如果要實現2050年的凈零排放目標，航空業必須在未來幾十年克服一些重大挑戰。國際航空運輸協會（International Air Transport Association，簡稱IATA）估計，屆時，航空公司將運送100億名乘客，是2019年疫情前40億人次的兩倍多。該行業主要寄望於發展永續航空燃料以實現其凈零目標。IATA預計，到2050年，此類燃料將提供該行業65%的減排量。
中國是繼美國之後的第二大航空市場。根據國際潔淨運輸理事會 （International Council on Clean Transportation，簡稱ICCT） 發佈的一篇分析，2019年中國航班排放了1.03億噸二氧化碳 （MtCO2），佔全球航空排放量的13%。雖然目前航空業碳排放僅佔中國整體碳排放的1%左右，但是中國傳統重工業（如鋼鐵水泥）所造成的碳排放已進入平原期並預計在未來十年左右開始下降，而正處於持續增長期的航空業佔中國總排放量的比例將會增加。在疫情之前發表的一篇研究論文預測，到2050年，中國民航的排放量將達到5.16億噸，是2019年的五倍。
目前，永續航空燃料行業在中國仍處於發展初期。2022年年底，北京大學能源研究院發佈報告指出，中國的永續航空燃料生產頗具潛力，其原料（比如廢棄油脂、農林業廢棄物、城市有機固體廢棄物等）在國內分佈較廣，可利用量大。但由於國家層面缺乏明確的高層級政策，供需市場還沒有被啟動，同時，該行業在投資和擴大產能、生產技術商業化、降低成本等方面還存在著一定障礙和瓶頸。
什麼是永續航空燃料？
永續航空燃料是一種用於商業航空的液態燃料，一般指由各種可重複獲得的原料（生物原料或合成原料）經過化學反應生成的化石燃料替代品。比起傳統化石燃料，它可以減少80%甚至更多的二氧化碳排放，具體取決於技術、原料和運輸方式。永續航空燃料的好處在於，產品可以直接摻混在化石燃料中（摻混比例一般被要求不超過50%），不需要對機場基礎設施或飛機進行任何重大改動。從技術角度來說，未來實現100%使用永續航空燃料，並不存在太大難度。
根據美國材料試驗協會（American Society for Testing and Materials International，簡稱ASTM International）的標準，商業生產永續航空燃料有9種方式。中國已經投入生產和預計投入生產的專案均採用氫化酯及脂肪酸（Hydroprocessed Esters and Fatty Acids，簡稱HEFA），即將動植物油、廢油或者脂肪透過氫化加工提煉成航空燃料。該技術路線已處於成熟水準，全球大多數永續航空燃料的生產採用此技術。
費托合成（Gasification/Fischer-Tropsch，G+FT）也令全球主要燃料供應商特別關注。該工藝已被應用在大型的天然氣液化和煤炭液化設施中。考慮到永續性，利用 G+FT 工藝路線生產 SAF 產品，要求原料不能是化石原料，而是生物質、城市固體廢物或工業廢物等。
用電轉液體技術（Power to Liquid，簡稱PtL）最具減排潛力：由電解水產生氫氣，再與CO2合成轉化為碳氫化合物燃料。電解水過程可以通過光能和風能提供電力，同時對從其他途徑捕集來的CO2加以利用。理論上來說，PtL生產航油在全生命週期內最高可實現99%-100%的減排。 但該技術仍在起步階段，離商業化和規模化仍有一段距離。
據IATA估計，為了在實現航空業2050凈零排放，永續航空燃料的應用量需達到4490億升（約3.58億噸），而這個數值在2020年僅是5萬噸。
儘管凈零目標雄心勃勃，但IATA承認航空業無法從源頭上完全消除排放，需要使用各種抵銷機制來減少其餘排放。國際民航組織於2016年通過了國際航空碳抵消和減排計劃（Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation，簡稱CORSIA）：如果航空公司的碳排放超過了2020年水準，該公司必須從其他部門購買減排量，以補償自身碳排放的增加。此外，他們還可以使用「符合CORSIA標準」的永續航空燃料。
然而，CORSIA的可信度遭到了大量的質疑，因為該計劃無法保證航空公司為抵消其排放而購買的碳信用額度是高品質的。2021年的一項調查發現，航空公司使用的森林保護碳抵消市場存在嚴重的可信度問題，專家警告該系統存在缺陷，可以產生沒有氣候效益的信用額度。
IATA設想隨著永續燃料等新技術的普及，對碳抵消的需求將會減少。但是65%的凈零目標需要透過使用3.8億噸永續航空燃料實現，而CORSIA並沒有一份推廣永續燃料的周全計劃。想要實現這種規模的增長，航空業面臨著多重挑戰。
成本高
發展永續航空燃料面臨的最大阻力之一就是成本，包括技術成本和環境成本。據ICCT的分析，總體而言，不同技術路徑生產永續航空燃料的成本是當今噴氣燃料價格的2~6倍。由於燃料成本占整個民航業運營成本的25%~40%，使用永續航空燃料替代當前的化石燃料，勢必會增加航空公司的營運成本，因此航空公司也許會更願意購買碳抵銷，而不是投資永續航空燃料。
此外，航空業還在從疫情帶來的乘客減少的影響中恢復。2021年中國航空業完成旅客運輸量4.4億人次，比2020年增長了5.5%，但是較疫情前（2019年）的水準下降了33%。航空公司面臨著巨大的生存壓力。不難想像，這會進一步影響航空公司推進永續航空燃料的意願和進度。
另一個需要關注的問題是環境成本。僅使用符合ASTM技術要求的燃料產品並不能保證其永續性，永續航空燃料產品仍需滿足業界認可的永續認證，如國際永續發展與碳認證系統（International Sustainability & Carbon Certification，簡稱ISCC）和永續生物材料圓桌會議認證（The Roundtable on Sustainable Biomaterials，簡稱RSB），透過生命週期分析證明整體碳排放量減少。
ICCT報告顯示，在上述的主流技術路徑中，HEFA燃料的生產成本是最低的，但並不是所有HEFA燃料都能夠減少溫室氣體排放。燃料來源不同可能效果迥異：甘蔗或棕櫚油等油籽生產燃料不僅成本高於石油噴氣燃料，而且生命週期上會產生更多的溫室氣體排放。 此外，直接使用植物油為原料生產燃料，會對糧食安全造成壓力，且可能造成土地利用方式變化（如導致森林砍伐）。
歐盟於2018年修訂了《再生能源指令》，計劃到2030年逐步淘汰棕櫚油，以及大多數以糧食為原料的第一代生物燃料。為了應對歐盟此舉對經濟的影響，棕櫚油的主要生產國印尼和馬來西亞積極擴大對印度和中國的出口。2022年，中國國有企業投資60億令吉（約4100億992萬新台幣）在馬來西亞生產加氫植物油和永續航空燃料。
產業鏈有待打通
北京大學能源研究院的報告估計，中國目前HEFA技術路線下的永續航空燃料產能為15萬噸／年，而2021年中國航油消費量為2647萬噸。總體來看，中國永續航空燃料供應量規模還小，遠不能滿足航空業巨大的碳減排需求。
但是生產永續燃料絕非易事。中國石油化工股份有限公司鎮海煉化分公司（簡稱鎮海煉化）是中國最早展開永續航空燃料系統性研發和生產的企業。他們2022年6月首次生產出了永續航空燃料，其生物燃煤工業裝置每年可以處理10萬噸餐飲廢油。鎮海煉化發展科技部科技室主任黃愛斌總結道，從生產企業的角度來看，迄今為止中國的永續航空燃料產業鏈尚未建成，主要是受到生產成本高、原料供應穩定性和市場需求連續性的阻礙。
從永續的角度來說，中國所使用的HEFA工藝最理想的原料是餐飲廢棄油，也就是我們俗稱的「地溝油」。由其作為原料生產的永續航空燃料產品不僅成本低，而且符合永續要求：既不與糧食作物或水供應競爭，也不會造成森林退化或生物多樣性方面的損失。
國內規模大、處理水準比較高的工廠一般都將預處理過的地溝油出口至歐洲等地區。中外對話的一篇文章解釋過，運輸和加工的高成本意味著用廢食用油製成的生物柴油比標準柴油成本更高。如果政府不給予補貼，燃料製造商就沒有動力購買它。這就是為什麼除了作為燃料或工業原料的一些有限應用外，中國的大部分生質柴油都出口到歐盟。
國內生產生質柴油（尤其是生產加氫植物油，也稱為第二代生質柴油）的企業也可以過渡到永續航空燃料生產。報告估計，如果將中國現有及規劃的第二代生質柴油產能進行改擴建用以製備永續航空燃料，加上目前已有的產能，預計2025年SAF的總潛在產能可達 205萬噸，供應量屆時可達中國當年航油總消費量的4.5%。
不過，中國目前對符合國家標準的生質柴油執行免徵消費稅和70%加值稅即徵即退政策，鼓勵企業生產。反觀SAF行業，目前尚沒有針對性的扶持措施，企業難以有動力轉換生產永續航空燃料。
黃愛斌表示，餐飲廢油的收運費用高，因此使用其作為原材料有很強的地域性，中石化正計劃在不同區域布局工廠，但是未來是否會進一步加大投入，還需視市場需求而定。「只有在航空公司有穩定需求、能夠持續下訂單的情況下，這套設備的生產才有經濟性可言」。
然而從航空公司的角度來說，雖然民航局在《「十四五」民航綠色發展專項規劃》中提出到2025年永續航空燃料消費量達到5萬噸的指標，但是航空公司完成該指標的路徑措施尚不明朗。正如報告指出的，「中國航空公司大部分屬於國有企業，一般會根據中央政府的相關政策和規劃，才會統一落實永續航空燃料相關工作。」
迄今為止，國航、東航和海航都進行過永續航空燃料的相關飛行活動。不過，在這些試飛後中國的航空公司並未趁熱打鐵加大力度推行商飛。香港國泰航空行動則相對積極，已經承諾到2030年將永續航空燃料使用量提升至總航油消耗量的10%。
國泰航空的氣候變遷總監邢子恆在記者會上表示，航空公司使用永續航空燃料所產生的溢價可以和乘客分攤，尤其是加入科學碳目標倡議（The Science Based Targets initiative，簡稱SBTi）、承諾減少碳排放的企業大客戶。SBTi支持企業使用不同方法設定碳目標，並對企業設定的目標進行驗證。SBTi的航空指南明確表示，商務旅行是金融機構、專業服務公司等組織最大、最重要的排放類別之一。指南列出的減排方案包括減少旅行、轉變出差方式（乘坐高鐵而不是飛機）以及乘坐使用永續航空燃料的航班等，因此這些企業客戶願意為更環保的航空旅行支付額外費用。
需要政策引導
航空業亟需政策干預來建立永續航空燃料市場，激勵大規模投資可持續航空燃料生產，以及技術路線的商業化。
在歐洲和美國，政府均設定了具體的摻混指令要求。比如，ReFuel 歐盟航空倡議（ReFuel EU Aviation initiative）提議所有從歐盟機場起飛的航班都要摻混一定比例的永續航空燃料，從2025年的2%開始，到2030年達到5%，並預計2050年達到63%。拜登政府新公佈的永續航空燃料政策提出通過支持生產商，到2030年將永續航空燃料的產量提高到至少30億加侖／年（約400萬噸）。
永續航空燃料產業在中國目前並沒有系統性的頂層規劃。北京大學能源研究院特聘研究員楊富強告訴中外對話，民航局應該制定一個硬性規定，哪怕只是要求1%的航空燃油必須使用永續航空燃料，就能夠帶動整個行業運作起來。產業鏈打通後再逐漸提高永續航空燃料的摻混比例，發揮其減排潛力。而針對航空旅行的成本問題，他認為可以在比較擁擠的航線上或者對商務艙的旅客收取更高的費用，進行價格調控。
考慮到其原料供應有所限制，長期來看，HEFA路線的整體產能不會出現迅猛增長。相較之下，G+FT技術以農林廢棄物、城市固體廢棄物和工業廢棄物為原料，PtL技術幾乎不需要擔心原料問題，一旦技術日趨成熟，就能夠擴大產能。
楊富強認為，從中長期的角度看，PtL路線不僅減排潛力顯著，而且不用擔心原料問題。在中國有豐富的可再生能源資源的情況下，如果能夠獲得足夠的政策支援，並通過規模效應和技術突破，實現成本的大幅下降，有望成為航空業減排的最佳方案。
楊富強也期待航空業能夠納入中國的碳市場交易，激勵航空公司透過轉向低碳永續燃料實現減排。2011年碳排放權交易地方示範區工作在7個省市啟動，其中上海是國內唯一一座把航空業納入碳交易的示範點城市。而全國碳排放交易體系於2021年開始投入運行，目前只納入了電力行業一個行業。國家發展改革委2016年的一份檔案提出，全國碳排放權交易市場第一階段將涵蓋航空等重點排放行業，不過政府目前尚未公佈實現上述計劃的具體措施。
※本文轉載自中外對話〈中國航空業減排：可持續燃料潛力幾何？〉
