隨著全球氣候變化問題日益嚴峻，航空業作為減排難度較大的行業之一，其綠色轉型備受關注。可持續航空燃料（SAF）憑借其與傳統航空燃料的良好兼容性、顯著的全生命周期減排潛力以及相對成熟的商業化前景，已成為中短期內實現航空業深度脫碳的核心路徑。本研究報告系統分析了當前航空能源體系的構成與挑戰，重點剖析了SAF在原料來源、轉化技術、安全性與可持續性認證等方面的現狀與瓶頸，并針對性地提出了以中國為背景的發展戰略與政策建議。研究表明，SAF產業的發展需要原料供應、技術創新、標準體系、政策激勵與產業鏈協同的系統性突破，以克服當前面臨的成本、規模和可持續性認證等關鍵障礙，最終實現航空業“凈零排放”的宏偉目標。

一、航空能源系統宏觀背景與技術路徑

航空運輸是全球經濟與現代社會的重要支柱，但其對化石燃料的深度依賴使其成為溫室氣體排放的主要來源之一。據統計，航空業碳排放量占全球總量的2%-3%。隨著地面交通等其他行業加速向電動化轉型，航空業的碳排放占比預計將顯著上升，其減排壓力日益凸顯。因此，探索和構建多元化的綠色航空能源體系，已成為全球共識。

當前的航空能源替代路徑主要圍繞三條主線展開，它們在技術成熟度、適用場景和產業化前景上存在顯著差異。

電推進技術：此路徑主要適用于短途、小型飛行器，是通用航空和城市空中交通（UAM）領域的熱點。其核心優勢在于動力系統零直接排放，噪音低。中國航空發動機集團已在兆瓦級純電推進系統和混合動力系統方面取得進展，瞄準未來3至20噸級的電動垂直起降（eVTOL）及分布式電推進飛機市場。然而，受限于當前電池的能量密度，電推進技術尚無法滿足大型商用客機，特別是中遠程航線的能量需求。這構成了該技術在短期內大規模替代傳統航油的根本性障礙。

氫燃料技術：氫能被視為航空脫碳的長期戰略性選擇。其燃燒產物僅為水蒸氣，可實現零碳排放（若使用綠氫）。目前，氫燃料的應用分為兩種主要形式：一是通過燃料電池發電驅動電動機，二是直接在改進的燃氣渦輪發動機中燃燒。中國已成功實現兆瓦級氫燃料渦輪發動機的整機性能達標和持續性試驗。更前沿的“氫爆震全電推進系統”技術也取得突破，展現出高功率密度和高效率的潛力。然而，氫燃料航空面臨著一系列嚴峻挑戰，包括液氫的低溫儲存技術、飛機結構的顛覆性重新設計、以及地面加注和運輸等全套基礎設施的天量投資與重建。空客的“FlyZero”翼身融合設計概念，正是應對這些挑戰的一種激進但代價高昂的方案。

可持續航空燃料（SAF）：與前述兩種需要變革飛機和發動機設計的路徑不同，SAF被視為一種“即用型”解決方案。它完全兼容現有的飛機、發動機和全球燃油供應基礎設施，可以最高50%的比例與化石航煤直接混合使用，無需任何改裝。這使其成為在現有技術框架下，最快實現航空業大規模減排的現實選擇。根據國際航空運輸協會（IATA）的評估，為實現2050年“凈零”碳排放目標，SAF預計將承擔約65% 的減排重任。因此，盡管電推進和氫能代表著未來，但SAF無疑是連接當下與未來、支撐航空業實現中期減排目標的關鍵支柱。

二、可持續航空燃料的發展現狀分析

SAF并非單一化學物質，而是一個涵蓋多種原料、多種工藝生產的低碳燃料家族。其核心在于從全生命周期角度，實現相較于傳統化石航煤的碳減排，部分先進路徑甚至可實現“負碳”效應。

2.1 多樣化的原料來源與“減碳”機制的實現

SAF的原料體系構成了其可持續性的第一道基石，原料的多樣性是分散供應風險、挖掘各地資源潛力的關鍵。

廢棄資源類：這是目前商業化最成熟的原料路線，主要包括餐飲廢油（俗稱“地溝油”）和動物脂肪。通過將其轉化為燃料，避免了這些廢棄物在填埋或自然降解過程中產生的甲烷等溫室氣體，實現了資源的循環利用。中國商飛C919等飛機的首次SAF演示飛行，所使用的燃料即來源于廢棄食用油。此外，城市固體廢物、農業和林業殘留物等也屬于此類。它們通過生物化學轉化，將生長過程中吸收的碳重新釋放，理論上可實現近似“碳中和”的循環。

氣體與電能類：這代表了SAF技術的前沿方向。其核心是利用可再生能源（如風電、光伏）電解水制取“綠氫”，再與從工業排放或空氣中直接捕獲的二氧化碳（CO?）結合，通過費托合成或甲醇合成等工藝生產燃料。這一路徑被稱為“電轉液”或“電化學燃料”。其終極愿景是實現“從空氣中來，到空氣中去”的閉合碳循環，理論上可以實現負碳排放。盡管目前該技術復雜、成本高昂，尚處于研發示范階段，但因其不占用土地和水資源，且減排潛力巨大，被視為SAF長期發展的核心支撐。

2.2 多元化的工藝技術實現高效轉化

針對不同原料，已發展出多條主流生產技術路線，其成熟度和經濟性各異。

酯類和脂肪酸加氫：這是目前全球產量最大、商業化程度最高的SAF生產技術。HEFA工藝將廢棄油脂等原料通過加氫脫氧、異構裂化等步驟，轉化為結構規整的鏈烷烴。中國石化鎮海煉化、河南君恒生物等企業已掌握成熟的HEFA生產技術。其技術挑戰主要在于原料成分復雜、性質不穩定，對催化劑壽命和生產過程的適應性提出高要求。

醇制航煤：AtJ技術以糖類、淀粉類（如玉米）或木質纖維素發酵產生的乙醇為原料，經過脫水、低聚和加氫等步驟制成SAF。該路線理論轉化效率高，原料來源靈活。對于農業資源豐富的地區，是一條有吸引力的路徑。

費托合成：FT技術具有“原料萬能性”的特點，可將生物質、城市垃圾甚至工業廢氣合成氣化后，經催化反應轉化為液態烴類燃料。該技術路線產品純凈，但系統復雜，投資巨大。

創新技術路線：中國的研究機構正致力于突破性技術。例如，華東師范大學團隊開發了一種不同于傳統HEFA的新技術路線，通過反應原理和催化劑的創新，使以廢棄油脂為原料的SAF生產成本降低30%以上，且產品組分更優，有望實現完全替代而非摻混。

2.3 安全性認證與ASTM標準體系

航空安全是絕對紅線。任何SAF要進入商業航班，必須經過極其嚴苛的安全性認證，證明其與現有飛機和發動機系統完全兼容。這一領域的權威標準由美國材料與試驗協會主導建立。

標準框架：ASTM D1655是傳統石油基航空燃料的基準規范。ASTM D7566則是專門針對含合成烴類（包括SAF）的航空渦輪燃料的標準。任何通過ASTM D7566附錄認證的SAF，即被視為符合D1655標準，可安全用于商業飛行。

認證流程：ASTM D4054為新燃料認證提供了標準化程序。這是一個多階段、迭代的嚴格過程，包括：初步的規范與性能數據篩選；核心的發動機部件、臺架乃至整機測試；最終由業界專家投票批準。中國商飛C919等機型在加注SAF演示飛行前，均完成了此類完整的適航驗證過程。

2.4 可持續性認證框架

SAF的“可持續”屬性需要獨立的第三方認證來證明，這是其獲得政策補貼和市場溢價的前提。國際民航組織為執行國際航空碳抵消和減排計劃，批準了兩大主流可持續性認證體系：

可持續生物材料圓桌會議認證：RSB認證體系覆蓋環境、社會和經濟可持續性的廣泛原則，被認為是要求最嚴格的標準之一。

國際可持續發展和碳認證：ISCC認證體系在歐洲市場應用廣泛，它通過供應鏈的可追溯性來確保原料的可持續來源。

這些認證主要評估SAF全生命周期的溫室氣體減排量、對土地和水資源的影響、是否涉及毀林、以及對生物多樣性和社區權益的影響等。中國的SAF產業要參與全球市場，建立與國際接軌又符合國情的可持續性認證體系至關重要。

三、可持續航空燃料發展的關鍵挑戰

盡管前景廣闊，但SAF產業目前仍處于商業化初期，面臨多重相互關聯的挑戰，形成了“雞與蛋”的循環困局。

3.1 原料供應不穩定與全球需求不匹配

原料的可獲得性與成本是制約SAF規模化生產的首要瓶頸。

資源競爭與波動：廢棄油脂等主流原料本身是有限資源，且收集體系分散，質量參差不齊，導致供應不穩定、價格波動大。同時，這些原料也與生物柴油等產業存在競爭。

地域性失衡：擁有豐富生物質資源的地區（如農業大國）與航空燃料主要消費地（國際樞紐機場）往往不匹配，增加了原料運輸和供應鏈的成本與復雜性。

前沿原料技術不成熟：以CO?和綠氫為原料的PtL路線雖前景廣闊，但其核心的碳捕集和高效電解水制氫技術成本高昂，距離大規模商業化應用尚有距離。

3.2 工藝技術的成熟度不足與產業化難題

目前，除HEFA路線外，多數SAF生產技術仍處于示范或中試階段，規模化生產面臨技術與經濟雙重挑戰。

核心技術依賴：部分先進工藝的關鍵催化劑、工藝包仍依賴國外，存在“卡脖子”風險。自主創新能力亟待加強。

生產成本高昂：這是SAF市場推廣的最大障礙。目前SAF的價格通常是傳統航煤的數倍。高昂成本源于原料、技術不成熟導致的低收率、以及生產規模小帶來的高單位成本。

產業化生態薄弱：從實驗室的克級樣品，到千噸級中試裝置，再到百萬噸級的商業化工廠，每一步都需要巨大的資金投入和長時間的工程化驗證，目前完整的產業生態尚未形成。

3.3 安全性與可持續性認證體系的高成本與復雜性

認證成本高昂：完成全套ASTM安全性認證，需要投入巨額資金和數年時間進行海量測試，對中小企業構成極高門檻。

可持續性標準不統一：雖然國際上有RSB、ISCC等體系，但各國和地區（如歐盟、美國）的政策與標準存在差異。中國尚未建立完善且被國際廣泛認可的本土SAF可持續性認證體系，這既不利于規范國內市場，也阻礙了國產SAF進入國際供應鏈。

3.4 市場需求不足與“雞與蛋”困局

這是當前SAF產業發展的核心癥結。

價格劣勢：航空公司面臨激烈的市場競爭和燃油成本壓力，在缺乏強制政策或足夠補貼的情況下，主動大規模采購高價SAF的動力不足。

供需相互觀望：生產商因看不到清晰、穩定、大規模的市場需求信號，不愿冒險投資建設大型生產裝置；而航空公司則因SAF供應不穩定、價格高，不愿簽訂長期采購協議。雙方陷入相互等待的僵局。

四、系統性解決措施與發展路徑

破解SAF發展困局，需要政府、產業、科研機構多方協同，從供給側和需求側同時發力，進行系統性構建。

4.1 完善原料供應體系與技術創新

拓寬原料來源：在穩步發展廢棄油脂路線的同時，應大力扶持AtJ（利用纖維素乙醇）和FT（利用農林廢棄物）路線，并長期戰略性布局PtL（電轉液）路線。建立全國性的廢棄油脂和生物質資源收儲運體系。

加大技術攻關：通過國家重點研發計劃等渠道，支持“產學研用”聯合攻關，突破低成本催化劑、高效反應器、系統集成優化等核心關鍵技術。鼓勵像華東師大那樣的顛覆性原始創新。

推進示范應用：支持建設萬噸級乃至十萬噸級的商業化示范項目，通過“干中學”不斷優化工藝、降低成本、驗證經濟性。

4.2 建立健全標準與認證體系

加快標準制定：積極參與國際標準修訂，同時加快建立涵蓋原料、生產、混輸、加注、可持續性評價等全鏈條的中國SAF標準體系。推動國內標準與國際主流標準互認。

優化認證流程：在確保安全的前提下，研究探索更高效、更具成本效益的認證方法。支持國內權威檢測認證機構的能力建設。

4.3 強化政策激勵與市場需求創造

這是打破“雞與蛋”困局的關鍵鑰匙。

設定強制性摻混目標：這是國際通行且最有效的政策工具。歐盟規定2025年SAF摻混比例為2%，2030年升至6%。中國也應盡快制定并公布分階段的、具有法律約束力的全國性SAF摻混指令，為市場提供長期穩定的需求預期。

創新成本分擔機制：除了直接補貼和稅收優惠（如美國《通脹削減法案》），可探索多元化的市場機制。例如：①綠色溢價分攤：借鑒新加坡模式，設立旅客自愿或強制的“綠色飛行”附加費，用于采購SAF。②政府綠色采購：將使用SAF的航班納入政府公務出行、郵政航空等強制性采購目錄。③碳市場激勵：將航空業納入全國碳排放權交易市場，并給予使用SAF明確的減排量認定和收益。

推行長期購電協議：鼓勵大型航空公司與SAF生產商簽署長期固定價格采購協議，鎖定未來十年的部分需求，為生產商融資和擴產提供“定心丸”。

4.4 促進全產業鏈協同發展

縱向整合與投資：鼓勵航空公司向上游延伸，通過設立產業基金、股權投資等方式直接參與SAF生產項目，綁定供應并分享產業成長紅利。

橫向合作聯盟：推動形成“需求聯盟”，多家航空公司聯合向生產商發出采購邀約，形成規模需求，增強議價能力。

構建產業生態圈：圍繞SAF，構建從原料收集、燃料生產、混合儲運、機場加注到航司應用的完整產業鏈生態，提升整體效率和韌性。

五、推進可持續航空燃料產業高質量發展

中國擁有發展SAF產業的顯著優勢：豐富的廢棄油脂和農林廢棄物資源、世界領先的可再生能源裝機容量、完整的航空工業體系以及巨大的國內市場。為將這些優勢轉化為產業競爭力，特提出以下建議：

5.1 加強頂層設計與戰略規劃

將SAF明確提升至國家能源安全和綠色低碳轉型的戰略高度。在“十五五”能源、交通、民航等專項規劃中，設定清晰的SAF發展目標、技術路線圖和產能布局。建議以2025年ICAO相關政策實施為節點，盡快啟動全國性的SAF強制摻混計劃，初期可從1%起步，并明確2030年、2035年的提升目標。

5.2 推進核心技術自主攻關與標準體系建設

設立國家科技專項：針對PtL等前沿路線、低成本纖維素乙醇轉化、高效催化劑等“卡脖子”技術，組織優勢力量進行聯合攻關，推動自主知識產權技術落地。

建設國家級研發與認證平臺：依托國內領先的石化企業、航空制造企業和科研院所，建立國家級SAF工程研究中心和適航認證中心，為全行業提供技術研發、測試評價和認證服務。

5.3 加大政策支持與金融創新

財政稅收激勵：對SAF生產項目給予投資補貼，對產品給予消費稅減免或增值稅即征即退。將SAF生產設備納入技術改造支持目錄。

綠色金融支持：將SAF項目明確納入綠色信貸、綠色債券等支持范圍，鼓勵開發可持續發展掛鉤貸款等創新金融工具。

航空碳市場設計：在設計航空業進入全國碳市場的規則時，對使用經認證的SAF產生的減排量，給予明確的抵消或獎勵機制。

5.4 促進航空發動機產業與SAF協同發展

樹立“燃料即部件”的先進理念，推動航空發動機與SAF的協同設計與驗證。

主動適配：發動機研發單位應提前介入SAF研發過程，從燃燒室設計、燃油系統材料相容性、潤滑油匹配等方面，研究如何更好地發揮SAF的性能潛力，甚至開發SAF“友好型”或“專用型”發動機。

聯合驗證：中國航發、中國商飛應與中石化、中石油等SAF生產商緊密合作，建立“燃料-發動機-飛機”一體化驗證平臺，加速國產SAF在國產大飛機（C919、C929）上的應用取證進程。

5.5 深化國際合作與市場拓展

融入全球體系：積極參與ICAO、ASTM等國際組織的規則與標準制定，推動中國標準國際化。鼓勵國內SAF生產商申請國際可持續性認證，為進入國際航空燃料供應鏈掃清障礙。

打造區域標桿：依托“一帶一路”倡議，在生物質資源豐富的伙伴國家，合作建設SAF生產設施，探索建立區域性的綠色航空走廊，提升中國在全球綠色航空治理中的影響力。

六、總結與未來展望

可持續航空燃料是連接傳統航空與零碳未來的關鍵橋梁，其發展并非簡單的燃料替換，而是一場涉及能源、化工、交通、農業和環保等多個領域的系統性革命。

短期來看，SAF產業的主要任務是打破僵局、建立市場。通過明確的強制摻混目標、創新的成本分擔機制和堅定的政策支持，撬動首批規模化產能建設，讓產業運轉起來。預計未來五到十年，以廢棄油脂為主的HEFA路線將繼續主導市場，同時AtJ和FT路線將逐步實現商業化。

中期來看，隨著生產規模擴大、技術持續進步和產業鏈日益成熟，SAF的生產成本將顯著下降，逐步縮小與傳統航煤的價格差距。原料來源將更加多元化，纖維素乙醇和城市廢棄物轉化路徑將扮演更重要角色。中國有望憑借其資源與市場優勢，成為全球SAF重要的生產國和消費國。

長期來看，以可再生能源驅動的“電轉液”技術將走向成熟，并有望在本世紀中葉成為SAF供應的主力軍，最終實現航空燃料的真正零碳化乃至負碳化。屆時，SAF將與電動航空、氫能航空等路徑并存，共同構建一個多元化、韌性十足、環境友好的全新航空能源體系。

中國的SAF產業起步穩健，試點工作已從區域測試邁向全國布局。只要堅持系統思維，強化創新驅動，完善政策環境，促進產業鏈協同，中國不僅能為本國航空業的綠色轉型提供堅實保障，也必將為全球航空業應對氣候變化的偉大事業貢獻不可或缺的中國智慧與中國方案。天空的蔚藍，需要可持續的燃料來守護，這條綠色飛行之路，正在我們腳下堅實延伸。

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