人工合成可持续航空燃料(SAF)的四大核心技术路径

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人工合成可持续航空燃料(SAF)的四大核心技术路径

2026-01-05


随着全球航空业碳中和的脚步日益加快,可持续航空燃料Sustainable Aviation Fuel,以下简称为SAF)被普遍认为是未来数十年最可行、最具规模化潜力的航空脱碳路线。无论是欧盟ReFuelEU Aviation的强制掺混要求,还是2024年中国12个航班正式加注SAF燃油,都让SAF成为航空业实现净零的关键抓手。


如今,行业惯用三条路径推进SAF的研发与应用:酯类和脂肪酸类加氢工艺(HEFA)、醇喷合成工艺(ATJ)、以及费托合成工艺(FT)。三者各有优势,却都面临不同程度的原料与成本瓶颈。然而随着行业逐步迈向“深度减排”和“零原料限制”的目标,电转液工艺(PtL)正成为全球共识中的最终发展方向。


本文将从技术、原料、成本与规模化能力等维度,对行业的路径进行介绍,并重点阐述为什么PtL会以其颠覆性潜力,成为我们公司研发的核心方向      






HEFA

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成熟但受限的过渡路线

酯类和脂肪酸类加氢工艺(HEFA)目前是全球商用规模最大的SAF工艺之一,其技术原理是通过对回收油脂(以餐厨废油、植物油、动物脂肪等为原料)进行加氢处理,直接转化为航空燃料,具有技术成熟度高、产品质量稳定的显著优势。在该领域,霍尼韦尔UOP公司是行业内的代表性企业。
但行业内普遍认为,尽管HEFA的合成技术已相对完善,其原料供应却存在不可突破的天花板,主要原因包括:


  • 全球废油脂资源有限
  • 与食品、农业体系存在潜在竞争
  • 原料价格波动明显

因此,HEFA更类似于当前的解决方案,而非未来的终局方案。





ATJ

02

多元化原料,但仍处于早期示范阶段


醇喷合成工艺(ATJ)技术的最大亮点在于可将乙醇为统一中间体,接入多类型的原料,最终转换为SAF。以美国LanzaJet旗下的CirculAir™技术为例,其可通过多种路径制备乙醇:


  • 利用废糖类进行生物发酵制乙醇 
  • 利用木质生物质进行热解制乙醇
  • 利用城市固废及工业废气进行气体发酵制乙醇


LanzaJet流程示意图


ATJ的核心优势在于原料来源广泛,且不与粮食争夺耕地资源,具备一定的可持续性。但目前其商业化进程仍停留在示范规模阶段,主要限制因素包括:


  • 乙醇收储与质量不稳定
  • 转化效率仍较低
  • 生产链条长、成本高


因此,尽管 ATJ 是一条具备规模化潜力的技术路径,但距离真正实现大规模商业化应用,仍有较长的发展周期。




FT

03

工程复杂度高


费托合成工艺(FT)是通过生物质/固废制合成气,再经费托合成得到合成原油,技术原理成熟,但其商业化难点在于:


  • 前端合成气制备成本高
  • 气体净化流程复杂
  • 工程集成度高、投资额大

因此,FT虽然在理论上可实现大型化,但短期内仍局限于示范项目。目前,庄信万丰&英国石油正专攻这条路线。

庄信万丰&英国石油的FT工艺示意图




PtL

04

全球公认的终极路线


电转液工艺(PtL)路线以绿电为能源,直接空气捕集(DAC)获得碳源,电解还原CO₂CO并电解制取绿氢,再进行费托或加氢反应得到航煤等烃类和醇类燃料。在所有技术路径中,PtL技术因其不受原料限制和极低碳足迹的特点,被全球寄予厚望,代表着SAF制取技术的最清洁、最先进方向。碳生万物选择以空气源PtL为研发核心,基于以下优势:


1.原料无限

与其他路径不同,碳生万物的空气源PtL采用的仅有两种原料:


  • 空气

无论全球人口增长、农业结构变化或固废政策如何调整,空气源PtL都不会受到供应端制约。这意味着空气源PtL是最具潜力能够支撑全球民航业全面脱碳需求的路线。


2.碳减排能力最强:真正的全生命周期净零

由于空气源PtL的碳源来自直接空气捕集(DAC),其生命周期排放可以降至接近零。目前,空气源PtL被政策视为最高等级的SAF。


因此,空气源PtL以低廉的成本、稳定的原料源、可规模化部署的优势作为中长期解决方案 ,有望成为SAF合成的关键技术路径。预计到未来,SAF的需求将保守估计达到1/2;其中e-SAF占比将达3/4。

我们的空气源PtL研发与规划


目前,我们的研发中心正在采用最新DAC技术(溶液法和固态法)+CO₂电解还原技术(纤维电极反应器)实现空气源CO₂向高值化产品转化。目标实现大幅成本突破,并通过模块化工艺布局,保障运营与扩张的灵活性,未来建成全球标杆项目。 我们的国内首套闭环工艺百吨级中试平台采用双线路同步迭代,快速筛选最优工艺,并通过投资+自研+联合开发进行技术整合,实现产业链闭环及100%本地化。


我们将于25年底前完成百吨级项目建设,并计划于26年同步放大,进行千吨级验证,27年进行万吨级的商业化应用,28年开始进行海外项目开发。



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