赛迪译丛 | 《净零行业跟踪-2024版》摘译

《净零行业跟踪》分析了八个跨生产、能源和运输的排放密集型行业在实现净零排放方面的进展情况，以及这些行业向净零排放过渡的五个关键因素。为衡量各行业实现净零排放转型的就绪度，报告制定了一套评分系统，例如，在技术就绪水平（TRL）中，1-3分表示技术处于概念阶段，4-6表示原型测试阶段，7-8表示示范阶段，9表示早期采用阶段，10-11表示完全开发的成熟技术。报告中的目标基于对国际能源机构（IEA）“2050年净零排放路线图”、国际航空运输协会（IATA）“净零排放路线图”、国际民用航空组织（ICAO）“长期全球立项目标”（LTAG）、国际海事组织（IMO）“温室气体减排初步战略”、国际铝业协会（IAI）“温室气体路径”和国际能源机构“石油和天然气净零转型排放报告”的数据分析而设定的。还根据国际清洁交通理事会（ICCT）、国际能源机构的既定政策情景和“可行使命伙伴关系”（MPP）的具体领域轨迹考虑了“一切照旧情景”（BAU）轨迹。

（一）进展与成效

该领域目前占全球二氧化碳当量排放量的2.5%。化石燃料占该行业燃料消耗的99%，因此成为排放强度的主要因素。航空公司已开始少量使用可持续航空燃料，然而，可持续航空燃料的高成本和有限供应为扩大其使用范围带来了重大挑战。空客公司宣布将于2024年与全球机场签署多项合作协议，ZeroAvia等市场新进入者正在研发氢-电动力系统，计划到2027年向市场推出改装的氢动力飞机。预计到2050年，航空总体需求将比2023年增长2.1倍。为实现2050年净零排放目标，扩大可持续航空燃料和电动力或氢动力飞机等长期解决方案至关重要。

（二）关键因素

1、技术

一是可持续航空燃料（SAF）。主要包括通过各种途径生产的生物燃料，以及由捕获的碳和低排放的氢电解制成的合成航空燃料。加氢处理酯类和脂肪酸（HEFA）目前最为成熟，并有可能一直保持到2030年，已宣布的可持续航空燃料生产设施中有85%采用了这一路径。电转液发展迅速，由于依赖可再生资源，具有长期可扩增性，但成本仍然很高。

二是改进飞机设计和空中交通管理。在正常的机队更替周期内用效率更高的新飞机替换退役飞机可定期提高能效。提高航空燃油能效的措施进展迅速，如先进的发动机设计和轻质材料，但仍处于早期发展阶段。短期可能采用在飞机机翼上加装小翼这一减排的解决方案。其他先进技术，如减轻机舱重量或改用电动滑行、优化进近/起飞程序、通过改进空气动力学降低巡航时的垂直速度能效、改进拥堵管理和发动机清洗，也为减排提供了可能。

三是新型推进技术。航空领域的新型推进技术，如氢燃料电池、电池-电力和混合-电力飞机，发展势头更为强劲，但仍处于大型原型和示范阶段，预计到2030年可投入商业使用。氢气的主要挑战包括生产、运输和环境影响评估。电池-电力飞机虽然有望用于短途飞行，但目前能量密度较低，按重量计算，其能量仅为喷气燃料的五十分之一。混合动力电动飞机将传统燃料和电力推进结合起来，更接近商业化，有望在近期发挥重要作用。

2、基础设施

航空业需要可持续航空燃料设施来促进原料向燃料的转化。目前，可持续航空燃料的生产还处于早期阶段，在燃料总用量中所占比例还不到1%。此外，向替代燃料过渡还需要对现有机场设施进行调整和改造。为了满足未来的需求，还需对可再生能源基础设施进行大量投资，同时推进碳捕集与封存（CCS）技术，以减少过渡阶段传统航空运营的排放。

3、需求

目前航空能源消耗中只有不到1%来自低排放源。尽管成本较高，但与传统煤油相比可持续航空燃料密度较低，但每公斤燃料的能量含量较高。政府的激励措施和政策对于抵消高成本并鼓励采用至关重要。

4、资金

航空业将需要5万亿美元的资本投资来开发和实施低排放技术和基础设施。这项投资需要更广泛的航空生态系统来建设必要的基础设施，如可持续航空燃料生产设施和机场加氢站。

5、政策

欧盟、美国和其他几个航空大国在鼓励采用低碳技术的授权和激励政策方面都走在了世界前列。然而，航空业本质上是一种跨境活动，需要碳核算框架和可持续性标准的协调、互认，以确保低碳技术部署的透明度和问责制。各国需要与可持续性核查组织合作，加强排放报告的准确性，确保生态系统参与者遵守明确、一致的准则。

（一）进展与成效

（二）关键因素

1、技术

一是零排放燃料和推进技术。与低硫燃料油相比，使用低碳氢生产的氢、氨和甲醇可减少高达 99%的温室气体排放。目前，用于航运业的清洁氢基燃料生产仍主要处于示范阶段，尚未实现全面的商业部署。随着中国和美国绿色氢气生产设施的扩建，氢气生产取得进展，但在欧洲的生产却停滞不前。

二是低排放过渡燃料。尽管零排放燃料有望引领船舶业实现净零排放目标，但在零排放燃料的生产和使用尚未达到理想水平之前，液化天然气和生物燃料等低排放过渡燃料对于减排也很重要。根据未来成本预测，以液化天然气为燃料的船舶与使用液化全氟辛烷磺酸的船舶相比，船主的总持有成本预计仅高出0-8%，而使用生物燃料的船舶则高出10-30%。

三是能效。几项技术目前正在研发以优化船舶发动机的能耗，例如，使用风帆、利用风能已证实可减少5%-8%的航运能耗。由于燃料电池比内燃机更节能，且不排放污染物，因此也在考虑使用不同类型的燃料电池。

2、基础设施

为实现2050年净零排放目标，将需要72MTP的清洁氢产能来生产净零排放燃料。根据全球海事论坛（Global Maritime Forum），到2050年，这将占总燃料结构的95%。船厂的产能也需扩大，以容纳新的双燃料、零排放燃料兼容船舶。同时需要增加新的零排放燃料船舶，因此，为不同的零排放燃料研发配套的加油基础设施至关重要。到2050年，预计95%的燃料结构将采用零排放燃料。

3、需求

市场缺乏明确的需求信号，特别是客户是否愿意付钱。因此，各公司对研发新的零排放燃料发动机、签署长期燃料采购协议犹豫不决。此外，承运商目前习惯于现货购买燃料，并预计未来零排放燃料的成本将下降，长期燃料承购协议的吸引力就不大。但由于运输成本在产品价格中只占很小的比例，这种绿色溢价转嫁到客户身上的最终零售价格只增加了1-2%。虽然终端客户价格上涨的百分比较低，但从绝对值来看，这对石油、谷物和金属等基本商品的价格是显著增长，并对发展中国家产生重大影响。

4、资金

航运业预计需要2.6万亿美元以推进零排放燃料的生产、研发与零排放燃料兼容的航运船队。这意味着每年需要增加约910亿美元的资本投资，是目前的两倍多。这些额外投资大部分必须来自生态系统，以建设有利的基础设施。航运业去碳化需要扩大清洁氢、“二氧化碳捕获、利用和封存技术”和加油基础设施的规模，还需投资对现有船队进行双燃料发动机改造，以支持低排放燃料和零排放燃料的使用。

5、政策

全球航运业受国际海事组织法规的管辖。2023年，国际海事组织更新了其温室气体战略，旨在2050年或2050年前后实现净零排放，2030年和2040年实现中期目标，到2030年零排放或接近零排放燃料的使用率达到5%，力争达到10%。

来源丨赛迪智库安全产业研究所

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