可持续航空燃料与ATJ路径的作用

可持续航空燃料（SAF）被视为航空业实现深度减排的关键技术路线之一。在众多SAF生产路径中，酒精制喷气燃料（ATJ）因具备良好的可扩展性而备受关注，这主要得益于当前生物乙醇产业已较为成熟，以及原料来源相对丰富。

纤维素原料的挑战与机遇

若要进一步显著降低SAF的碳强度，仅依赖传统原料已难以满足需求，未来更具潜力的是纤维素类原料。然而，这类原料的大规模应用目前仍受到两方面制约：一是纤维素原料本身的预处理和加工成本较高，二是将乙醇升级为航空燃料所需的资本投入较大。

研究设计：在石油炼厂中整合ATJ生物炼厂

伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究团队开展了一项系统研究，重点评估在现有石油炼厂内整合ATJ SAF生物炼厂的财务可行性和环境影响。研究以芒草和开关草这两种纤维素原料为示例，比较了三种不同的工厂布局情景：

1. 独立运行（基准情景）：ATJ生物炼厂作为单独设施建设和运营；
2. 共址情景：ATJ生物炼厂与石油炼厂在同一地点建设，但设施相对独立，仅共享部分基础设施；
3. 改造情景：在现有石油炼厂内部对装置进行改造，实现SAF与化石燃料的共加工。

相关成果已发表在《环境科学与技术》（Environmental Science & Technology）期刊上。

经济性结果：资本成本与MSP显著下降

研究结果表明，在三种情景中，改造情景在经济性方面表现最为突出：

• 与基准情景相比，改造方案可将初始资本成本降低 36%；
• SAF的最低销售价格（MSP）可降低 12%，降至 8.14 美元/加仑；
• 在芒草和开关草两种原料条件下，改造方案均优于独立运行和仅共址的方案。

全球敏感性分析进一步显示，随着在炼厂中共加工SAF的比例提高，MSP呈下降趋势，说明更高程度的整合有助于摊薄成本、提升经济竞争力。

环境影响：碳强度显著优于玉米原料

在碳排放方面，研究发现：

• 不同整合情景（独立、共址、改造）对SAF的碳强度影响相对有限，各情景下碳强度整体保持稳定；
• 与以玉米为原料的路径相比，使用纤维素原料可将碳强度降低 70%以上；
• 在基准条件下，芒草和开关草制得的SAF碳强度分别为：
  • 芒草：17.01 克 CO₂ 当量/兆焦；
  • 开关草：12.23 克 CO₂ 当量/兆焦。

这些结果表明，纤维素原料在减排效果上明显优于传统淀粉类原料。

结论：纤维素ATJ共加工的潜力

综合经济与环境评估，该研究表明，将纤维素基ATJ工艺与现有石油炼厂进行共加工改造，有望在控制资本成本的同时生产出低碳、具备成本竞争力的航空燃料。通过利用芒草和开关草等纤维素原料，SAF不仅能实现显著的碳强度降低，还可借助炼厂基础设施提升整体投资回报，为未来大规模部署低碳航空燃料提供了一条可行路径。