中国工业报记者 余娜
7月1日，中国民用航空局第二研究所可持续航空燃料中心（简称“SAF中心”）在四川成都挂牌成立。这是国内成立的首个可持续航空燃料专业技术机构，标志着我国在可持续航空燃料（SAF）研发与应用领域迈出了重要步伐。
同月，四川航空首次使用SAF，执行成都直飞东京国际定期客运航班飞行任务，成为国内航司采用SAF燃料执行国际定期客运航班的首例。
“SAF，现阶段已逐步成为化石燃料体系的重要补充。其产生的巨大新质生产力，可以推动整个产业链升级与重构。”在近日举办的GTF2024第十一届航空发动机和燃气轮机聚焦大会暨展览会上，中国民航大学校长丁水汀接受了中国工业报记者的独家专访，针对民航业的发展现状、SAF的应用前景、可持续航空燃料产业链面临的主要挑战、民航人才培养等问题进行了深入分析。
丁水汀认为，激烈的国际博弈正推动产业链重构。SAF是中短期内民航实现“双碳”目标的首选能源路径。与此同时，充足可持续的原料供应、高效稳定规模化的炼制工艺、新工艺安全认证、可持续认证、价格和市场五大挑战，依然掣肘可持续航空燃料产业链的健康发展。
中国民航大学校长丁水汀
民航进入三期叠加新阶段
基于欧美国家规章、规则运行的中国民航业，此前较少提及基于第一性原理的创新，但“十四五”时期，这一现象发生了显著变化。
“‘十四五’时期，民航业进入了转型升级、三期叠加的新阶段。”丁水汀表示。
第一是国产装备导入期。大量国产装备开始进入到民航领域，部分机型实现了出口。C919大飞机第六架已经交付东航，开始运营。当前，几个航线都在运营着国产大飞机。先进涡轴——AES100发动机，马上适航取证，进入民用航空领域。这些变化，里面蕴含着诸多创新。
第二是领先创新起步期。民航业的创新与各行业融合不断涌现。例如，北斗导航赋能民航，5G宽带通讯赋能民航，SAF的创新等，持续带来行业变革。“这些创新，有些已经走在了世界的前面，而不是追随。”丁水汀感慨。
第三是国际博弈加剧期。波音、空客、中国商飞“三足鼎立”的市场形势加速演进，竞争合作空前活跃。
丁水汀坦言，三期叠加，决定了当前民航运输业和民机制造业必须深度融合，从而产生新的业态，即新质生产力。
作为新质生产力的代表，低空经济成为培育发展新动能的重要方向之一。政策、市场等利好因素不断助推我国低空经济技术取得突破，应用场景持续拓展。目前，低空领域的主要产品有eVTOL（电动垂直起降飞行器）、无人机（消费级、工业级）、直升机、传统固定翼飞机等。
“低空经济的发展，核心还是体系安全和基于体系安全的装备安全和适航，大家创新的热情高涨，涌现出成千上万种新构型，原有的审定规章和审定体系急需创新。原有的整个飞行服务体系，也承担不了这么大的飞行器数量，需要新的运营服务、新的金融保险、新的空域管理、新的安全监管等。这是一个万亿级的产业，是一个全新的生态。”丁水汀说，“民航业，是新质生产力发展最有潜能的领域之一。”
据其预测，伴随低空经济研究的进一步深入，围绕低空的一些新的学科专业也将出现。但也要看到，学科专业的形成是一个自然过程，要有一定积累，切不可急功近利。
国际博弈推动产业链重构
大国竞争背景下，欧美高度重视环境收益与经济价值并重的可持续航空能源产业，激烈的国际博弈正推动产业链重构。
丁水汀认为，“环境保护”、“碳排放”逐渐成为发达国家制约发展中国家科技跟跑的手段，我国既要实现大国承诺，又要摆脱技术发展的“环保枷锁”。
当前，欧盟与美国在发动机、飞机等领域的各种国际规章中互相绑定，彼此跟进。ASTM-D4054标准（主要用于评价新型航空涡轮燃料和燃料添加剂与航空涡轮发动机和飞机燃料系统材料的兼容性，由美国材料与试验协会制定）存在诸多挑战，不利于航空替代燃料发展与推广。
“逐步淘汰化石燃料已成必然趋势，新的能源体系重塑世界格局。SAF是中短期内民航实现‘双碳’目标的首选能源路径。氢能有可能在本世纪下半叶开始逐步使用。”丁水汀分析。
据统计，中国民航业97%以上的碳排放来自航空燃料的使用。SAF以可再生资源和农林废弃物为原料，不仅符合航空安全适航标准和可持续性评价标准，还兼容现有航空器和民航基础设施，与传统航煤相比，减排80%以上，因而被认为是目前航空业大幅度降碳的唯一手段。
数据显示，目前全球使用SAF的航班已超过75万架次，全球包括在建的SAF生产设施达313个、产能约8251万吨/年。我国作为全球第二大民航市场，预计2030年客机总量将突破5000架，航煤消耗量预计超过5000万吨。按照ICAO设立的2030年通过SAF减排5%的使用目标，届时我国SAF年使用量将达300万吨。
原料、炼制、认证短板凸显
当前，SAF产业链尚未完善，尤其在原料、炼制、认证、价格等方面存在短板，严重制约了规模化应用。
丁水汀分析，SAF产业链主要面临五大挑战。
第一，充足可持续的原料供应。酯类、生物质、气体原料是三大主要原料类型，呈现不同的发展现状。其中，酯类原料产能有限，分布分散且收集成本高；生物质原料中，糖和淀粉类原料“与人争粮，与粮争地”，废弃物收集困难；气体原料为直接从大气或工业废气中捕获的二氧化碳和绿氢，但碳捕捉技术不成熟，需要大量可持续的绿电，工业废气可持续性存疑；纤维素类能源植物规模大、成本低且可负碳。
“我们需要一种原料，不能与人争粮，不能与粮争田，不能与田争水。因此，利用盐碱地资源是很好的选择。”丁水汀说，“可在盐碱地上种植的木质纤维素类能源植物是可负碳排放的规模化供应的SAF原料，应用前景广阔。”
第二，高效稳定规模化的炼制工艺。要实现规模化生产，必须创新生产工艺。
“HEFA（油脂加氢）工艺成熟，但规模受限。生物质相关的工艺共4条，涵盖ATJ（醇制油）和FT（费托）两大类。其中，ATJ工艺国外已商业试点，国内受限于原料，研发仍然滞后；FT工艺国内有煤制油技术基础，但收率低，仅有3%-5%。”丁水汀表示，“热解气净化，脱酸脱氧、合成气调制，纤维素发酵等是技术攻关的方向。”
值得一提的是，目前行业已有成熟的基于生物质的炼制工艺，掺混比例高，但国内尚未实现产业化。解聚工艺收率更高，经济性更好，但仍需关键技术攻关。
第三，新工艺安全认证。丁水汀强调，要证明燃料是安全的，不影响飞机的安全性，必须进行安全认证。如果这一标准不掌握在自己手里，产业将很难可持续发展。
现有新工艺安全认证审定流程，依托传统航煤认证经验，深度捆绑航空装备。在美欧，均采用ASTM批准流程。而在国内，一般采用CTSO审定。当前，在新工艺安全审定上，国内外均面临审定流程长，用油量大，成本高的问题。
“我们要努力创新SAF新工艺安全认证路径，争夺国际民航标准制定的话语权。”丁水汀说。
第四，可持续认证。当前，可持续认证均由国外机构开展，模型不透明，环境收益难以保障。
“油炼出来了，到底减了多少碳，谁说了算？如果只有RSB与ISCC两个机构说的算，我们就会很被动。因此，要建立自己的可持续性模型，以测算到底减少了多少碳。”丁水汀分析，“应结合国产SAF，建设自主的可持续认证框架、标准、准则、模型、方法和数据库。”
第五，价格和市场。“如果商业化成功，但成本很贵，就没有意义了。因为即便产品做了出来，市场根本接受不了价格。”丁水汀表示。
据他介绍，当前SAF价格普遍高于传统航煤1.5-3倍以上，但已具备产业化推广的价格基础。在基准价格高于传统航煤的情况下，需要政策和市场共同发力推动SAF的应用。
记者获悉，中国民航大学已获得5亿投资，用以研究SAF的安全性认证、可持续认证。
“我们期望撬动各方投资，以科技创新为主导，开展试点示范工作，形成一个新型产业联盟，把从种植、化工、运输、认证、使用全链条放在一起，最终将SAF的生产力激发出来。”丁水汀透露。
据悉，这一联盟正在组建过程中。核心单位是中国民航大学、中国航油、民航二所。中国商飞、中国航发商发等企业正陆续加入。
【专家简介】
丁水汀，长江学者特聘教授，教育部创新团队航空发动机复杂系统安全性带头人，973首席科学家。科技部能源领域863主题专家，工信部民机科研发动机专题专家组组长，总装备部航空发动机专家组专家，教育部2011先进航空发动机协同创新中心主任、首席科学家。现任中国民航大学校长、党委副书记。
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