中国⺠航航油航化审定中⼼,航油技术室主任 曾萍

中国⺠航航油航化审定中⼼,航油技术室主任 曾萍(张哈斯巴根/摄)


可持续航空燃料的适航审定和可持续性评价


曾萍(中国民航航油航化审定中心,航油技术室主任):尊敬的各位领导,各位嘉宾,大家下午好!我是来自民航二所航油航化审定中心的曾萍,非常感谢民航报社的邀请也非常荣幸能够在民航信息化论坛这个平台上跟大家共同探讨中国民航未来绿色发展的话题,同时在这个平台上与大家共同分享我们民航绿色SAF的发展以及适航审定和应用的现状,我今天汇报的主题是可持续航空燃料的适航审定和可持续性评价。

我的汇报分为四个方面:

首先介绍一下航油航化审定中心和SAF中心的基本情况,第二个方面是做一个SAF汇报全球发展情况,第三个是SAF发展热点问题,第四个是SAF行业发展机遇。

首先介绍一下我们单位,我们是民航二所航油航化适航审定中心,我们是成立于2010年3月,成立于成都,我们是继整个民航上海航空器审定中心和沈阳小飞机审定中心之后的第三个审定中心,我们主要是负责全国的航空油料航空化学品的适航审定和监管,目前我们的主要是承担航空油料和化学品的项目适航审查和相关工作以及相关证后工作,只要是飞机和发动机用到所有的航空油料和化学品都是由我们进行全链条的适航审定和监管。除了负责审定和监管之外我们还会负责起草航空油料和化学品的适航审定相关的规章程序标准的制定,制定安全评价最基本的安全准则。

第三个方面我们是负责航空油料和化学品的适航验证和安全性评价,我们的飞机油品到底安全不安全、与飞机相溶不相溶,能不能用,这个是我们主要的工作。同时我们会开展航空油料和化学品相关的适航标准和审定技术的研究。

我们整个单位在行业的地位,因为我们是自2010年就开始相关工作,目前我们是中国唯一的一个航油航化适航审定单位,目前是最完善的航空油料化学品全链条的适航完整平台,同时经过多年的审定和监管工作,我们收集到国内最齐全所有工艺的数据库以及安全的数据库。

目前我们中心还是亚洲能力最强的飞机发动机阻燃、防火试验验证机构,也是为国内的919、LG21大型的客机的适航取证做了很多的技术支持工作。同时在成立以来,我们主要是复杂行业的安全监管,我们这么多年对民航做的贡献确保所有飞机发动机在运行过程中航空油料的安全,我们是负责所有的航空燃料从原油到炼厂到加工,再到最后产品最后的一个适航审定,再到全国200多个运输机场以及通航机场整个油品的加注供应确保它的安全运行。同时我们作为国内唯一的航油航化审定中心我们还建立了独创的审定体系,包括我今天所要分享SAF可持续航空燃料、SAF的适航审定,同时推出了国内首个国产涡轮发动机润滑油适航审定,目前已经在华夏航空LG21上面安全飞行3000个小时,也是我们国内目前唯一推出的国产化滑油,打破了国内自民航成立以来30多年零国产滑油石油的历史。目前我们整个中心是致力于国产的航空油料化学品的适航审定。

近几年民航绿色发展的主题,未来SAF是近两年炙手可热的名词,所以面向未来民航绿色发展双碳挑战,接下来的重要工作是开展SAF相关的研究,今年2月18号我们由民航二所专门成立了可持续航空燃料发展研究中心,集中力量开展SAF方面的研究。

这个是我们成立了可持续航空燃料发展研究中心,我们挂靠民航二所是二所下面的二级组织机构,我们主要的发展目标是支持民航局支持计划司,我们做相关的政策、标准和管理办法的编制和制定,引领整个SAF行业规范化发展。

第二个是服务行业提供全链条产业信息化技术服务,对于SAF国内外相关的信息,适航认定、可持续认证全链条的技术服务,同时聚焦在可持续评价这一块,SAF未来在中国民航绿色发展里面到底碳排放减排多少,能够提供多少量的碳减排的贡献,需要通过可持续认证这方面的工作进行评价。同时还有原料工艺技术方面开展研究,找到契合中国能源禀赋特点的发展工艺。

基于此可持续航空燃料发展研究中心目的是建立国家的标准基地,我们在SAF行业目前全球都还是在发展初期,相应的可持续方面的产品标准、质量控制标准以及可持续标准的建立都是我们在SAF研究中心未来集中力量开展相关的工作。同时要构建自主的可持续认证体系,综合国家的资源禀赋特点解决产业发展当中关键的问题。

同时民航二所得到了民航科技创新示范区,我们获得了投入,我们会针对SAF建立一些契合中国能源禀赋特点的验证平台,我们国内可能有四条比较好的工艺,我们都会在工艺平台上开展建设,能够进行技术方面的研究,为SAF方面的适航审定和可持续验证积累经验。打造全面的技术咨询以及民航飞行活动碳排放的核查,这个核查我前面用了多少SAF,航空公司今年减排量是多少,我需要向国际民航组织进行报告,每年都要上报,这也是我们SAF中心的关键业务。

以上是简单介绍一下航油航化审定中心和可持续航空燃料发展研究中心的情况,接下来介绍一下全球SAF的发展情况。SAF这一块大家还不是特别了解,针对SAF我们全称是可持续航空燃料,它是区别于传统的化石燃料,传统是通过原油,SAF是以废弃油脂、农林业废弃物、城市固体废弃物、工业废气、二氧化碳等废弃和可再生资源作为原料而炼制生产而成,生产出来SAF的产品需要经过航空的安全适航标准评价同时通过我们的可持续性评价进行全生命周期与化石基能源相比,你的减排值达到了10%以上,比如说传统的航煤排放量是100%,你的减排量至少是90%你达到了减排10%以上,才具有减排的价格,才是可持续航空燃料,只有通过可持续航空燃料认证的油品才是SAF,才能用作国际上宣称的未来的减排目标。

SAF制造出来它的特点实际上它跟传统航煤必须非常的相似,传统航煤我们也是碳8到碳16,SAF也是在这个区间,我们必须是相应相似化学的基本的分子,包括性能燃烧性能、清洁度、流动性以及我们对飞机发动机材料的相容性都是需要在兼容条件下才是一个安全的产品,这个是我们对SAF的定义。对于SAF的发展背景而言,实际上现在国际国内对于SAF发展需求都是一个呈直线上升,各国都制订了自己的目标,包括国际民航组织等等,国际民航组织最开始就制订了一个CORSIA的计划,强制执行是2027年,我们是基于以2019年民航运输的碳排放总量为基础,你后续所有的增量必须是用SAF底下或者买碳税,这个机制从根本上来说应该是抵制的,因为它阻碍了我们民航发展。欧美已经发展到了一定程度,它的增量已经很少了,中国民航还是处于发展中,所以我们的增量会很大,这一块COSRSIA机制对我们不是那么友好的,所以我们必须要全力发展自己的SAF产业链,做出更多减排效果更好、而且能够获得国际认证的SAF产品,这样才能够帮助我们中国实现减排的履约。

同时在2050年ICAO提出了2025净零排放的长期理想目标,在去年会议上提出了2030年的减排强度要达到5%,我们的SAF的使用量大概是6%,同时国际组织也都提出了2050年的净零飞行目标,这是国际上的一些组织以及机构对于SAF预测的使用量。

左下图是国际航空业净零排放对于SAF贡献度的预测,这里面提出,SAF对于未来碳减排的贡献度是65%,对于其他的飞机提高燃油效率新技术氢能、电能等等占比13%,对于长距离大的运输来说可能电能为时过早。在一些运行基建、空管的优化上面占比也比较少,只有3%,还有一个是碳捕捉和碳抵消也是占比9%,从国内预测来看我们的SAF的减排能够贡献达到99%以上,这个是我们最新的一个数据。对于未来的预测,2050年对于全球的SAF使用量可能是3.5亿吨,中间的虚线是2019年全国的航煤的销量,未来2050年我们SAF的需求量会大于2019年全球航煤的消费量,整个需求量是非常大,如果我们要完成目标,SAF未来在中国产业链必须要进行非常好的发展,有足够的产能。

针对国内来说,3060目标,民航制定了相应的绿色发展规划,绿色发展的要求,我们可以看到落实庄严承诺,我们需求量整个民航业目前运输飞机4165架,航煤消耗量3684万吨,SAF使用5万吨,2050年运输飞机是1万架,航煤的消耗量是9000万吨,SAF的使用量是4500万吨,未来的消耗量是非常大的。从国际国内的需求量来说未来SAF都是一个非常关键的一个方向。

这个是世界各国的发展目标,强调一下美国,它非常激进2050年是1.05亿吨,100%的提出传统的航煤。目前我们已经开始在相应的试点应用,这个是中国国内SAF的政策,2024年8月份我们提出了关于加快经济社会发展全面绿色转型的意见,这里面提到了碳排放强度相比2020年下降9.5%左右,SAF使用量可能在10%,与国际的使用量目标是比较接近的。

第三个方面SAF适航审定和可持续,目前来说SAF要使用有三个方面至关重要,第一是适航审定,安全不安全,能不能用,第二个是减排不减排,减排多少,给我们的价格,绿色减排跟价格相关,第三个是否可行,原料能不能规模化收集,有没有经济性。

适航审定这一块,我们航油航化审定中心已经把全部的链条打通,SAF必须是Drop  in和Non Drop  in,我们跟现有的商用航煤非常相似,它的性能都没有其它的一些影响,目前我们可以直接使用,不改变非常发动机的设计。对于全新的燃料全新的SAF没有被批的,可能要走全流程的适航审定。全流程的适航审定,就是ASTMD4054里面所说到的,我们从理化到特性到材料到部件我们都要进行全面的适航验证,当然这个流程会相对比较长。目前我们在国际上包括中国已经批准7条路线,包括了现在可能会用到中国未来发展的四条路线,如果有油品我们就可以从简化的流程只需要做理化特性和材料,不需要做发动机和台架,这就是我们下面优化的审批流程。

现在我们已经制定的标准里面可以不用走全流程,全流程针对我们未来的PTL没有批的可能需要走全流程,目前为止依托民航示范区以及民航大的发动机台架我们也可以解决这个问题。目前从批准包括我们跟波音空客沟通下来,我们目前的SAF审批只要中国批准了,波音空客是直接可以用的。

这个是简单的标准的对比,这个图展示了我们中国建立体系跟欧美是一致的,我们今年6月份跟欧洲空客开会交流的时候他们也比较认可我们的标准体系,我们制定的安全标准体系与他们是完全一致,也就是说比较代表中国是在技术标准上一致,管理上的差异性,我们审定的结果是可接受。

这个是整个适航审定框架体系,航油航化审定中心在整个适航令下面的一个层级,通过我们建立审定体系实现了航空油料全链条的管理模式,实现了从飞机发动机开始到飞机加注的批准,整个批准我们通过了TC、STC,对于SAF来说我们实现了CTSOA批准方式实现了在SAF的运输储存加注以及检测过程采用了HYG和HYJ的这么一个批准方式,实现了整个全链条SAF的安全保障。

这边是整个建立的适航审定体系,对于SAF来说我们有规章有程序有标准,甚至是审查的作业书建立了比较完善的适航审定体系,确保SAF行业发展。

这个是针对SAF来说整体审批的程序,因为我们是用行政审批的方式,包括申请人从申请、受理、设计、审查、生产审查到最终的全面评审,最终我们会颁发CTSO的证书,目前国内HEFA工艺的产能已经到达了30万吨,目前我们正在审核浙江嘉奥以及张家港的颐高等等,如果我们HEFA全部的产能通过适航审定目前应该能够达到200万吨每年,目前来说是在国际欧美这一块国际的产能都是相对比较充足,足以应对我们在2030年SAF的使用目标。

第二个是可持续认证,这一块ICAO设立了可持续评价的要素,包括14个,你要对环境、水、土壤、空气、当地经济、人、地全面的评价,才能表明SAF是具有减排属性的。我们现在民航二所的SAF根据14个要素搭建中国的可持续航空燃料适航以及可持续评价体系,包括对经济运营商、可追溯性,我们要求对SAF从原料,从出生到坟墓全链条减排多少必须在整个系统平台里面实现追溯和可持续认证。

目前为止我们国际上只有RSB和ISCC这两个机构能实现SAF的可持续认证,但是这对于我们中国来说有一些信息的安全,因为我们需要把土地信息、人权信息、数据包括工艺数据要暴露给外方,这里面有一些威胁,为什么我们要致力于建设中国的体系。

建设过程中我们以民航二所作为体系的拥有者,协同我们SAF的产业联盟以及我们在民航局的监管下,我们最终是致力于成为国际上的第三家获得ICAO认可的体系,能够致力于中国SAF的发展,未来的方向是我们中国的SAF通过可持续认证评价之后可以获得双方的互认。

这个是目前我们二所在可持续认证评价体系这一块建立的标准,我们对于可持续评价需要有相应评价的标准、规范,所以我们在前期工作中建立了国标、行标,标准先行,在与国外的对话机制上我们有自己的话语权,介于中国的国情建立中国的可持续评价体系。

目前我们的进展已经在标准体系和研究平台、认证体系三个方面进行建设,标准体系就是从评价方法、工艺、再到算法、到数据库,到国际交流的方面。第二个是研究平台,我们利用科技示范区建立了数据库、模型模范,这一块我们在紧锣密鼓的建设过程中,预计在2025年的上半年可以完全建成。认证体系手册体系也是在不断完善过程中,我们想基于中国的国情建立自主的可持续认证体系,加强与国际标准的交流合作,甚至通过“一带一路”把亚洲、东南亚可持续认证体系全面进行覆盖。

原料工艺这一块,目前我们已经批准了46种合作原料,目前为止11种产品工艺目前是国际和国内都已经完全批复,如果有这个产品适航认证时间不需要很长。因为它是一个成熟的工艺,目前适合中国发展的11条工艺里面的4条,对于中国来说目前我们的200万吨的产能HEFA目前是已经具备的,足以应对中国的使用量,目前为止大家也是在逐步的开展气化和PTL工艺路径的研究,对于HEFA来说,我们有工艺原料的上限只有500万吨,我们的农林废弃物、林业废弃物量比较大,最大的问题是我们的规模化收集、我们的工艺是否成熟,这个是我们待研究的点。

这个是14条工艺路径,最主要是中间通过不同的化学反应,只要是有碳的,只要是碳基我们就可以转化成燃料,只是我们要关注过程中是否有经济性、可使用价值。

工艺难度,废弃物的工艺难度是最低目前价格最高,工业废气它的难度非常高,二氧化碳转化,它需要非常大的催化剂的突破,油脂类非常贵但是它的工艺难度比较低,全球只有HEFA才成熟,其它都是在研究过程中。

最后总结一下,从SAF面临的问题以及行业的机遇,目前我们SAF最重要的问题是缺少一些政策的引领,也没有一个明确的目标,包括现在沟通的一些企业HEFA投资起来工艺比较成熟,其他的一些投资成本非常贵,但是我们需要看到有信心才会进行相关的规模化的投资,这一块是我们需要下一步关注的重点。同时原料收集、成本包括HEFA目前还再出口原料油这一块需要政策支持,生产技术这一块未来我们还需要更多加强科研的投入,缺乏可持续认证体系,相信二所不断的努力建立中国自主的可持续认证体系,能够在可持续性这一块与欧美对话建立自主的话语权。

未来的机遇,中国的绿色发展机遇局方也在不断的努力,包括今年下半年的试点应用和明年常态化的试点,对制定中国的SAF政策和使用的目标,同时,我们中国的产业非常好,我们的餐饮废油的量比较大,各种原油的物资、农林废弃物,可利用的原料非常丰富,加上国内的科研加强工艺技术的研究,未来SAF产业链发展会非常好,同时我们有航油化审定中心我们建立自己自主的适航审定体系,相信未来SAF会作为新质生产力上升到国家的战略工程,能够加快培育SAF的产业链发展,支持我们民航的绿色转型。

今天我讲的就是这些,谢谢大家!

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