瑞士綠色航空燃料能否讓飛機告別石油?
一年近50億人次搭機出行,約3,800萬架次航班飛越全球。航空旅行越來越普及,如何減少飛機排放始終是個難題。瑞士一家新創公司正在研發一種利用再生甲醇生產清潔航空燃料新型航空燃料,預計將溫室氣體排放減少最多90%。這項技術能否助力全球航空業實現脫碳?
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電子報:瑞士媒體裡的中國
8月底,瑞士保羅謝爾研究所(Paul Scherrer Institute PSI)與瑞士新創公司Metafuels在位於阿爾高州(Aargau)菲利根(Villigen)的研究所園區內,共同為全球首座利用甲醇生產航空燃料的示範工廠舉行了落成儀式。
Metafuels執行長 (CEO)索拉布·卡普爾(Saurabh Kapoor)在落成儀式上表示:「永續航空燃料是我們推動航空業脫碳最重要的手段。」
這座示範工廠將綠氫與捕捉的二氧化碳結合,製成再生甲醇,再轉化為合成航空燃料。這種燃料最近獲得了航空使用認證,可直接用於現有飛機。與傳統航空煤油相比,其全生命週期(包括生產、運輸和飛行使用環節)的溫室氣體排放量最多可減少90%。
直到不久前,合成航空燃料基本上還停留在實驗室階段。如今,獲得認證的合成燃料開始進入商業航空領域。產業面臨的最大難題已不再是證明技術是否可行,而是能否及時實現大規模生產,並將成本控制在可承受的範圍內。
瑞士的技術路線有何不同?
航空業約佔全球二氧化碳排放總量的2%至3%,也是溫室氣體排放成長最快的產業之一。由於長途飛行目前還無法實現電動化,永續航空燃料(SAF),尤其是Metafuels開發的這類合成電子燃料(e-fuels),被航空業普遍視為實現脫碳的主要途徑。預計到2050年,永續航空燃料可望承擔航空業高達65%的減排任務。
根據世界經濟論壇(World Economic Forum)的報告,美國在永續航空燃料的商業化應用方面處於領先地位,中國正迅速擴大產能,而歐洲則在政策推動的先進燃料技術創新方面走在前列。
永續航空燃料可以利用多種原料生產。目前,超過80%的永續航空燃料以廢棄油脂為原料。但由於這類原料供應有限,業界開始將目光轉向利用再生電力、氫氣和捕捉的二氧化碳所生產的電子永續航空燃料(e-SAF)。Metafuels利用再生電力電解水製取綠氫,再與來自木材、植物廢棄物等生質能,或直接從空氣中捕捉的二氧化碳結合,合成綠色甲醇。隨後,透過催化反應將甲醇轉化為合成航空煤油,其化學組成與傳統航空煤油相同。
非政府組織歐洲運輸與環境聯合會(Transport & Environment)的總部位於布魯塞爾,該組織的清潔航空專家卡米耶·米特雷勒(Camille Mutrelle)表示,甲醇製航空燃料的一大優勢在於,它可以利用可再生氫氣和捕捉的二氧化碳生產,不必依賴廢棄油脂或農作物等供應有限的原料,因此更有潛力實現規模生產。
米特雷勒接受瑞士資訊swissinfo.ch採訪時表示:「甲醇製航空燃料並非萬能的解決方案。」但她認為,這仍是最有前景的電子燃料技術之一,有望幫助航空業實現長期減排。
產能能否跟上需求?
Metafuels正在荷蘭鹿特丹港籌建首座工業規模生產廠,計畫在2028年實現日產10噸航空燃料,並在2030年代中期將日產能提高至1,000噸。
據估計,要在2050年實現航空業淨零排放,全球每年需要約5億噸永續航空燃料。國際航空運輸協會(IATA)指出,如果缺乏更強的激勵措施,燃料供應恐怕難以滿足航空業的氣候目標。
2026年,全球永續航空燃料產量預計僅240萬噸。國際航空運輸協會理事長威利·沃爾什(Willie Walsh)今年6月表示,這一產量「令人失望」,遠遠達不到航空業脫碳所需的水平。他認為,主要原因是政府政策支持不足,以及大型石油企業投資疲軟。
專家也警告,許多已經宣布的計畫最終並未投產。
比利時哈瑟爾特大學(Hasselt University)環境經濟學研究員亞歷山德羅·馬爾圖利(Alessandro Martulli)告訴瑞士資訊swissinfo.ch:「對於先前宣布預計於2026年底前投產的永續航空燃料產能,我們最近的研究發現,只有24%已經建成,另有26%已被暫停或取消。」他指出,許多專案最終根本沒有開工,因此僅憑公佈的專案計劃,很難準確預測未來的燃料供應。
Metafuels能否成功,還取決於它能否克服整個產業面臨的難題:生產成本高昂、融資困難,以及再生能源和原料供應受限。
多重障礙
成本、能源和資源需求,仍是限制永續航空燃料規模化生產的主要因素。目前,永續航空燃料的成本是傳統航空煤油的2至6倍,具體取決於生產流程。
生產合成燃料需要大量再生電力、綠氫、水和二氧化碳。顧問公司安永(EY)2025年發布的報告估計,要在2050年實現航空業淨零排放,全球需要向永續航空燃料生產領域投入1兆至1.5兆美元。
米特雷勒認為,最大的瓶頸不是技術,而是大型燃料供應商缺乏投入的決心。
她說:「石油和天然氣行業顯然有足夠的資金。歐洲已規劃了40多個工業規模的電子永續航空燃料計畫,但至今沒有一個計畫進入最終投資決定(Final Investment Decision)階段。」她補充說,歐盟《ReFuelEU航空條例》(ReFuelEU Aviation)要求燃料供應商達到規定的供應配額,但這些企業遲遲而不願簽訂長期採購協議,此類投資協議的關鍵計畫。馬爾圖利則指出,專案成本持續攀升、永續航空燃料缺乏競爭力,以及成本可承受的綠氫、生物源二氧化碳等關鍵原料供應不足,也是限制產業發展的重要因素。
法規要求是否脫離現實?
全球已有100多家航空公司開始使用永續航空燃料。瑞士國際航空公司(SWISS)目前使用的永續航空燃料佔燃料消耗總量的0.9%,全部由廢棄食用油等生物源殘餘物製成。為確保未來供應,瑞航已與Metafuels以及另一家電子永續航空燃料生產商、蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)衍生企業Synhelion建立合作關係。
瑞航執行長延斯·費林格(Jens Fehlinger)在近期Metafuels與保羅謝爾研究所(Paul Scherrer Institute PSI)舉行的工廠落成儀式上表示:「作為客戶,我們基本上已經做好準備。只要有充足的永續航空燃料,而且價格合適,我們明天就能開始轉型。」
根據歐盟規定,航空燃料中的永續航空燃料比例必須逐步提高,到2050年達到70%。瑞士也已修訂《二氧化碳法》(CO₂ Act),使相關目標與歐盟一致。
一些業內人士擔心,監管機構推動航空業脫碳的步伐超過了燃料產能的成長速度,可能導致機票價格上漲。國際航空運輸協會負責永續發展事務的高級副總裁兼首席經濟學家瑪麗·歐文斯·湯姆森(Marie Owens Thomsen)表示:「英國和歐盟設定的2030年電子永續航空燃料目標,遠遠脫離現實。」國際航空運輸協會指出,到2030年,歐盟和英國將需要約60萬噸電子永續航空燃料,而目前已投產和在建計畫的產能合計僅為2萬噸。
保羅謝爾研究所的Metafuels電子永續航空燃料計畫歷經數年籌備。在此之前,由蘇黎世聯邦理工學院科學研究成果孵化而來的瑞士永續燃料新創公司Synhelion,已率先涉足此領域。
憑藉著雄厚的科研實力和資金支持,瑞士正努力成為下一代燃料技術的研發中心。Metafuels已獲得瑞士聯邦能源局 440萬瑞郎的資助。根據新修訂的《二氧化碳法》,瑞士政府也撥出3.9億瑞郎,用於在2030年前支持航空業溫室氣體減排計畫,重點扶持再生合成航空燃料。
瑞士聯邦民航局(FOCA)局長弗朗辛·齊默爾曼(Francine Zimmermann)表示:「瑞士不會成為永續航空燃料的生產大國,但這裡是相關技術的研發基地。我們在這裡開發技術、降低其商業化風險,再將其推向國際市場。這既有助於因應氣候變遷,也能創造經濟價值。」
馬爾圖利表示:「對於歐洲強制添加電子永續航空燃料以外的部分,已公佈的規劃產能原則上可能足以滿足2030年的需求。」但電子永續航空燃料的供應前景仍令人擔憂。歐盟規劃中的相關生產計畫只有一小部分進入最終投資決定階段,未來的供應目標因此面臨風險。
儘管如此,馬爾圖利仍認為,實現目標並非沒有可能。只要各國政府能像當年扶持風能和太陽能一樣,降低投資風險,提供長期、穩定、可預期的政策支持,既定目標仍有望實現。
國際航空運輸協會指出,要加速永續航空燃料的推廣,各方必須協調行動:擴大再生能源和燃料原料供應,確保燃料基礎設施向各方開放,改善政策和投資機制,並建立全球永續航空燃料市場。
然而,電子永續航空燃料的供應仍十分有限。一些專家認為,面對航空出行需求的持續成長,單靠技術進步還不足以抵銷其帶來的環境影響。
保羅謝爾研究所能源系統整合部門負責人馬爾科·拉諾基亞裡(Marco Ranocchiari)表示:「我們的研究表明,僅靠永續航空燃料是不夠的。我們還必須減少航班數量。」
隨著Metafuels等企業加快擴大合成航空燃料產能,未來幾年將成為關鍵考驗期:政策支援、技術進步和資金投入能否推動航空業減排步伐,縮小氣候目標與不斷增長的航空運輸需求之間的差距?
(編輯:Gabe Bullard/Veronica De Vore,編譯自英文:樊樺/gj,繁體校對:盧品妤)
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