裕廊岛有一个厂房规模的实验室,可把二氧化碳和氢气直接转化成液态烃,可制成可持续航空燃料。负责团队计划在三四年内设新厂,大幅提升产量,争取在2030年代初实现商业规模,支持航空业绿色转型。

这是新加坡科技研究局与日本重型机械制造公司IHI合作设立的厂房实验室,占地100平方米。它可把二氧化碳和氢气直接转化成液态烃(hydrocarbons,碳氢化合物),进一步加工后能制成可持续航空燃料(Sustainable Aviation Fuel,简称SAF)。

SAF是由再生原料制成的航空代替燃料,从生产到燃烧整个生命周期的碳排放,比传统飞机燃料少80%。

IHI亚太区业务发展(研究)经理辻川顺(Tsujikawa Jun)接受《联合早报》访问时说,目前的生产规模较小,每天约六公升至七公升的液态烃,每年2000多公升;开设新厂后,年产量可提升到10万公升至100万公升。

研究团队准备明年展开技术和经济可行性研究。辻川顺说,新厂料设在新加坡,但具体位置会在完成可行性评估后再确定。

延伸阅读

绿色燃料前进计划启动 促进亚太区可持续航空燃料发展
绿色燃料前进计划启动 促进亚太区可持续航空燃料发展
IATA:航空业难实现 2050年净零目标
IATA:航空业难实现 2050年净零目标
研究团利用催化剂(左),可把二氧化碳和氢气直接转化为液态烃(右)。(林明顺摄)
研究团利用催化剂(左),可把二氧化碳和氢气直接转化为液态烃(右)。(林明顺摄)

航空业碳排放量占全球人类活动碳排的大约2%。据估算,航空业要在2050年实现净零排放,通过采用SAF可达成65%的效果。

2026年起,从我国离境航班须采用SAF,起始目标是把用量升至占燃油总用量的1%,到2030年增至3%至5%;具体占比将取决于全球发展,以及SAF供应和采用的比率。

新科研可持续发展研究院(化工、能源与环境)碳转化与未来能源载体资深首席科学家陈鹭薇说:“若一切顺利,加大生产规模并获得认证后,到2030年代初便可支持本地对SAF的需求。”

捕获碳排放生产SAF效率更高

按美国材料试验协会的标准,量产SAF有九种技术路径,但目前仅一种得以商业化,利用的是氢酯和脂肪酸(HEFA)。

陈鹭薇举例说,若以动物脂或植物等生物质生产SAF,种植作物或养殖动物等都需要时间,这类生产方式往往受到原料产量与时间限制,过程也可能造成环境污染。

“反之,人类每年排放大量的二氧化碳,我们可以捕获碳排放用于生产,效率更高也更环保。”

一般的SAF生产是先把二氧化碳还原为一氧化碳,才与氢气进行化学反应生成碳氢化合物,过程需高温,能源消耗颇大。

辻川顺说:“我们的生产方式利用高效的催化剂,直接让二氧化碳与氢气发生反应,减少整体生产步骤,所需能源和成本都相对较低。”

新科研和IHI曾在2011年进行甲烷化项目合作,用约八年时间研发出高效的甲烷化催化剂。研究团基于相关经验,如今研发SAF生产催化剂只用了两三年。

研究团可以同时测试16种催化剂,并利用机器学习技术,继续优化催化剂研发。(林明顺摄)
研究团可以同时测试16种催化剂,并利用机器学习技术,继续优化催化剂研发。(林明顺摄)

长期SAF价格会逐渐下降

燃料占航空业成本很大一部分,改用SAF是否会加重业者和消费者的经济负担备受关注。不过,专家认为,长期来看SAF的价格会逐渐下降。

国际航空运输协会(IATA)预计,今年SAF产量料翻倍至200万公吨,占航空业总燃料需求的0.7%,全球航空业的燃料成本随之增加44亿美元(57亿新元)。目前,SAF的价格比化石航空燃料高两三倍。

陈鹭薇说,绿色氢能是生产SAF的关键原料,SAF生产成本很大部分取决于绿色氢能的价格。她预测,随着技术持续发展,会让绿色氢能的价格日益减低,加上碳税效应,可促使航空业设法削减碳排放,长期来看SAF的价格会下降。

“社会须要继续运作,人们得乘飞机出行。要推动航空业脱碳,就必须采取行动,推动SAF是关键。”

耐思特争取后年把SAF年产量增至220公吨

耐思特在新加坡的SAF提炼厂是世界最大,每年可生产多达100万吨的SAF。(耐思特提供)
耐思特在新加坡的SAF提炼厂是世界最大,每年可生产多达100万吨的SAF。(耐思特提供)

国际炼油与石油营销公司耐思特(Neste)正扩大SAF的生产,预计到2027年把年产量从现有的150万公吨增至220公吨,或约46.6%。

耐思特在新加坡、芬兰和荷兰都有SAF提炼厂,在本地的提炼厂规模世界最大,每年可产多达100万吨。

耐思特答复《联合早报》询问时说,荷兰提炼厂今年初投产后,目前产量为150万公吨,比去年多50万公吨。集团计划扩大荷兰提炼厂,预计到2027年可把整体产量提高至220公吨。

至于在新加坡的业务,耐思特说,已通过系统性产能提升和优化来增加产量。

它指出,各国政府认识到SAF对削减航空业碳排放的作用,因此通过政策推动相关发展。“不过,仍需要更多刺激增长的政策,以建立SAF的需求明确性,为这种成本密集的新工业吸引更多投资。”

耐思特指出,SAF工业的商业发展目前处于早期阶段,随着生产规模扩大,SAF和化石航空燃料的生产成本差距可缩小。

它强调:“应该注意的是,碳排放和气候影响的成本没有包含在化石航空燃料的生产成本中。如果我们不利用现有的解决方案来减少碳排放,人类付出的代价会多大?”