综述：可持续航空燃料（SAF）生产技术评估：从技术成熟度到在安哥拉的实施潜力

《South African Journal of Chemical Engineering》：Assessment of Sustainable Aviation Fuel (SAF) Production Technologies: From Technological Maturity to Implementation Potential in Angola

　　

航空脱碳需求的增长增加了对可持续航空燃料（SAF）作为传统喷气燃料低碳替代品的兴趣，尤其是在安哥拉等资源丰富的国家。本研究通过遵循PRISMA 2020指南的系统文献综述，识别并评估了最适合安哥拉的SAF生产技术。研究人员从主要科学数据库中检索相关研究，并根据预设的纳入标准进行筛选，优先考虑包含技术经济评估（TEA）和生命周期评估（LCA）的研究。分析聚焦于五种生产路径：加氢处理酯与脂肪酸（HEFA）、费托合成（FT）、醇喷气燃料（ATJ）、炼油厂共处理以及电转液（PtL）。研究人员使用集成的层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS）框架对所选研究进行协调和评估，考虑了与安哥拉相关的技术、经济、环境、基础设施、原料和社会经济标准。结果表明，HEFA和炼油厂共处理是最可行的短期选择，而FT和ATJ在中期和长期具有更大潜力。尽管安哥拉具有可再生能源潜力，但PtL仍受高成本和技术成熟度的限制。这些发现支持分阶段部署SAF的策略，以推进航空脱碳和该国的能源转型。

1. 战略框架
生物燃料被公认为在全球能源转型和气候变化减缓背景下逐步替代化石燃料的主要技术替代方案之一，特别是在航空等难以脱碳的行业。其战略重要性源于三个关键特征：（i）可通过认证生产路径完全整合到现有燃料供应链中；（ii）作为直接替代燃料，与现有飞机发动机和机场燃料基础设施完全兼容；（iii）通过运行在潜在碳中性或低碳循环中，可大幅减少生命周期温室气体（GHG）排放，其中燃烧释放的二氧化碳（CO?）部分被生物质生长过程中通过光合作用吸收的大气CO?抵消，从而建立生物碳循环。因此，与将地质储存的碳引入大气层的化石燃料不同，生物燃料促进循环碳流动，有助于在生命周期内减少净温室气体（GHG）排放。在此框架下，航空部门因高能量密度要求和直接电动化中远程飞机的技术限制，面临脱碳的重大结构性挑战。与轻型道路运输不同，航空主要依赖具有高热稳定性和能量稳定性的液体燃料，这强化了可持续航空燃料（SAF）作为该部门最可行、最即时且可扩展的GHG减排解决方案的作用。SAF因其两个关键因素而成为战略替代方案：（i）可完全整合到石油炼油厂中；（ii）与现有航空燃料储存、运输和分配基础设施完全兼容；（iii）与当前喷气发动机完全兼容，无需重大结构修改。这些特性显著降低了技术采用障碍和转型成本，使全球航空部门能够逐步实施。此外，根据所采用的技术路径，SAF相比传统喷气燃料可实现高达80%的生命周期温室气体排放减少。在此背景下，SAF技术的开发与部署代表着航空部门能源转型的核心战略支柱，整合了技术创新、环境可持续性和能源安全，在安哥拉等拥有丰富生物质和可再生资源的国家具有巨大应用潜力。安哥拉拥有约3500万公顷可耕地、广阔的森林资源、农业残余物（如甘蔗渣、木薯残余物、玉米秸秆、稻壳和油棕残余物）、城市固体废物产生量以及可用作SAF原料的废食用油（UCO）的潜在供应。基础设施评估还扩展到包括现有的罗安达炼油厂（约65,000桶/天）以及正在开发中的卡宾达炼油厂（约60,000桶/天）和洛比托炼油厂（约200,000桶/天），以及安哥拉的燃料储存和分配系统、运输网络、港口和国际机场，这些与炼油厂共处理和未来SAF生产和分配相关。此外，安哥拉的可再生能源资源突出显示约18 GW的水电潜力、平均太阳辐射通常超过5.5 kWh m?2 day?1，以及沿海地区有利的风能资源。这些资源为未来绿色氢气生产和长期部署电转液（PtL）技术提供了基础。

1.1. 生物燃料与温室气体减排
航空部门被公认为最难脱碳的行业之一，因为当前的电动化和氢基推进技术仍受限于电池的低能量密度、飞机重量限制、低温氢储存要求以及对飞机和机场基础设施进行大量改造的需求。因此，可持续航空燃料（SAF）已成为减少航空温室气体（GHG）排放的最可行的短期和中期解决方案，并被视为到2050年实现该部门净零排放目标的主要脱碳路径。SAF由可再生生物质或合成碳源生产，可减少50-80%的生命周期GHG排放，在某些路径中甚至更高，同时作为直接替代燃料与现有飞机发动机、燃料分配系统和机场基础设施完全兼容，从而最小化转型成本并促进大规模部署。目前已有几种ASTM认证的SAF生产路径，包括加氢处理酯与脂肪酸（HEFA）、费托合成（FT）、醇喷气燃料（ATJ）、水热液化（HTL）、炼油厂共处理和电转液（PtL），每种路径在技术成熟度、原料灵活性、转化效率、资本投资、生产成本和环境表现方面具有不同特征。这些路径的环境表现需通过生命周期评估（LCA）评估，而其经济可行性则需要技术经济评估（TEA），这凸显了集成决策框架的重要性，该框架同时考虑技术、环境、经济和物流标准。安哥拉因其丰富的农业和林业资源、广泛的木质纤维素生物质、农工残余物、日益增加的城市固体废物产生量、显著的可再生能源潜力以及现有的石油炼油基础设施，具备SAF生产的有利条件。这些资源为利用本地可用原料开发国内SAF供应链创造了机会，同时支持能源多样化、减少对进口航空燃料的依赖、促进工业发展并促进国家脱碳目标。尽管有这些优势，但很少有研究系统评估不同SAF生产路径在非洲条件下（特别是安哥拉）的适用性。现有研究主要集中于全球或区域评估，很少将资源可用性、基础设施准备度、技术成熟度、技术经济表现、生命周期环境影响和社会经济考虑整合到一个统一评估框架中。这种缺乏整合和特定背景的分析限制了发展中经济体基于证据的SAF部署决策。因此，本研究通过结合基于PRISMA 2020的系统文献综述和AHP-TOPSIS多准则决策分析，整合技术、经济、环境、原料、基础设施和社会经济标准，以识别最适合安哥拉的SAF生产技术，并为战略规划和可持续航空发展提供坚实的科学基础。

1.2. SAF生产技术
可持续航空燃料（SAF）生产技术可系统归类为两大类别：已巩固并广泛工业实施的成熟路径，以及仍处于开发和放大阶段的新兴路径。所有这些路径根据生物质和能源资源的可用性以及现有工业基础设施，都可能与安哥拉的背景相关。图1展示了从不同原料生产SAF的主要技术路径的综合概述，说明了各种原料（如植物油、生物质（木质纤维素和残余物）、废物材料（城市、森林和农业）以及捕获的二氧化碳）通过不同预处理、中间转化和最终升级过程转化为直接替代航空燃料。该图突出了热化学、生物化学和电化学路径之间的相互联系，强调了在生物精炼厂框架内SAF生产固有的灵活性和复杂性。在成熟技术组中，费托合成（FT）在生物质制液（BtL）配置中能够将木质纤维素生物质和固体残余物转化为高质量合成烃（95-98%），但由于气化和催化合成步骤的高复杂性，整体效率较低（35-55%）。该路径采用金属催化剂（如Fe和Co）负载在二氧化硅或氧化铝上，并依赖于所产生合成气的质量。一个相关变体是FT-SPK/A，它通过混合或额外催化芳构化步骤引入芳烃组分，以确保与飞机系统的兼容性。醇喷气燃料（ATJ）技术具有中等成熟度和高原料灵活性，通过乙醇或丁醇的连续脱水、低聚和加氢过程转化为烃类，使用催化剂如沸石（ZSM-5）和金属（如Ni和Pd）。这种灵活性使其对具有强大农业基础和生物乙醇生产潜力的经济体特别有吸引力。在表1中，比较了各种SAF生产技术的技术成熟度、主要原料、典型操作条件、主要催化剂、SAF纯度、转化效率、主要优势、主要局限性以及安哥拉适用性评分。例如，炼油厂共处理是商业化的（TRL 9），使用化石馏分和植物油、UCO、动物脂肪，在320-420°C和40-100 bar条件下操作，使用NiMo、CoMo、ZSM-5催化剂，产物纯度90-98%，效率70-90%，主要优势是资本支出最低、可在现有炼油厂立即实施，但可再生碳含量低。HEFA也是商业化的（TRL 9），使用植物油、UCO、动物脂肪、非食用油，在300-400°C和30-80 bar条件下操作，使用NiMo、CoMo、Pt/沸石催化剂，纯度约99%，效率65-85%，优势是技术最成熟、可炼油厂整合、商业化规模，但可持续脂质原料有限。费托合成（BtL）处于示范/早期商业化（TRL 7-8），使用木质纤维素生物质、林业残余物、城市固体废物，气化温度800-1200°C，FT温度200-350°C、20-40 bar，使用Fe、Co催化剂，纯度95-98%，效率35-55%，优势是可利用丰富的生物质残余物、GHG减排量大，但资本支出高、过程复杂。FT-SPK/A处于示范阶段（TRL 6-7），需额外芳构化步骤，使用Fe、Co、ZSM-5催化剂，纯度95-98%，效率30-50%，优势是完全兼容现有飞机燃料系统，但需要额外升级。醇喷气燃料（ATJ）处于示范/早期商业化（TRL 7-8），使用来自糖、淀粉、木质纤维素的乙醇或丁醇，多阶段温度150-450°C，使用ZSM-5、Ni、Pd催化剂，纯度90-97%，效率40-60%，优势是与生物乙醇工业整合、原料多样化，但多步催化过程复杂。新兴技术如催化水热解喷气燃料（CHJ）处于中试/示范（TRL 5-6），使用植物油、废油、动物脂肪，在350-450°C、100-200 bar条件下使用专有Ni、Mo、Pt基催化剂，纯度约95%，效率60-75%，优势是氢需求低、燃料质量高，但技术专有、高压操作。水热液化（HTL）处于中试/示范（TRL 5-6），使用湿生物质、藻类、污泥、有机废物，在250-374°C、100-250 bar条件下使用Ni、Ru、Pt、碱性催化剂，纯度85-95%，效率45-65%，优势是直接转化湿生物质、无需干燥，但生物原油需要升级。电转液（PtL / e-SAF）处于示范阶段（TRL 5-7），使用CO?和可再生H?，电解温度70-90°C，FT温度200-300°C、10-40 bar，使用Fe、Co、逆水煤气变换催化剂，纯度>99%，效率30-50%，优势是脱碳潜力最高、不依赖生物质，但电力需求高、资本支出高。从长期来看，像HEFA和共处理这样的技术更成熟，适合安哥拉短期实施，而FT、ATJ、HTL和PtL是中期和长期战略选择，对于建立可持续和多样化的SAF生产矩阵至关重要。对可持续航空燃料（SAF）日益增长的兴趣促使许多研究评估其在发达国家和发展中国家的技术、经济和环境可行性。近年来，巴西、印度、印度尼西亚、马来西亚、哥伦比亚和南非等发展中经济体因其丰富的生物质资源和为全球航空脱碳做出贡献的潜力而受到越来越多的关注。这些研究主要集中于估算原料可用性、评估技术经济表现（TEA）、通过生命周期评估（LCA）评估生命周期温室气体（GHG）排放以及分析支持SAF部署的政策框架。表2比较了安哥拉与选定新兴经济体的关键因素。尽管有这些重要贡献，但仍存在一些局限性。大多数已发表的研究评估单个原料或单一技术路径，而非在共同分析框架内比较多种认证的SAF生产路径。此外，许多研究独立考虑技术经济评估（TEA）和生命周期评估（LCA），而未将环境、经济、技术、物流和社会经济标准整合到综合决策过程中。在系统边界、功能单位、折现率、副产品分配方法和经济假设方面也存在相当大的方法异质性，使得技术之间的直接比较变得困难。此外，只有有限数量的研究采用多准则决策（MCDM）技术，如层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS），同时使用多个绩效指标对替代SAF路径进行排序。另一个局限性是现有研究的地理集中。大多数比较评估针对欧洲、北美、南美和亚洲，而撒哈拉以南非洲在科学文献中代表性严重不足。因此，在资源可用性、工业基础设施、能源系统和政策环境不同的国家得出的结论的适用性不能直接转移到非洲国家。这一局限性对安哥拉尤其相关，因为其具有独特特征，需要专门评估。该国拥有丰富的农业和林业资源、大量农工残余物、日益增加的城市固体废物产生量、巨大的可再生能源潜力以及不断扩大的石油炼油部门，包括运营中的罗安达炼油厂和正在开发中的卡宾达和洛比托炼油厂。这些特征为多种SAF生产路径创造了机会，同时也带来了独特的物流、经济和基础设施限制，这些限制与之前国际研究报告的情况不同。此外，安哥拉目前缺乏全面的国家评估，以确定最适合其特定资源基础、工业能力和社会经济优先事项的SAF技术。在此背景下，安哥拉是撒哈拉以南非洲最大的国家之一，国土总面积约1.247亿公顷。该国拥有丰富的适于农业扩张和生物能源生产的土地资源。政府估计约有5800万公顷土地适于农业发展，包括约3500万公顷可耕地。然而，目前仅有约15%的可耕地正在耕种，表明在不与现有粮食生产广泛竞争的情况下，可持续农业扩张具有巨大潜力。约20%的可耕地被认为适于灌溉，但灌溉基础设施仍不发达。当前土地利用以森林、林地和天然牧场为主。根据世界银行和粮农组织的最新统计数据，农业用地约占国土面积的36.8%（约4610万公顷），而森林覆盖约52%（约6500万公顷）。相比之下，被归类为活跃耕种的可耕地仅约540万公顷（占总面积的4.3%）。这种相对较低的土地利用水平，加上有利的气候条件和丰富的水资源，为扩大可持续航空燃料（SAF）的生物质原料生产提供了重要机会，前提是土地利用规划优先考虑退化或未充分利用的土地，并避免森林砍伐和与粮食作物竞争。安哥拉每年生产约860万吨木薯、220万吨玉米和57万吨甘蔗，产生大量农业残余物，如木薯皮、玉米秸秆和甘蔗渣，这些可作为可持续航空燃料（SAF）的原料。国家可再生能源评估估计，生物质和城市固体废物可提供约3.7 GW的能源发电潜力，包括约3.3 GW来自林业残余物，表明基于生物质的SAF生产路径具有巨大潜力。最近的研究一致认为，可持续航空燃料（SAF）因其与现有飞机和机场基础设施的兼容性以及减少生命周期温室气体（GHG）排放的潜力，是航空脱碳最有前景的路径。过去五年的研究集中于通过综合技术经济评估（TEA）和生命周期评估（LCA）评估主要认证的SAF路径：HEFA、FT、ATJ、炼油厂共处理和PtL。这些研究得出结论，HEFA是商业上最成熟的技术，而FT、ATJ和PtL具有更大的长期脱碳潜力，但需要进一步的技术发展和更低的生产成本。文献越来越多地将TEA、LCA和多准则决策（MCDM）方法结合以比较SAF技术，表明技术选择不仅取决于生产成本和GHG排放，还取决于原料可用性、基础设施准备度、物流和政策激励。综合评审强调，没有单一的SAF路径是普遍最优的，区域资源可用性和工业条件应指导技术选择。尽管取得了这些进展，但仍存在显著的研究空白。大多数研究集中于欧洲、北美和亚洲，对发展中国家的关注有限。此外，许多评估要么单独分析经济或环境表现，而相对较少的研究将系统文献综述、TEA、LCA、多准则决策分析、原料可用性、基础设施准备度和社会经济影响整合到一个统一框架中。系统边界、功能单位、副产品分配方法和经济假设的差异也降低了已发表结果的可比性。

2. 方法论
系统文献综述按照PRISMA 2020指南进行，以确保透明度、可重复性和方法严谨性。文献检索覆盖2015年1月1日至2026年3月31日的出版物，数据库检索在2026年4月1日至15日之间进行。选择了五个国际公认的科学数据库以确保文献的全面覆盖：Scopus、Web of Science核心合集、ScienceDirect、SpringerLink和Google Scholar。检索策略根据每个数据库的语法要求进行调整，同时保持等效的检索逻辑。在Scopus中，使用查询：TITLE-ABS-KEY(("Sustainable Aviation Fuel" OR SAF) AND ("Hydroprocessed Esters and Fatty Acids" OR HEFA OR "Fischer–Tropsch" OR FT OR "Alcohol-to-Jet" OR ATJ OR "Refinery Co-processing" OR "Power-to-Liquid" OR PtL) AND ("Techno-Economic Assessment" OR TEA OR "Life Cycle Assessment" OR LCA OR sustainability OR biomass))。在Web of Science中，检索字符串为：TS=("Sustainable Aviation Fuel" OR SAF) AND TS=("HEFA" OR "Fischer–Tropsch" OR "Alcohol-to-Jet" OR "Refinery Co-processing" OR "Power-to-Liquid") AND TS=("Techno-Economic Assessment" OR TEA OR "Life Cycle Assessment" OR LCA)。在ScienceDirect、SpringerLink和Google Scholar中使用等效的布尔检索表达式，采用关键词组合：Sustainable Aviation Fuel、HEFA、Fischer–Tropsch、Alcohol-to-Jet、Refinery Co-processing、Power-to-Liquid、Techno-Economic Assessment和Life Cycle Assessment。仅考虑以英文发表的同行评审期刊文章。研究需报告至少一种认证的SAF生产路径的定量信息，包括技术性能、技术经济评估（TEA）、生命周期评估（LCA）、生产成本、温室气体排放或替代技术的比较分析。为提高综述的完整性，进行了向后引文追踪（筛选合格出版物的参考文献列表）和向前引文追踪（使用Scopus和Google Scholar引文工具）。此外，还咨询了来自国际公认组织的灰色文献，包括国际民用航空组织（ICAO）、国际能源署（IEA）、国际可再生能源署（IRENA）、国际航空运输协会（IATA）、欧盟委员会和美国能源部（DOE），以补充同行评审文献，涵盖最新的技术报告、标准和政策文件。研究选择过程由两名评审员独立进行。首先筛选标题和摘要以排除不相关的研究，然后根据预定义的纳入和排除标准对潜在合格出版物进行全文评估。评审员之间的任何分歧通过讨论直至达成共识解决，必要时咨询第三名评审员。评审员之间的一致性水平使用Cohen's Kappa系数评估，κ=0.87，根据Landis和Koch（1977）提出的分类，表明几乎完美一致。这一系统化程序确保了研究选择过程的可靠性和可重复性，同时最小化了潜在的选择偏差。随后，应用严格的纳入和排除标准。合格的包括同行评审科学文章、技术经济评估（TEA）研究、生命周期评估（LCA）研究以及不同SAF技术路径的比较研究，这些研究需呈现相关定量数据。另一方面，排除仅描述性或基于意见、缺乏方法一致性或可验证技术数据的研究，以及重复研究。该过程按照PRISMA协议指南进行，包括识别、通过标题和摘要筛选、通过全文阅读评估合格性以及确定最终分析研究的步骤。然后，进行系统数据提取，结构化为涵盖技术、经济、环境和操作变量的矩阵。在主要分析的技术中，突出HEFA、FT、ATJ、PtL和HTL路径，代表不同的技术成熟度和原料需求。对于每种技术，收集关于转化率、操作条件、投资和运营成本、最低燃料生产成本、生命周期温室气体排放、技术准备水平（TRL）和相关物流需求的信息。鉴于所选研究的方法多样性，方法论中的一个关键步骤是数据协调和标准化，因为系统边界、折现率、副产品分配方法和经济假设的差异可能导致结果的显著变化。因此，进行指标标准化，将成本转换为共同基准（美元/升SAF），将排放转换为可比单位（如g CO?-eq/MJ），确保比较分析中更高的一致性。利用协调后的数据，进行多准则分析以分类和优先考虑最适合安哥拉背景的技术。为此，应用了层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS），以同时整合多个决策标准，系统评估和排序可持续航空燃料（SAF）生产技术。首先，AHP将决策问题结构化为标准和替代方案的层次结构，进行成对比较，并计算每个评估标准的相对重要性（权重），同时验证一致性。这些权重随后纳入TOPSIS方法，其中决策矩阵被归一化、加权，并与理想解和负理想解进行比较。每项技术被赋予一个接近系数，使替代方案能够根据其在安哥拉背景下的整体技术、经济、环境和实施表现进行排序。在此阶段，纳入了安哥拉的特定因素，如原料可用性（包括农业残余物、木质纤维素生物质和废油）；现有工业基础设施；投资能力；技术复杂程度；以及潜在的社会经济影响，包括就业创造和区域发展。方法论还包括一个战略背景化步骤，其中分析结果结合国家的结构条件进行解释，从而能够识别在不同时间范围内更可行的技术路径。像HEFA这样的技术，由于其高成熟度，更适合短期实施，而像FT和ATJ这样的路径具有更大的长期潜力，特别是由于其在使用多种生物质类型方面的灵活性。最后，进行结果综合，包括定性和定量分析，以提出基于证据的战略建议。这些综合使得能够制定技术排名、实施情景和安哥拉SAF发展路线图。通过与国际研究比较和进行敏感性分析来验证结果，以评估结论对关键经济和技术参数变化的稳健性。因此，方法论确保了严谨、透明的过程，面向安哥拉能源转型和可持续发展背景下的战略决策。

3. 结果与讨论
按照PRISMA协议构建的系统文献综述，并辅以多准则分析工具如层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS），使得能够识别、分类和比较主要的可持续航空燃料（SAF）生产技术，揭示了在技术成熟度（TRL）、转化效率、经济可行性和对安哥拉背景的适用性方面的显著差异。图2展示了基于PRISMA 2020的系统文献综述框架，用于识别和评估SAF生产技术。从五个主要科学数据库中共检索到1,245条记录，经过重复删除、筛选和合格性评估后，62项研究纳入定性综合，其中46项提供定量数据用于比较分析。所选文献涵盖五种主要SAF路径：HEFA、FT、ATJ、PtL和炼油厂共处理，并突出了在技术成熟度、原料要求、生产成本、转化效率和温室气体（GHG）减排潜力方面的显著差异。HEFA和炼油厂共处理被识别为最商业化的短期选择，而FT、ATJ和PtL具有更大的长期脱碳潜力，但需要进一步的技术发展和投资。这种分类源于整合技术科学证据和多准则加权的应用，从而能够对SAF行业的技术演进进行结构化解读。在第一组（成熟技术）中，突出HEFA和炼油厂共处理，两者均具有高商业可用性、与现有基础设施的整合以及较低的进入壁垒。这些技术表现出高操作稳健性和工业成熟度，目前是全球SAF生产的主要贡献者。在第二组（整合中的技术）中，主要包括FT（BtL和FT-SPK/A）和ATJ路径；这些路径具有更大的过程复杂性、更高的资本要求和中等效率，但提供高原料灵活性和强大的未来扩张潜力。这些技术正处于工业增长和技术优化阶段，多个示范项目和预商业单元在运行。在第三组（新兴技术）中，包括CHJ、HTL和PtL路径，这些路径具有高创新潜力、在某些情况下更高的环境效率，以及与深度脱碳战略的强一致性。然而，这些技术仍面临与可扩展性、资本成本、能源需求和对仍在开发中的基础设施的依赖相关的限制。综合来看，AHP方法优先考虑了决策标准，在非洲背景下赋予原料可用性和经济可行性更高的权重，而TOPSIS根据技术接近理想解的程度对技术替代方案进行排序。这种综合方法表明，像HEFA和共处理这样的技术更适合立即实施，而FT和ATJ代表技术过渡解决方案，CHJ、HTL和PtL构成长期战略选择。因此，分析确认，向SAF的过渡必须被理解为一个分阶段、技术多样化的过程，其中不同路径在构建可持续和弹性的能源矩阵中发挥互补作用。

3.1. 成熟技术
3.1.1. 加氢处理酯与脂肪酸（HEFA）
HEFA是技术最成熟、商业上最成熟的SAF路径，占当前全球SAF产量的80%以上。该过程通过加氢脱氧、加氢、加氢裂化和加氢异构化，将来自植物油、废食用油（UCO）、动物脂肪和其他富含脂质原料的甘油三酯和游离脂肪酸转化为航空范围烃类。HEFA特别有吸引力，因为它可以整合到现有石油炼油厂基础设施中，促进快速商业部署。该过程在300-400°C和30-80 bar条件下操作，使用常规NiMo/Al?O?和CoMo/Al?O?催化剂，随后在Pt基催化剂上进行加氢异构化以改善低温流动性并满足ASTM D7566规范。生成的燃料高度石蜡化（>99%）、无硫，并具有优异的热氧化稳定性。转化效率通常在65-85%之间，取决于原料质量和操作条件。最近的进展（2023-2025年）集中于改善催化剂性能和原料灵活性。研究证明了非硫化双功能催化剂的有效性，减少了氢消耗和催化剂失活，同时能够处理低质量原料如棕色油脂、皂脚、污水衍生脂质、藻油和混合废脂。改进的热集成和氢管理使氢消耗减少10-20%，而基于废物的HEFA燃料的生命周期温室气体排放相比传统喷气燃料可实现80-90%的减少。商业部署在2023-2025年期间显著加速，主要项目包括Neste的新加坡炼油厂、TotalEnergies的Grandpuits生物精炼厂、Eni的威尼斯和盖拉生物精炼厂以及Diamond Green Diesel，展示了HEFA技术成功整合到现有炼油厂基础设施中。尽管成熟，但HEFA仍受限于可持续脂质原料的有限可用性以及对间接土地利用变化和粮食安全的担忧。因此，研究越来越集中于第二代原料如亚麻荠、海甘蓝、水黄皮、藻类、微生物油脂和麻风树，以及废油收集的改进。对于非洲和发展中国家，HEFA提供了最实用的短期SAF路径，因为它需要相对较低的资本投资，并可以利用现有炼油厂资产。在安哥拉，丰富的农业残余物、非食用油料作物的潜在种植以及罗安达（65,000 bpd）和卡宾达（30,000 bpd）的现有炼油厂为HEFA部署提供了有利条件。此外，安哥拉不断扩大的水电容量可供应低碳氢气，进一步降低SAF生命周期排放。然而，成功商业化将需要可持续的原料供应链、认证体系、支持性政策以及符合国际可持续性标准如CORSIA和欧盟ReFuelEU航空法规。总体而言，HEFA预计将在未来十年内保持主导SAF生产路径的地位，这得益于其TRL状态、商业成熟度、炼油厂兼容性以及催化剂、原料多样化和过程效率方面的持续进展。

3.1.2. 炼油厂共处理
炼油厂共处理是近期实施SAF最有吸引力的成熟路径之一，特别是在拥有现有炼油基础设施的国家，如安哥拉。该方法将可再生原料，包括植物油、废食用油（UCO）、动物脂肪和生物油，整合到常规炼油厂流中，如常压瓦斯油、减压瓦斯油（VGO）或重瓦斯油，以便在现有加氢处理（HDT）、加氢裂化（HCK）或流化催化裂化（FCC）单元中同时处理。通常，可再生原料以5-20 wt.%的比例混合，尽管最近的示范项目在优化炼油厂配置中成功处理了超过30 wt.%的混合物。该过程在常规炼油厂条件下操作，使用NiMo/Al?O?和CoMo/Al?O?催化剂于加氢处理单元，以及酸性沸石（如ZSM-5）于FCC单元。总体转化效率在70-90%之间，而利用现有炼油厂基础设施显著降低了资本支出（CAPEX）并缩短了商业化时间线，相比专用SAF生产厂。因此，2023-2025年期间的发展集中于增加可再生原料的掺入比例、改善催化剂对含氧化合物的耐受性，以及应用先进数字过程控制以优化炼油厂操作。研究证明了改进的催化剂配方，可最小化失活和焦炭形成，而人工智能和数字炼油厂优化增强了原料灵活性和操作效率。此外，炼油厂运营商已将共处理扩展至包括热解油、水热液化生物油和废物衍生原料，拓宽了适用于SAF生产的可再生碳源范围。商业实施近年来加速，通过Repsol（西班牙）、Petrobras（巴西）、Galp（葡萄牙）、Preem（瑞典）和Eni（意大利）等公司的项目，可再生原料在现有炼油厂单元中共处理，以生产认证的SAF，仅需有限的基础设施改造。这些项目表明，共处理是一种有效的过渡策略，可快速增加SAF产量，同时最小化投资风险。尽管有这些优势，共处理产生的燃料同时含有可再生和化石碳，导致可再生含量和温室气体减少低于专用HEFA或合成燃料路径。因此，其长期贡献取决于增加可再生原料份额、改进碳核算方法以及扩大可持续生物质资源的可用性。对于非洲和其他发展中地区，共处理是启动SAF生产最具成本效益的路径之一，因为它利用现有炼油厂资产，需要相对适度的投资。在安哥拉，罗安达（65,000 bpd）和卡宾达（30,000 bpd）炼油厂为将可再生原料引入现有加氢处理单元提供了有利机会。结合该国日益增长的农业残余物、废油和非食品生物质资源，共处理可提供立即减少航空部门排放的途径，同时为未来专用SAF生产建立技术和监管框架。然而，成功部署需要可持续的生物质供应链、认证体系、炼油厂适应性研究以及符合CORSIA和欧盟ReFuelEU航空法规的支持性公共政策。总体而言，共处理与HEFA路径一起，代表了SAF部署的主要短期策略之一。其高技术准备度（TRL 8-9）、炼油厂兼容性、相对较低的投资要求以及催化剂技术和过程优化方面的最新进展，使其成为加速航空脱碳的战略过渡解决方案，特别是在安哥拉等新兴经济体。

3.2. 整合中的技术
3.2.1. 费托合成（BtL）
费托合成生物质制液（BtL）路径是从木质纤维素生物质生产SAF最有前景的整合中技术之一，特别是在安哥拉等拥有丰富农业和林业残余物的国家。该过程包括三个主要阶段：（i）生物质预处理，（ii）气化，以及（iii）费托合成（FT），随后进行加氢裂化和加氢异构化以生产航空级煤油。生物质首先干燥和调理，然后在800-1,200°C下气化产生合成气（CO和H?）。合成气随后在FT反应器中于200-350°C和20-40 bar条件下转化为长链烃，使用Fe或Co基催化剂负载在氧化铝或二氧化硅上。生成的合成燃料含有95-98%的石蜡烃，硫含量可忽略，具有优异的燃烧特性，升级后符合ASTM D7566标准。尽管由于能源密集型气化和合成气调理，整体转化效率（35-55%）低于HEFA路径，但BtL通过其利用多种木质纤维素原料的能力提供显著优势，包括林业残余物、农业废物、城市固体废物和专用能源作物。在最近三年（2023-2025年），研究集中于提高效率、合成气质量和催化剂性能。进展包括等离子体辅助和吸附增强气化、改进的生物质干燥技术，以及开发具有更高抗失活性和改善长链烃选择性的高选择性钴基和铁基催化剂。与碳捕集与封存（CCS）和绿色氢气的过程集成也提高了碳利用效率，并显著减少了生命周期温室气体排放。此外，数字过程优化和先进反应器建模改善了过程稳定性并降低了运营成本。商业开发在最近三年通过多个示范项目加速。Velocys继续在美国和英国开发商业BtL SAF工厂；Fulcrum BioEnergy展示了从城市固体废物到SAF的生产；Sasol继续推进使用生物质和低碳原料的费托技术；Synhelion将太阳能热化学过程与费托合成集成以