为了实现到2050年温室气体净零排放需要社会进行根本性变革,需要从目前以化石燃料为中心的模式转变为高效、高度可再生和电气化的能源系统。随着全球气候变化问题的日益严峻,各国政府及企业也纷纷加大碳减排力度,积极探索和应用各种绿色低碳燃料。
在一些难减排行业(如钢铁和化工),清洁氢能可以作为电气化的补充;也可借助CCUS技术实现二氧化碳捕集和封存,达成碳减排的目的。但是,航空业和航运业脱碳需要比氢能和电力能量密度更高的低碳燃料,包括生物燃料和合成燃料。
生物燃料作为一种即用型燃料,可以方便直接地用于现有内燃机和燃料基础设施,在短期内实现大量减排。然而,生物燃料的应用仍面临多项挑战,这些挑战限制了它的广泛采用,并阻碍了其成为重型运输领域脱碳的唯一燃料选择,比如,生物燃料的生产可使用农业使用的原料,这可能会对食物的供应造成干扰;土地用途改变(如森林砍伐)或种植原料(如使用化肥)或燃料合成所需的额外能源消耗都会显著影响生物燃料的环境生命周期评估,减少符合气候中性原则的生物燃料的数量。
因此,从长远来看,绿色甲醇(液态阳光)、绿氨和合成煤油等合成燃料预计将成为主要使用的绿色低碳燃料。
绿色甲醇、绿氨未来航运业
实现脱碳目标的两大绿色燃料
随着全球航运业对脱碳的迫切需求,绿色甲醇和绿氨正在成为航运业转型的重要方向。两者在远洋船舶碳减排中的关键指标对比分析见下:
另外,在当前的远洋船舶市场中,甲醇燃料船舶的订单数量远远多于氨燃料船舶。许多船东更倾向于选择甲醇作为船舶燃料,其中中国、法国、丹麦和新加坡的船东在甲醇燃料船舶数量上较为突出。从船舶类型上来看,双燃料船(可使用甲醇和其他传统燃料)的订单占比最多。克拉克森研究最新发布的报告显示,2024 年,可以使用替代燃料的船舶订单达到 820 艘,总吨 6220 万总吨(不包括液化天然气运输船的订单的 727 艘,总吨位 5210 万总吨),投资水平创下纪录,其中甲醇燃料船舶在替代燃料船舶订单中占据重要份额。
综上所述,绿色甲醇在现阶段的综合优势较为明显,更适合作为当前远洋船舶碳减排的过渡性燃料。
而液态阳光作为绿色甲醇的一种高端形式,与绿色甲醇在技术路径、碳减排潜力和应用场景上存在显著差异。
液态阳光具有更高的碳减排潜力和可持续性,但在技术成熟度和成本方面仍面临挑战。绿色甲醇则在技术成熟度和成本控制上具有一定优势,但部分路径的可持续性需进一步优化。未来,随着技术进步和政策支持,两者有望在能源转型和碳中和目标中发挥重要作用。
可持续航空燃料(SAF):
HEFA商业化程度最高
PtL中长期最具潜力
可持续航空燃料(SAF)的技术路径丰富多样,目前HEFA是商业化程度最高的技术路线,但其原料供应有限。随着技术进步,FT、ATJ和PtL等技术路线有望在未来发挥更重要的作用。以下是可持续航空燃料(SAF)不同生产路径的关键技术指标优劣势分析:
目前全球90%的SAF产能来自HEFA路线,中国石化镇海炼化、芬兰Neste等企业已实现商业化。但原料短缺(如中国地沟油年收集量仅100万吨)限制扩产。FT路线原料广泛(秸秆等),中国潜在产能超1000万吨/年,ATJ需解决非粮乙醇规模化生产问题,GTJ需优化气化效率,两者在中短期内难以替代HEFA。
PtL依赖绿电降本,但随着随着技术突破和规模效应,绿电成本正在逐步降低;另外随着绿氢制备技术提升,以及碳捕集(DAC技术)和合成工艺优化,预计到2050年成本将下降67%,成为零碳主力,被认为是中长期最具潜力的可持续航空燃料合成路径。
在全球能源结构加速向低碳化、可持续化转型的浪潮中,绿色甲醇、液态阳光(二氧化碳加氢制甲醇)、绿氨及PTL(Power-to-Liquid,电转液)技术等绿色燃料凭借它们的高减排率及生态价值,正成为推动“双碳”目标实现的核心力量。它们以资源循环、能源替代与零碳闭环为内核,构建起多维度、全周期的绿色燃料生态体系,为工业、交通、航空等领域脱碳提供关键路径。
来源:霖和气候科技
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