多层次政策工具

   

总之,促进SAF产业健康发展需要政府、行业、学术界和民间社会的共同努力。政策制定者需要在充分理解SAF生产面临的真实障碍基础上,设计有针对性的干预措施;航空公司需要在调整转型步伐的同时,保持对长期减排目标的承诺;生产商需要加快技术创新,降低成本;投资者需要提供耐心资本,支持行业过渡。只有通过这种全系统的协作,才能解决SAF生产的困境,为航空业实现2050年净零排放目标奠定坚实基础。

 

结束语


推进SAF产业化进程具有深远的战略意义,其影响已超越航空业本身。作为连接传统能源体系与低碳飞行未来的重要桥梁,SAF的发展不仅将重塑航空业的能源结构,更将引领全球新能源技术创新和产业变革。随着规模化和市场化进程推进,SAF有望完成从示范应用到主流燃料的关键跨越。这一进程不仅关乎航空业净零排放目标的实现,更将为全球交通和能源体系转型提供可复制的解决方案,这需要各方保持战略定力,持续投入资源,共同推动航空运输的绿色革命。


(严慧玲,中国航发四川燃气涡轮研究院,助理工程师,主要从事航空动力科技情报研究)

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