碳达峰目标下生物航油发展的战略思考和建议
王军锋、崔晓莹、于敬磊、胡华清
01
航空生物燃料发展对我国航空业碳达峰的重要意义
第一，有利于航空业落实碳达峰、碳中和目标的国家重大任务。目前“2030碳达峰”和“2060碳中和”已经成为我国经济发展的重要紧迫任务之一，也列入十四五时期重点应对问题。航空业也面临着要把碳达峰和碳中和目标作为发展的重大问题和核心任务来全面应对，给国家重大气候战略目标的落实提供有力支撑。航油的低碳化路径选择是航空业的未来发展战略的核心环节，它对于落实碳达峰和碳中和具有重要的战略意义。
第二，有利于支持我国航空业快速应对国际航空业低碳发展规则的新挑战。当前，欧盟实施的“清洁天空计划”将国际航空纳入欧盟排放交易体系（EU ETS），使得全球2000余家航空公司纳入名单。所有在欧洲运营的航空公司、包括欧洲和非欧洲国家，必须监测、报告和核实其排放量。2016年10月，国际民航组织（ICAO）通过的“国际航空碳抵消和减少计划”（Carbon Offsetting & Reduction Scheme for International Aviation，CORSIA）要求航空公司消除碳排放增长。具有碳中和特征的航空生物燃料发展思路是应对国际航空业新规则新挑战的重要路径。
第三，有利于提高国际竞争力、抢占主导地位。目前，国际民航组织和欧美等国包括美国航空管理局（FAA）、国际航空运输协会（IATA）、国际民航组织（ICAO）、飞机和发动机生产厂家、航空公司、传统的和新型油品公司等都在积极推动航空生物燃料，力图在全球相关产业、技术、贸易等方面，成为新规则的制定者和主导者。据国际航空运输协会（IATA）预测，航空生物燃料将达到全球航油总量的30%。因此，提前布局航空生物燃料产业化发展，对于抢占技术高地，提高国际竞争力具有重要意义。
第四，有利于支持我国航空业在新时期打造绿色低碳的新领军者。中国提出的碳达峰和碳中和目标，将会全面推动新时期交通运输的主力军——航空业的升级改造浪潮。作为未来航空业的关键支撑，飞机燃料动力的清洁和低碳化选择是重中之重，它的产业化将会引领未来航空业新发展，对于打造绿色低碳新领军者也具有重要的意义。
第五，有利于支持我国在一带一路和南南合作开拓新领域。通过航空生物燃料原料生产的跨国供应链建设，拓展新的合作领域和建立新的交流平台，服务我国一带一路和南南合作领域工作的开展。
02
航空生物燃料国内外发展现状
油脂基生物航油技术和应用条件在国外都已成熟。目前生物航油的原料来源主要包括动植物油脂、木质纤维素、糖和淀粉类等。动植物油脂基航油，能量密度高、分子结构与航油接近、与化石航油掺混度高（达50%），发展潜力较大，是当前可持续航空燃料重要的鼓励来源。其工艺大都是当前石化产业成熟的“油脂加氢路线”（HEFA路线），目前它已通过ASTM D7566认可的非石油基航煤生产路线（2011年）。采用该路线的生物航煤（HEFA-SPK）已在多国完成了试飞、建有工业化装置、开展了商业化应用，主要采用棕榈油、菜籽油、餐饮废油等原料生产。
国情决定了“非粮原料的油脂基航油”在我国具有非常好的应用前景和战略意义。目前我国民航局也仅批准了采用该路线生产的生物航煤产品（HEFA-SPK）。中石油、中石化公司投入数亿，分别采用小桐子、棕榈油、地沟油等生产航油。2011年，中石油公司委托美国UOP公司生产小桐子航油后完成了国航试飞。2013年、2015年，中石化公司开发生产了“棕榈油+地沟油”为原料的航空生物燃料，分别完成了东航、海航试飞。但短期来看，无论是小桐子、棕榈油和“地沟油”，都难以规模化稳定供应。
决定油脂基航油能否大范围推广的关键，一是原料能否规模化供应，二是产品的经济性。
从上表看，属于非粮油脂基原料的蓖麻展现出较大优势，在我国未来的生物航油产业发展中具有战略意义。蓖麻在我国以及金砖、东盟、中亚、非盟等国家和地区有广泛的种植空间，适于“就地种植、就地加工、就地加注”，易标准化，利于我国输出成套技术、国内外协作协同发展。航科院、民航二所等单位都调研了蓖麻航空生物燃料技术，认可其发展优势。
03
推进生物航油产业化面临的关键问题
第一，生物航油在未来我国航空动力燃料中的战略定位不清晰，亟待从顶层进行规划和设计；
第二，面向碳达峰和碳中和目标，一个清晰完整、可操作的生物航油产业发展路线图急需从顶层开始布局和规划设计；
第三，如何使生物航油成为具有竞争力的航油产品，推进生物航油产业的加快培育和发展壮大，仍需通过扶持政策体系建设来保障；
第四，国内生物航油科技研发资源较为分散，需要对其进行系统整合，高起点建立具有国际竞争力的技术研发体系；
第五，生物航油的规模化生产技术集成创新和应用示范，需要国家科技部门加大投入；
第六，生物航油产业链的规模化发展是产业化的关键，商业模式需要创新；
第七，生物航油的适航相关工作进展与未来需求快速发展不匹配。
04
生物航油规模化应用的推进路径思考
一是，构建多元化原料的生物航油技术集成创新体系。支持油脂基航油等纳入科技部重点研发计划（纤维素基航油于2018年已纳入），形成“油脂基技术+纤维素技术”航空生物燃料多元化发展格局。建议相关主管部门，集成“政研产用”及空军等优势力量，支持创建具国际领先水平的“煤基航空生物燃料技术创新中心”、“纤维素基航空生物燃料技术创新中心”、“非粮油脂航空生物燃料技术创新中心”等国家科技级创新平台，形成多元化航空生物燃料技术研发路线并驾齐驱的格局。加大对具有自主知识产权的、面向多元化原料的油脂基航空生物燃料生产成套技术的技术支持。
二是，加大支持生物航油工业化示范工程和生产示范基地建设。加大支持创建“煤基航油”、“纤维素基航油”、“油脂基航油”生产示范基地，开展规模化油脂基航油工业化示范性生产线，尤其是年产50万吨以上工业化生产线和年产千吨以上的配套专用高效催化剂生产线。
三是，鼓励覆盖生物航油全供应链产业联盟的创建。鼓励由国内航油供应企业牵头，集成相关科技研发平台、生产基地及政研产用资（绿色金融、产业基金）等航空生物燃料产业发展资源，建立产业联盟，加快推动相关标准制定、成套技术研发、应用示范（民航、空军等）等配套工作开展。
四是，尽快开展生物航油适航和示范相关工作。建议航空主管部门尽快制定航空生物燃料适航的工作计划，推动相关单位和机构完成蓖麻等生物航煤的适航审定认证、燃料可持续性认证等工作，尽快建立支撑商业化应用所需的航空生物燃料技术数据信息。鼓励国内航空公司在全球率先设立商业化航空生物燃料应用的碳中和示范航线等
五是，提前布局生物航油跨国供应链的建设。联合“金砖”和中亚（以蓖麻油、亚麻荠油、小桐子油为主）、东盟（以蓖麻油、棕榈油为主）、非盟等生物航油原料产区，建设生物航油跨国供应链；输出“航空生物燃料生产技术整体解决方案”，包括成套技术工艺包、高效催化剂、生产装备、高产种植及联产技术等；开展就地加工、供应当地机场，引领国际航空减排。
05
生物航油规模化应用的政策建议
第一，建立绿色燃料发展与管理的部门协调机制。建议由国家航空主管部门牵头、建立航空绿色燃料发展与管理协调机构，负责协调各部委，推动顶层设计，推动建立标准化的航空生物燃料调和、储运、供应体系，建立多元化、标准化、规模化的生物质原料可持续供应体系，加快航空生物燃料管理和产业的可持续发展。
第二，做好产业体系的规划和政策设计。建议国家航空主管部门组织相关单位和专家，研究编制我国航空生物燃料产业发展顶层规划，提出产业发展路线图。加快研究制定包括航空生物燃料商品定价、市场化运行前期的生物航油产业化引导扶持及应用推广政策。
第三，衔接好碳达峰和碳中和目标。建议国家航空主管部门尽快组织相关部门、高校和科研机构，开展航空生物燃料产业发展对国家碳达峰和碳中和目标的影响和贡献的专题研究，提出配合航空业碳达峰和碳中和目标的航空生物燃料发展目标和思路。建议围绕碳达峰2030年和碳中和2060年两个时间点，设置航空生物燃料发展目标，并考虑在十四五期间设立2021-2015年阶段目标。
本报告已提交给相关部门决策参考。
作者简介
王军锋 南开大学循环经济与低碳发展研究中心
崔晓莹 南开大学蓖麻工程研究中心
于敬磊 中国民航科学技术研究院
胡华清 中国民航科学技术研究院
智库简介 /Introduction/
南开大学循环经济与低碳发展研究中心为天津市高校人文社科重点研究基地，天津市高校智库。主要从事能源环境政策、资源循环管理政策、应对气候变化与政策的跨学科创新研究与智库平台。
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