В прошлом месяце в отчете "Глубокий анализ: только выросли листья у рано выросшей лилии: путь продвижения устойчивого авиационного топлива (SAF) на китайском рынке", опубликованном компанией Роланд Берг, было показано, что устойчивое авиационное топливо (SAF) имеет важное значение для сокращения выбросов в авиации и оказывает влияние на процесс карбонизации авиационной отрасли в мировом масштабе. Авиационная индустрия признана отраслью, в которой сложно достичь снижения выбросов, но отчет показывает, что устойчивое авиационное топливо (SAF) - это коммерческий инструмент, способный в ближайшее время снизить интенсивность выбросов при авиаперелетах.

Существует множество способов достижения цели декарбонизации авиационной отрасли, включая увеличение эффективности использования топлива, использование устойчивого авиационного топлива (SAF), углеродный компенсационный механизм, использование новых систем электропитания и гибридных двигателей, а также использование водорода. Среди них использование устойчивого авиационного топлива является основным методом декарбонизации в ближайшие 30 лет, а также самым прямым способом его применения на существующих самолетах. По прогнозам консультационной компании Ассоциации международной авиационной промышленности, к 2030 году глобальный рынок SAF превысит 18 миллионов тонн, cтоят десятки миллиардов долларов. 

Устойчивое авиационное топливо (SAF) - это альтернативная жидкая топливная продукция, которую можно использовать напрямую. По сравнению с традиционным авиационным топливом, в зависимости от выбора сырья и технологии производства, устойчивое авиационное топливо (SAF) может снизить выбросы углерода на 85% как максимум. Устойчивое авиационное топливо обладает характеристиками "устойчивости", включая то, что сырье не влияет на сельскохозяйственные культуры или водоснабжение, не приводит к вырубке лесов или обеднению почвы, а также возможность переработки углерода, хранящегося в биомассе. На данный момент устойчивое авиационное топливо производится из таких ресурсов, как лесные остатки, сельскохозяйственные отходы, использованное пищевое масло и городские твердые отходы.

Четыре технологических процесса, которые могут привлечь внимание промышленности и расширить масштабы：

К апрелю 2023 года Американское общество испытаний материалов (ASTM) одобрило девять технологических процессов， Процесс PtL с огромным потенциалом сокращения выбросов и неограниченным количеством сырья, поставляемого в течение длительного времени, все еще находится в стадии утверждения. 

На представленной выше схеме показано, что производственные пути биологического SAF включают в себя следующие: производство SAF с использованием гидрированных масел, производство SAF на основе биологического метанола / этанола, производство SAF синтезом Fischer-Tropsch на основе биомассы и производство SAF с использованием прямого захвата углерода из воздуха и электролиза воды. Все эти технологические пути являются практически выполнимыми на глобальном уровне.

Среди четырех технологических путей HEFA является единственным в настоящее время зрелым путем, который реализован в коммерческой эксплуатации, и производит SAF путем гидрирования растительных и животных масел. Основные химические реакции：

l  Жидкофазная реакция

Декарбоксилирование: R-COOH R-H+ CO2(g)

декарбоксилирование: R-COOH R'-H+ CO(g) + H20(g)

R-COOH+H2(g) R'-H+ CO(g) + H20(g)

Гидрирование: R'-COOH+3H2(g) R-CH3 + 2H20(g)

"R" представляет собой ненасыщенный прямоцепочный алкильный радикал, "R" представляет собой насыщенный прямоцепочный алкильный радикал.

l  Газофазная реакция

Метанизация: CO2 + H2CH4 + 2H20

CO +3H2 CH4 + H20

Преобразование водного газа: CO +H20H2 + CO2

Однако из-за того, что источники сырья для HEFA-маршрута (такие как канализационное масло) распределены децентрализованно, высоки затраты на сбор и обработку канализационного масла, дальнейшее расширение производства не имеет экономической целесообразности, и рост производственных мощностей ограничен. Компания Sinopec представила детали разработанной ими самостоятельно технологии производства биотоплива для авиации. Кратко описанная схема процесса следующая:

Этот процесс позволяет масштабированно производить биотопливо из различных видов отходов, таких как канализационное масло и прочие пищевые отходы, и впервые был внедрен на Заводе по переработке сырья в компании Sinopec в Чжэнхайском районе, где ежегодная проектная мощность составляет 100 тысяч тонн биотоплива. С одной стороны, HEFA-процесс использует широкий спектр сырья (в основном пищевые отходы, растительные и животные масла), однако оно содержит серу, хлор, металлические элементы и большое количество примесей жирных кислот, которые требуют удаления,bсе это нужно убрать!. С другой стороны, содержание кислорода в канализационном масле слишком высоко, что непосредственно влияет на активность и стабильность катализатора в процессе переработки.

Не менее интересна ситуация с технологией ATJ, основанной на использовании биоэтанола, где затраты на закупку сырья низкие, но сам биоэтанол содержит большое количество кислорода, который необходимо удалять в процессе рафинирования. Серия технологий по разделению, предложенная компанией DODGEN, эффективно решает проблемы очистки, с которыми сталкиваются процессы HEFA и ATJ, что способствует прорыву в производственных мощностях SAF и ускоряет коммерциализацию этого топлива.

“технология дистилляции DODGEN”

Согласно анализу инвестиционной компании YunDao Capital, процессы FT и ATJ, благодаря широкому спектру источников сырья (включая сельскохозяйственные и лесные отходы, муниципальные твердые отходы, промышленные отходы и т. д.) и низкому энергопотреблению, стали новыми фаворитами производителей устойчивого авиационного топлива (SAF) в недавнем времени, и они имеют потенциал постепенно перейти от испытательной стадии к коммерциализации.

Путь PtL ограничен дорогими технологиями улавливания углерода и электролизом воды для производства водорода, поэтому его коммерциализация пока далека. Тем не менее, по сравнению с традиционным авиационным топливом, он обладает самой высокой эффективностью снижения выбросов и огромным потенциалом, и в долгосрочной перспективе, при условии активной государственной поддержки, он может стать основным технологическим направлением.

В целом, производство устойчивого авиационного топлива в настоящее время остается ограниченным, и нельзя гарантировать, что конечные пользователи всегда смогут получить доступ к SAF через существующие сети поставок.

Потенциал производства устойчивого авиационного топлива (SAF) в Китае и процесс его развития

Китай обладает достаточным сырьевым потенциалом для производства устойчивого авиационного топлива (SAF), однако требуются инновационные решения для разработки технологических процессов и увеличения производственных мощностей.

В 2022 году глобальное производство устойчивого авиационного топлива (SAF) увеличилось вдвое и достигло примерно 300 миллионов литров (240 тысяч тонн). Объявления о проектах потенциальных производителей SAF быстро увеличиваются. Ведущие отраслевые компании, такие как Honeywell, ExxonMobil, Shell, Zhenxun Wanfeng, Sinopec, Total, bp, Neste, KBR, Chevron, Topsoe, World Energy и другие, из разных стран активно развиваются в глобальной цепочке производства SAF.

14 ноября 2023 года Китайская Национальная Электроэнергетическая Инвестиционная Группа (далее - "Национальная Электроэнергетическая Инвестиционная Группа") и компания Airbus (далее - "Airbus") подписали письмо о намерениях о сотрудничестве. Обе стороны намерены сотрудничать в области цепочки производства устойчивого авиационного топлива (далее - "SAF топливо") и поставок возобновляемой энергии с целью содействия устойчивому развитию авиационной индустрии. Согласно письму о намерениях, обе стороны намерены сотрудничать во всех ключевых аспектах цепочки производства SAF топлива, включая новые технологии, производство, сертификацию и продвижение, с целью создания цепочки производства SAF топлива, соответствующей международным стандартам, стабильной и эффективной, обеспечивающей устойчивое развитие.

По данным компании Golden Alliance Data, после почти года развития и промышленного планирования текущая планируемая/в строительстве мощность проектов по производству устойчивого авиационного топлива (SAF) внутри страны составляет примерно 313,02 миллиона тонн в год.

Заключение:

Китай располагает достаточными ресурсами для производства устойчивого авиационного топлива, что предоставляет огромный потенциал для его устойчивого развития в данной области. С увеличением спроса на SAF его коммерциализация продолжает ускоряться, способствуя развитию технологий по всей цепочке производства. Компания DODGEN готова сотрудничать с заинтересованными сторонами в сфере технологий для совместного развития индустрии SAF.