可持续航空燃料产能扩张的现实挑战：全球与欧盟政策目标的差距分析

《Nature Communications》：The potential scale-up of sustainable aviation fuels production capacity to meet global and EU policy targets

为评估航空业减排关键路径——可持续航空燃料（SAF）的产能落地可行性，研究人员构建全球SAF产能数据库，量化了现有产能与政策目标的差距。研究发现，截至2024年仅24%的规划产能如期投产，2030年超40%项目面临延期风险。模型预测表明，即使以风光能源的迅猛增速为参照，全球及欧盟SAF产能仍将分别低于2030年目标42%与18%。该研究为政策制定者加速SAF规模化提供了关键数据支撑。

　　

随着全球航空业碳排放量占比攀升至2%-3%，且预期随航空运输量增长持续增加，行业面临严峻的脱碳挑战。航空作为“难减排”领域，其高度依赖高能量密度燃料的特性使得实现2050年净零碳排放目标尤为艰巨。可持续航空燃料（SAF）因其可直接替代传统航煤且无需改造现有基础设施，被国际民航组织（ICAO）视为实现航空减排目标的核心手段，预计将贡献至少60%的减排量。然而，SAF的生产仍受制于高昂的原料成本、转化技术瓶颈及较低的转化效率，其大规模商业化进程充满不确定性。

为厘清SAF产能扩张的实际潜力与政策目标间的差距，来自哈瑟尔特大学、华盛顿州立大学及麻省理工学院的研究团队在《Nature Communications》上发表了最新研究。该研究团队系统构建了全球SAF产能数据库（Global SAF Capacity Database），追踪了2013年至2024年间公开的SAF项目公告，并首次量化了全球与欧盟层面的SAF产能“实现差距”。研究发现，尽管企业公告显示到2024年全球规划产能达9.1 Mt年?1（欧盟为2.2 Mt年?1），但实际如期投产的产能仅占24%（欧盟为26%）。至2030年，全球公告产能虽高达38.9 Mt年?1，但超过40%的项目面临延期或取消风险。

研究进一步采用随机逻辑斯蒂技术扩散模型，结合历史类比（生物燃料/乙醇与太阳能/风能），模拟了SAF产能至2050年的潜在增长路径。模型参数考虑了初始产能（基于2025年预期产能与历史实现率）、增长速率（源自历史能源技术扩散数据）以及市场饱和水平（依据ICAO和欧盟ReFuelEU指令目标）。关键假设包括需求预期周期（投资者提前一年布局目标产能）以及线性增长的需求函数（全球2030年需23 Mt年?1，2050年需685 Mt年?1；欧盟2030年需2.8 Mt年?1，2050年需35.7 Mt年?1）。

全球SAF生产产能与实现差距

数据库分析显示，2024年全球运营的SAF设施集中于北美、欧洲和东亚，其中美国与西班牙各拥有4座。氢化酯类燃料（HEFA）技术路线主导当前及中期规划产能，预计到2030年将占全球累计产能的63%。然而，HEFA路线严重受限于原料可及性与可扩展性。欧盟地区的技术路线分布呈现差异化特征：2028年前HEFA占主导，之后动力转液体（PtL）技术公告产能显著增加，预计占2028-2029年新增产能的80%。PtL技术虽能有效规避生物质原料限制，但其发展面临技术成熟度低、生产成本高昂、绿氢与捕获CO?供应不足等挑战。

研究揭示的“实现差距”正持续扩大。2023年全球与欧盟的差距分别为4.04 Mt年?1和0.81 Mt年?1，2024年已扩大至6.92 Mt年?1和1.66 Mt年?1。项目延期或取消的主要原因包括技术运营挑战（如费托合成路线）、原料约束与市场竞争力不足（HEFA路线），以及技术不成熟与关键要素获取难（PtL路线）。

未来SAF产能部署的潜在规模

模型模拟结果表明，两种历史增长路径均无法完全实现政策目标。若遵循生物燃料/乙醇的增长轨迹，至2030年全球SAF产能中位数仅为7.4 Mt年?1，较ICAO目标（23 Mt年?1）低68%；至2050年产能中位数为169 Mt年?1，较目标（685 Mt年?1）低75%。即便采用太阳能/风能的迅猛增长模式，2030年全球产能中位数（13.5 Mt年?1）仍低于目标42%，2050年产能中位数（634 Mt年?1）存在7%的缺口。

欧盟情景相对乐观。若遵循其区域内太阳能/风能增长路径，2030年产能有望接近目标（90百分位数可达2.8 Mt年?1），2050年产能中位数（33.9 Mt年?1）与目标（35.7 Mt年?1）差距缩窄至5%。若将需求预期期延长至两年，差距可进一步降至3%。这表明强有力的区域政策与稳定的需求拉动对缩小产能差距至关重要。

研究结论与讨论

本研究通过构建全球SAF产能数据库与概率扩散模型，首次系统评估了SAF产能扩张的现实路径与政策目标的匹配度。核心结论指出，当前SAF产能的“实现差距”巨大且仍在扩大，预示短期内（2030年）全球及欧盟均无法通过现有发展路径实现减排目标。长远来看，达成2050年目标要求SAF产能从2025年至2050年保持年均23%的复合增长率，这一速率与1960-1986年全球核电产能的扩张速度相当，挑战巨大。

研究进一步揭示了产能扩张背后的深层约束：1）原料可及性瓶颈，2050年全替代化石航煤需约29.5 EJ的SAF，而全球可持续生物质潜力估计约52 EJ年?1，SAF需与航运、重卡等领域激烈竞争；2）资本支出高昂，按ICAO估算，至2050年全球累计投资需求约1.43万亿美元；3）PtL技术虽前景广阔，但其商业化进程受制于技术成熟度与绿氢/CO?供应链建设。

政策启示方面，研究者提出两项关键建议：其一，企业产能公告具有高度不确定性，政策制定需超越规划数字，着力破解项目落地的实质性障碍（如技术风险、原料保障、市场竞争力）；其二，应借鉴太阳能/风能成功的政策经验，通过稳定、可预期的需求拉动政策（如强制掺混指令、税收优惠、长期合约）降低投资风险，引导私人资本大规模进入。

综上所述，该研究为全球航空脱碳进程提供了关键的数据基准与决策支持，警示若不采取超常规措施加速SAF产能建设，航空业2050年净零排放目标将极难实现。