Research Status,Hotspots, and Trends of Sustainable Aviation Fuel (SAF)
TIANLijun,LIU Xin(School of Transportation Scienceand Engineering,Ciwil Aviation Universityof China, Tianjin 3Oo30o,China)
關(guān)鍵詞:可持續(xù)航空燃料;文獻(xiàn)計(jì)量;CiteSpace;VOSviewer;Histcite 中圖分類號(hào):F403.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A DOI: 10.13714/j.cnki.1002-3100.2025.09.01
Abstract:Inorder toexploretheresearch status,hotspots,anddevelopmenttrendsof SustainableAviationFuel(SAF),thispaperis basedontheWebofSciencecorecollectiondatabase.Usingtolssuchas CiteSpace,VOSviewer,HistCite,etc.,thebasic characteristicsof SustainableAviationFuel(SAF)literaturearesystematicallsortedandanalyzedfromdiferentperspctives,includingpublicationvolume,authorcolaborationnetworkmap,nationalcollaborationnetworkmap,institutionalpublicationand countryflitionientificapandjoualdistibutionAndroughthaalysisofeywordfrequencykeyordcce graph,keywordsuddenessandkeyiteraturereviewthemainreseachotspotsandevelopmenttrendsofsustainableaviation fuelsarequantiativelyanalyzed.Theresultsindicatethat:(1)Theresearchonsustainableaviationfuelshasinterdisiplinaryand crossdisciplinarycharacteristics,andhasnowenteredaperiodofrapidgrowth;(2)Atpresent,multipleresearchteamshave beenformedonsustainableaviationfuelresearch,buttheircooperationisnotveryclosetoeachother;(3)The UnitedStatesis attheforefrontofresearchonsustainableaviationfuels,withmultiplehigh-levelresearchinstitutions.Chinahasweakeresearch capabilitiesinthisfieldandlesscooperationwithcountrieswithstrongresearchcapabilitiessuchastheUnitedStatesandGer many;(4)Biofuelsareahottopicinthefieldofsustainableaviationfuelresearch.Fromtheresearchtrend,thefocusofSAF researchinthefuturewillbeonthecconomicandtechnicalfeasibilityofconvertingdiferentalternativefuelsintoSAF.This studysummarizesthebasiccharacteristicsofsustainableaviationfuelandanalyesthedevelopmenttrendofthisfeld,wiccan provide reference for the development trend of SAF field.
Key words: sustainable aviation fuel; bibliometrics; CiteSpace; VOSviewer; Histcite
隨著航空業(yè)的迅速發(fā)展,民航碳排放隨之增長(zhǎng)迅猛。根據(jù)國(guó)際民航組織(ICAO)的統(tǒng)計(jì),2021年航空業(yè)碳排放量占到全球交通運(yùn)輸行業(yè)碳排放量的 10% ,占全球碳排放總量的 2% [1]。考慮到航空領(lǐng)域?qū)θ蛱寂欧诺挠绊懀?022年10月,ICAO成員國(guó)確定了在2050年實(shí)現(xiàn)國(guó)際航空業(yè)務(wù)凈零排放的目標(biāo)(Net-zero Carbon Emissons)2]。在航空業(yè)諸多減排措施中,創(chuàng)新飛行器技術(shù)、提高運(yùn)營(yíng)與基礎(chǔ)設(shè)施效率等常規(guī)技術(shù)領(lǐng)域優(yōu)化所產(chǎn)生的減排潛力相對(duì)有限,電動(dòng)飛機(jī)和氫能飛機(jī)仍舊需要技術(shù)的進(jìn)一步開發(fā),因此,應(yīng)用SAF被業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為是最有潛力的碳減排措施。目前,已有學(xué)者對(duì) SAF的安全標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展歷程及趨勢(shì)進(jìn)行了梳理,也有文獻(xiàn)對(duì)當(dāng)前SAF的主要原料、技術(shù)路徑做了深入分析@。既有的文獻(xiàn)研究為本文提供扎實(shí)的研究基礎(chǔ),深化了對(duì)可持續(xù)航空燃料(SAF)研究認(rèn)識(shí)。但目前仍缺乏對(duì) SAF研究現(xiàn)狀、熱點(diǎn)和趨勢(shì)的系統(tǒng)性分析。本文采用CiteSpace、VOSviewer、HistCite等工具,基于Webof Science 核心集合數(shù)據(jù)庫(kù),SAF領(lǐng)域的研究文章進(jìn)行可視化分析,通過對(duì)發(fā)文量、研究作者、學(xué)科性質(zhì)、國(guó)家和機(jī)構(gòu)、重要文獻(xiàn)、關(guān)鍵詞聚類以及關(guān)鍵詞突現(xiàn)等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)量分析,全面了解 SAF領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀與研究熱點(diǎn),旨在為未來(lái)SAF的研究提供理論支撐和參考依據(jù)。
1數(shù)據(jù)來(lái)源和研究方法
1.1數(shù)據(jù)來(lái)源
數(shù)據(jù)來(lái)源于WebofScience核心集合數(shù)據(jù)庫(kù),以“TS (SustainableAviationFuel)”進(jìn)行檢索,文獻(xiàn)語(yǔ)言為英文,共檢索到669篇文章,篩選去重后得到有效文獻(xiàn)512篇,由于篩選后的文獻(xiàn)最早年份為2005年,故時(shí)間設(shè)定為2005—2023年。所得文獻(xiàn)數(shù)據(jù)記錄均包含文獻(xiàn)作者、標(biāo)題、摘要、參考文獻(xiàn)等完整數(shù)據(jù)。
1.2 研究方法
利用CiteSpace做SAF的科學(xué)地圖分析,關(guān)鍵詞詞頻、突發(fā)性分析;利用VOSviewer對(duì)學(xué)科主題之間的關(guān)系進(jìn)行清晰的呈現(xiàn),對(duì)文獻(xiàn)的各個(gè)知識(shí)單元進(jìn)行可視化呈現(xiàn);使用HistCite計(jì)算期刊發(fā)文量分析、重要文獻(xiàn)分析。三種軟件結(jié)合使用能更加直觀地進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化分析,得出嚴(yán)謹(jǐn)?shù)慕Y(jié)論。
2SAF研究文獻(xiàn)基本特征分析
2.1 發(fā)文量演變
研究論文發(fā)表數(shù)量的時(shí)間分布反映了SAF的研究進(jìn)展和發(fā)展趨勢(shì)。圖1表明2005—2023年可持續(xù)航空燃料 SAF研究的總體發(fā)展趨勢(shì),年度發(fā)文量增長(zhǎng)迅速,但累計(jì)發(fā)文量依舊不足,表明SAF研究剛剛起步。從整體來(lái)看,SAF的發(fā)文量可以大致分為三個(gè)階段,2005—2016年發(fā)文量?jī)H在2015年突破個(gè)位數(shù),增速極其緩慢,發(fā)表文章48篇,僅占發(fā)文總量的 9.41% ;2017—2020 年,SAF的研究開始引起學(xué)術(shù)界的關(guān)注,年發(fā)文量有較大幅度的增長(zhǎng),發(fā)表文章108篇,占發(fā)文總量的 21.20% ;2020年以后發(fā)文量大幅度的攀升,年均發(fā)文量都超過了100篇,2023年達(dá)到發(fā)文頂峰130篇,預(yù)計(jì)此基礎(chǔ)上發(fā)文量將達(dá)到新的頂峰。2016年10月,國(guó)際民航組織(ICAO)在第39屆大會(huì)上通過了第一個(gè)全球性行業(yè)減排市場(chǎng)機(jī)制(CORSIA),并在其中強(qiáng)調(diào)了可持續(xù)航空燃料的重要性。這也在一定程度上反映了為何 2016年以后關(guān)于SAF的研究文章有了大幅度的增加。
2.2研究力量分析
2.2.1 作者分析
根據(jù)普萊斯定律,當(dāng)核心作者發(fā)文數(shù)量能夠近似達(dá)到全部論文數(shù)量的 50% 左右時(shí),即可認(rèn)定該領(lǐng)域研究已形成核心作者群,發(fā)表3篇及以上論文的作者被認(rèn)定為SAF研究領(lǐng)域的核心作者。利用HistCite 計(jì)算出發(fā)文數(shù)量位居前列的作者有:HeyneJoshuaS(13篇),Yang Zhibin(10篇),Dwivedi Puneet、Brandt Kristin、Wolcott Michael等作者都發(fā)表了9篇論文。作者合作網(wǎng)絡(luò)圖譜見圖2,圖譜中節(jié)點(diǎn)的大小和節(jié)點(diǎn)間的連線分別表示作者的發(fā)文量和作者間合作關(guān)系的緊密程度。由圖2可知,在SAF研究領(lǐng)域華盛頓州立大學(xué)的 Heyne Joshua S、Brandt Kristin、佐治亞大學(xué)Dwivedi Punee 等學(xué)者形成了各自的學(xué)術(shù)集團(tuán)。
2.2.2 國(guó)家與所屬機(jī)構(gòu)分析
基于VOSviewer軟件進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)圖譜分析,發(fā)文國(guó)家間的合作關(guān)系見圖3。圓圈越大代表著更多的發(fā)文量,圓圈間的距離表示合作密切程度,距離越小表明合作關(guān)系越密切。美國(guó)在SAF領(lǐng)域的發(fā)文量最多(160篇),德國(guó)和英國(guó)分別以75篇、61篇發(fā)文量位居二三位,中國(guó)發(fā)表文獻(xiàn) 50篇。從各國(guó)之間的連線來(lái)看,在 SAF研究領(lǐng)域美國(guó)和德國(guó)有著較深人的聯(lián)系,中國(guó)作為其中一個(gè)關(guān)鍵的節(jié)點(diǎn),與沙特阿拉伯、印度、日本、澳大利亞等國(guó)開展了較多的研究,反映出我國(guó)通過實(shí)施“走出去,請(qǐng)進(jìn)來(lái)”的研究戰(zhàn)略,促進(jìn)國(guó)內(nèi)學(xué)者有更多的機(jī)會(huì)與國(guó)外高水平機(jī)構(gòu)和學(xué)者進(jìn)行交流與合作。由表1可知,Washington State Univ(20篇)、Univ Dayton(18篇)、Delft Univ Technol(16篇)這三家機(jī)構(gòu)發(fā)表的論文位居前三,且其總引用次數(shù)也最多,說明在SAF 研究領(lǐng)域這三家機(jī)構(gòu)的研究最深入,影響力最大。在國(guó)內(nèi),中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(10篇)是我國(guó)在SAF研究領(lǐng)域的主力軍。在發(fā)文量超過10篇的12家機(jī)構(gòu)中,美國(guó)占了7家機(jī)構(gòu),說明其在 SAF研究領(lǐng)域的實(shí)力強(qiáng)勁,遠(yuǎn)超其它國(guó)家。而中國(guó)只有中國(guó)科學(xué)院大學(xué)人圍,說明目前國(guó)內(nèi)在SAF領(lǐng)域的研究能力不足,同時(shí)有圖可知中國(guó)與美國(guó)、德國(guó)及英國(guó)等國(guó)在SAF研究領(lǐng)域的聯(lián)系不太緊密。因此我國(guó)需要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì) SAF研究的投入,并加強(qiáng)與西方國(guó)家的聯(lián)系。
2.3 學(xué)科性質(zhì)分析
2.3.1科學(xué)地圖分析
由圖4可知,四條較粗的引用軌跡線(兩條黃色和兩條紫色)和高的Z-Scores函數(shù),表明了獸醫(yī)、動(dòng)物、科學(xué)領(lǐng)域的出版物主要受到了環(huán)境、毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué) (Z=5.920647 f=2 184) 和化學(xué)、材料、物理學(xué) (Z=2.388 147 8 f=984 )(黃色軌跡)出版物的影響;而物理、材料、化學(xué)領(lǐng)域的出版物主要受到了環(huán)境、毒理學(xué)、營(yíng)養(yǎng)學(xué) (Z=3.0946474 , f=1 224) 和化學(xué)、材料、物理學(xué) (Z=2.1320417 , f=897 )領(lǐng)域出版物的影響。
2.3.2 期刊分布分析
利用HistCite中總引用數(shù)功能解析SAF相關(guān)論文的主要發(fā)表期刊,TGCS表示某一篇文章被整個(gè)WOS數(shù)據(jù)庫(kù)中的文獻(xiàn)所引用的次數(shù),即TGCS 值越高表明該文獻(xiàn)在領(lǐng)域內(nèi)的影響越大。SAF研究領(lǐng)域發(fā)文量排名前十的期刊見表2,其中FUEL、ENER-GIES 期刊分別以41篇、33篇發(fā)文量位居前兩位,AEROSPACE、FRONTIERSIN ENERGYRESEARCH、JOURNALOFCLEANERPRODUCTION都發(fā)表了21篇論文,這些都是SAF研究領(lǐng)域的重點(diǎn)期刊,而JOURNALOFCLEANERPRODUC-TION、APPLIEDENERGY、ENERGYCONVERSIONAND MANAGEMENT期刊的影響因子均大于10,說明這些期刊在SAF研究領(lǐng)域具有重要的地位和影響力。FUEL、ENERGIES 等前10期刊在JCRL類別中是屬于能源與燃料、生物技術(shù)、熱力學(xué)、環(huán)境科學(xué)、化學(xué)、工程、航空航天。
綜上所述,從雙圖疊加分析來(lái)看,在施引期刊中,獸醫(yī)、動(dòng)物和科學(xué)學(xué)科以及物理、材料和化學(xué)學(xué)科是SAF領(lǐng)域研究的主要的學(xué)科;被引期刊主要分布在環(huán)境、毒理學(xué)和營(yíng)養(yǎng)學(xué)學(xué)科以及化學(xué)、材料和物理學(xué)學(xué)科。從期刊分布來(lái)看,SAF研究領(lǐng)域的論文主要發(fā)表在化學(xué)、物理、環(huán)境等學(xué)科。由此可以看出,SAF的研究是多學(xué)科領(lǐng)域的研究,在不同的學(xué)科中間存在著廣泛的學(xué)術(shù)交流和合作,同時(shí)也說明不同學(xué)科之間的影響和合作關(guān)系對(duì)該領(lǐng)域的研究產(chǎn)出具有重要的推動(dòng)作用,有助于推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展和進(jìn)步。從分析結(jié)果來(lái)看,雙圖疊加分析與期刊分別分析表達(dá)的信息一致,雙圖疊加分析側(cè)重體現(xiàn)學(xué)科之間的主要交互特性。而期刊分布分析更側(cè)重于學(xué)科細(xì)分領(lǐng)域的分析。
3SAF的研究熱點(diǎn)及趨勢(shì)分析
3.1關(guān)鍵詞分析
利用CiteSpace軟件進(jìn)行關(guān)鍵詞詞頻及中心性統(tǒng)計(jì),并除去 sustainable aviation fuel以及相關(guān)同義詞,得到表3。其中,biomass(生物質(zhì)燃料)、lifecycle asssment(生命周期評(píng)估)、conversion(轉(zhuǎn)化)、emissions(排放)出現(xiàn)的頻次較多,分別為53次、49次、41次、37次在表3中和生物燃料相關(guān)的詞出現(xiàn)的較多,且由圖5關(guān)鍵詞熱點(diǎn)圖可知,目前將生物燃料轉(zhuǎn)換應(yīng)用為可持續(xù)航空燃料、以及替代燃料的生命周期分析是SAF研究的熱點(diǎn)。
通過研究特定領(lǐng)域關(guān)鍵詞及其出現(xiàn)頻率可以了解掌握該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn),評(píng)估該領(lǐng)域研究?jī)?nèi)容的更新速度及學(xué)科研究活力。因此進(jìn)一步通過VOSviewer軟件對(duì)SAF研究領(lǐng)域的關(guān)鍵詞進(jìn)行聚類分析,構(gòu)建共現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)圖譜,可以較為直觀的看出 SAF領(lǐng)域的主要研究情況,如圖6所示。
聚類結(jié)果顯示共有6個(gè)聚類,選擇顯示更顯著的4個(gè)聚類進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞聚類1主要是關(guān)于SAF生產(chǎn)原料方面的研究,包括的關(guān)鍵詞有 biofuel(生物燃料)、biodiesel production(生物柴油生產(chǎn))、biodiesel(生物柴油)、oil(石油)、aviation biofuel(航空生物燃料)等。理論上廢棄油脂、農(nóng)林廢棄物、城市有機(jī)固體廢棄物、工業(yè)尾氣、能源作物、綠氫等均可用于 SAF生產(chǎn)。廢棄油脂目前是最成熟的SAF原料,但其總量有一定限制;農(nóng)林廢棄物原料充足,發(fā)展?jié)摿薮蟆?/p>
關(guān)鍵詞聚類2主要是涉及SAF技術(shù)路線研究,關(guān)鍵詞包括hydrodeoxygenation(加氫脫氧)、hydrocarbons(碳?xì)浠衔铮?、hydrocracking(氫化裂解),biomass(生物質(zhì))、conversion(轉(zhuǎn)化)、vegetable-oils(植物油)。酯類和脂肪酸類加氫工藝、費(fèi)托合成工藝、醇合成工藝及電轉(zhuǎn)液工藝是目前航空業(yè)普遍認(rèn)為未來(lái)具有較大發(fā)展前景的路線。
關(guān)鍵詞聚類3主要涉及SAF減排貢獻(xiàn)與減排成本的研究,關(guān)鍵詞包括energy(能源)、emissions(排放)、impact(影響)、aircraft(飛機(jī))、model(模型)等?;诓煌腟AF價(jià)格和不同的摻混水平的組合,不同模型工具(如FLEET、SAGE 和FLOPS)和分析方法的研究大膽地估計(jì)了商業(yè)航空的環(huán)境影響和潛在的緩解策略的影響[-8]。關(guān)鍵詞聚類4主要涉及持續(xù)航空燃料的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià),關(guān)鍵詞包括life-cycle assessment (生命周期評(píng)估)、technoeconomic analysis(技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析)等。從技術(shù)成熟度看,HEFA路線、FT路線優(yōu)于ATJ路線和解聚提質(zhì),PIL路線技術(shù)最低[9-I]。從減排成本看,PtL和ATJ最高,HEFA路線最低[10-1]。
3.2重點(diǎn)文獻(xiàn)分析
利用 HisteCite軟件計(jì)算得到SAF研究領(lǐng)域高被引前10的文獻(xiàn)見表4,其中8篇為研究論文,2篇為綜述論文。其中LCS(Local CitationScore)是指在本次數(shù)據(jù)庫(kù)包含的文獻(xiàn)中,有多少篇引用它,數(shù)量越大代表本領(lǐng)域內(nèi)同行推薦越多,此文獻(xiàn)也就越重要。GCS(GlobaCitation Score)表示這篇文獻(xiàn)的全網(wǎng)引用。
LCS次數(shù)最高的文獻(xiàn)是:Sustainablebiokerosene:Processroutesandindustrialdemonstrationactivitiesinaviationbiofuels,Chiaramonti Det al.2重點(diǎn)研究了航空生物燃料與化石煤油高度混合形成嵌入式生物燃料,報(bào)告了從生物質(zhì)原料到可持續(xù)石蠟燃料的主要工業(yè)活動(dòng)和測(cè)試經(jīng)驗(yàn)并提出了廢油是生產(chǎn)石蠟燃料的可替代的可持續(xù)生物質(zhì)原料。在重要文獻(xiàn)中,主要針對(duì)的研究問題是對(duì)生物燃料轉(zhuǎn)化為可持續(xù)燃料的技術(shù)-經(jīng)濟(jì)性評(píng)估,討論不同轉(zhuǎn)化路徑的減排成本以及技術(shù)可行性,得出了原料成本和酒精生產(chǎn)成本占轉(zhuǎn)化過程總成本的 80%[13] ,將殘留物轉(zhuǎn)化為SAF的途徑具有較低的緩解成本[13]。
3.3突發(fā)詞分析
利用CiteSpace軟件對(duì)SAF研究領(lǐng)域關(guān)鍵詞進(jìn)行突現(xiàn)分析(見圖7),分析其研究趨勢(shì)及熱點(diǎn)。根據(jù)突現(xiàn)結(jié)果顯示,關(guān)鍵詞impact、environmentalimpact、airpollution在2oo7年開始爆發(fā),隨后biodieselproduction爆發(fā),表明隨著對(duì)航空排放環(huán)境影響的關(guān)注,生產(chǎn)航空生物燃料用來(lái)替代傳統(tǒng)航空燃料逐漸引起了研究者的注意;biofuel、aviation biofuels、route、technology 關(guān)鍵詞在2015年爆發(fā),顯示出科研工作者對(duì)于航空生物燃料生產(chǎn)技術(shù)路徑產(chǎn)生了濃厚的興趣,Wei-ChengWang等討論了醇制噴氣燃料(ATJ)、油脂噴氣燃料(OTJ)、合成氣費(fèi)托合成噴氣燃料(GTJ)和糖制噴氣燃料等航空燃料生產(chǎn)技術(shù)面臨的主要挑戰(zhàn),ThusharaKandaramathHari等提出未來(lái)藻類可以作為生產(chǎn)燃料的原料[14;在202O年hydrogenation(氫化作用)、gasturbine engine(燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī))等關(guān)鍵詞突現(xiàn),表明研究人員開始關(guān)注氫在航空領(lǐng)域的應(yīng)用以及使用SAF減少飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的非揮發(fā)性顆粒物排放的研究[1。
4結(jié)束語(yǔ)
4.1主要結(jié)論
本文從多個(gè)角度對(duì)2005—2023年Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)可持續(xù)航空燃料(SAF)領(lǐng)域的521篇文獻(xiàn)的作者、國(guó)家與機(jī)構(gòu)、學(xué)科與期刊、研究熱點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了可視化分析,結(jié)果如下:(1)對(duì)于SAF的相關(guān)研究在2005—2016年期間不多,從2016年開始進(jìn)入了快速增長(zhǎng)階段,研究者對(duì)于SAF的關(guān)注日益提升;(2)華盛頓州立大學(xué)的Heyne Joshua S、BrandtKristin、佐治亞大學(xué)Dwivedi Punee 是SAF研究領(lǐng)域內(nèi)的核心作者群,為SAF的研究提供了前沿探索,是該領(lǐng)域內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)力量。其余研究群體相對(duì)獨(dú)立,合作不緊密;(3)美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、中國(guó)是 SAF研究領(lǐng)域的主要國(guó)家,美、英、德三國(guó)合作相對(duì)密切,而中國(guó)與沙特阿拉伯、印度、日本等國(guó)在該領(lǐng)域開展了較多的合作;(4)SAF的研究是多學(xué)科交叉的研究,在不同的學(xué)科之間存在著廣泛的學(xué)術(shù)交流,該領(lǐng)域的論文主要與化學(xué)、物理、環(huán)境等學(xué)科相關(guān);(5)biofuel(生物燃料)、conver-sion(轉(zhuǎn)化)、hydrodeoxygenation(加氫脫氧)、life-cycleassessment(生命周期評(píng)估)、technoeconomic analysis(技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析)、carbon capture(碳捕獲)、aireraft(飛機(jī))是SAF研究文獻(xiàn)的主要關(guān)鍵詞,表面在SAF研究領(lǐng)域生物燃料轉(zhuǎn)化為可持續(xù)航空燃料、碳捕獲、氫能、飛機(jī)技術(shù)提升是研究的熱點(diǎn),其中生物燃料相關(guān)詞匯出現(xiàn)最多,重點(diǎn)文獻(xiàn)中有不少是針對(duì)航空生物燃料的且突發(fā)詞中 biofuel、aviation biofuels、route 等詞爆發(fā),說明目前科研工作者最關(guān)注航空生物燃料生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)成本的研究。
4.2主要啟示
(1)研究范圍要突出“自主可控原則”。航空替代燃料擔(dān)負(fù)著國(guó)家能源安全和碳減排雙重使命,中國(guó)的可持續(xù)航空燃油(SAF)的研究要基于中國(guó)國(guó)情選育遴選減排潛力大、成本效益高、適于規(guī)?;a(chǎn)的SAF原料好工藝。比如AtJ路線在歐美已有示范項(xiàng)目,但在中國(guó)缺乏專利布局、原料供應(yīng)和商業(yè)探索。HEFA路線盡管在中國(guó)技術(shù)成熟,但原料(廢棄油脂)供應(yīng)有限、研究意義有限,而以木質(zhì)纖維素類為原料的A1(費(fèi)托工藝)相對(duì)于煤基原料是成熟技術(shù)路線,原料豐富,可重點(diǎn)關(guān)注。解聚提質(zhì)路線具有較好的研發(fā)實(shí)力,原料適應(yīng)性廣,是適合中國(guó)中長(zhǎng)期需要發(fā)展的技術(shù)路線。
(2)技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)要相互契合。SAF的技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)將是未來(lái)研究的一個(gè)重要趨勢(shì),技術(shù)可行,經(jīng)濟(jì)合理是SAF產(chǎn)業(yè)化落地的基本要求。經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)要識(shí)別SAF成本降低的難點(diǎn),即技術(shù)的突破點(diǎn),也是政策的著力點(diǎn)。項(xiàng)目的財(cái)務(wù)評(píng)價(jià)要基于技術(shù)成熟度,采用動(dòng)態(tài)指標(biāo)與靜態(tài)指標(biāo)結(jié)合的方式對(duì)項(xiàng)目的盈利能力、投資回收期進(jìn)行評(píng)價(jià)。國(guó)民經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)要基于LCA(全生命周期)原則,重點(diǎn)關(guān)注SAF工藝的減排貢獻(xiàn)與減排成本的均衡,關(guān)注SAF定價(jià)的逆向需求對(duì)碳排放的影響,要推演出SAF大規(guī)模應(yīng)用的產(chǎn)業(yè)扶持政策框架和力度。
(3)政策研究要體現(xiàn)“胡蘿 h+ 大棒”的原則。沒有政策支撐,SAF短時(shí)間內(nèi)很難與傳統(tǒng)航煤競(jìng)爭(zhēng),高企的SAF價(jià)格令航空公司望而卻步,中國(guó) 30?60 的減排目標(biāo)就難以實(shí)現(xiàn)。歐美市場(chǎng)的SAF發(fā)展優(yōu)勢(shì)主要得益于“行政指令 + 消費(fèi)目標(biāo) ?+ 補(bǔ)貼激勵(lì)”政策組合的一攬子推廣模式。中國(guó)的 SAF政策一方面要強(qiáng)化行政指令的強(qiáng)制性、指向性、階段性、可量化性,同時(shí)打好貨幣信貸政策、財(cái)稅政策、監(jiān)管政策和產(chǎn)業(yè)政策的“組合拳”以路線圖式的戰(zhàn)略規(guī)劃引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,以強(qiáng)制性的消費(fèi)目標(biāo)、減排目標(biāo)促進(jìn)市場(chǎng)需求壯大,以積極的財(cái)政補(bǔ)貼、稅費(fèi)減免政策刺激供給端擴(kuò)大產(chǎn)能規(guī)模,促進(jìn)SAF產(chǎn)業(yè)進(jìn)入良性發(fā)展循環(huán)。
參考文獻(xiàn):
[1]ICAO.LongTer GobalAspirationalGoal(LTAG)forinternationalaviation[EB/OL].(20-10-1)2024-01-15].ttps:/www. icao.int/environmental-protection/Pages/LTAG.aspx.
[2]ICAO.Stateadoptnet-zero205OGlobalAspirationalGoalforinterationalflightoperations[EB/OL].(2022-10-)[02401 -15].https://ica.int/ewsro/PgesStatesadopsezeoaspiatioalgoal-fointeatioal-flightpatiosp.
[3]張勝軍,門秀杰,孫海萍,等.“雙碳”背景下生物液體燃料的機(jī)遇、挑戰(zhàn)及發(fā)展建議[J].現(xiàn)代化工,2022,42(6):1-5.
[4]CHUCKCJ,DONNELLYJ.ThecompatibilityofpotentialbioderivedfuelswithJetA-1aviationkerosene[J].AppliedEner gy,2014,118(4):83-91.
[5] YILMAZ N,ATMANLI A. Sustainable alternative fuels inaviation[J]. Energy,2O17,140(2):1378-1386.
[6] DE JONG S,ANTONISSEN K, HOEFNAGELSR,et al. Life-cycleanalysis of greehouse gas emissons from renewable jet fuel production[J]. Biotechnology for Biofuels,2017,10(1):64.
[7] 雪晶,侯丹,王旻烜,等.世界生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)與技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)研究[J].石油科技論壇,2020,39(3):25-35.
[8] PEARLSON M,WOLLERSHEIM C,HILEMAN J.A techno-conomicreviewof hydroprocessedrenewable stersandfat acids for jet fuel production[J]. Biofuels Bioproductsand Biorefining,2O13,7(1):89-96.
[9]BAUENA,GERMANL,etal.SustainableAviationFuels:Status,chalengesandprospectsofdrop-inliquidfuels,hydrogen and electrification in aviation[J]. Johnson Matthey Technology Review,2020.64(3):263-278.
[10] ALAMSMA,MASUMMFH,DWIVEDIP.Break-even priceandcarbonemisionsofcarinata-based[J].Sustainable Aviation Fuel Production in the Southeastern United States,2O21(1O):12888.
[11]CHRISTIANE VOIGT,JONAS KLEINE,DANIEL SAUER,et al. Cleaner burning aviation fuelscanreduce contrail cloudiness[J]. Communications Earth amp; Environment, 2021(10):43247.
[12]CHIARAMOND,PUSSIM,BUM,etal.Sustainablebiokerosee:Proces routesandindustrialdemonstratioacti ities in aviation biofuels[J]. Applied Energy,2014,136(12):767-774.
[13]SCOTT,GELEYSE,KRISTIN,etal.Thealcohol-to-jetconversionpathwayfordrop-inbiofuels:Technoeconomicevalua tion[J]. Chemsuschem,2018.
[14]THUSHARA KANDARAMATHHARI, ZAHIRA YAAKOB.Aviation biofuel fromrenewableresources:Routes,opportunities and challenges[J] Renewable and Sustainable Energy Reviews,2015:1234-1244.
[15]BAROUTAJIA,WILBERFORCET,RAMADANM,etal.Comprehensive investigationonhydrogenandfuelcell technology intheaviation and aerospace sectors[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews,2O19,106(5):31-40.
[16]DURDINAL,BREMBT,ELSERM,talReductionof nonvolatleparticulatemateremissonsofacommercialturbofan engineatthegroundlevelfromtheuseofasustainableaviationfuelblend[J].Environmental Scienceamp;Technology:ESamp;T, 2021(21):55.