綠色航煤合成技術(shù)有十?dāng)?shù)種，主要為了得到4大類中間原料。綠色航煤的幾種不同原料，廢棄油脂、秸稈、固體廢物、樹木等，成分各不相同，配套的加工或預(yù)處理工藝也不相同，截至2024年7月美國(guó)ASTM體系已批準(zhǔn)了11種技術(shù)路線。而不同原料經(jīng)過處理后，最終都為了得到用于合成SAF分子的中間原料。這些中間原料主要有4種：油脂、合成氣、醇、二氧化碳/氫等。

02 油脂或生物質(zhì)加氫：利用天然多碳分子，每生產(chǎn)1噸SAF約需要0.03~0.06噸外供氫輔助

該類技術(shù)利用天然生物成分合成SAF。天然生物油脂分子等已經(jīng)含有較多的碳和氫（主要15到18個(gè)碳），但是也帶有氧、硫等原子。通過催化加氫等反應(yīng)，可以脫除氧、硫等不需要的元素，同時(shí)進(jìn)一步調(diào)整分子結(jié)構(gòu)、調(diào)整碳原子數(shù)量，以達(dá)到最適合SAF的分子結(jié)構(gòu)。

其原料主要來自動(dòng)植物，對(duì)應(yīng)多種生產(chǎn)工藝。原料方面主要有2大類，一類是餐飲廢油、植物油、動(dòng)物脂肪等油脂類，典型采用脂類和脂肪酸類加氫工藝（HEFA），對(duì)酯類成分進(jìn)行提取然后加氫；二是木質(zhì)纖維、秸稈等，采用催化水熱解(CHJ)工藝，先催化分解成小分子，如烯烴、苯等數(shù)十種成分，然后加氫。根據(jù)IRENA數(shù)據(jù)，國(guó)內(nèi)年地溝油產(chǎn)量約558-1000萬噸，按此約對(duì)應(yīng)SAF產(chǎn)能200-500萬噸。

該類技術(shù)需要多次加氫處理，大多需要外部加氫輔助。該技術(shù)中天然分子的脫氧需要?dú)錃猓�后續(xù)的分子結(jié)構(gòu)調(diào)整等步驟也需要?dú)錃�。而所采用的原料，尤其是油脂類原料，自身不能生產(chǎn)氫氣，因此需要外部供應(yīng)。對(duì)于油脂加氫，大約每生產(chǎn)一噸SAF需要?dú)錃饧s0.03~0.06噸左右（部分工藝或更低）。

03 合成氣（費(fèi)托合成）：先氣化再合成，外供氫氣需求視工藝情況，生產(chǎn)1噸SAF最高需要0.1噸氫左右

該類技術(shù)類似于甲醇合成、煤制油等技術(shù)。首先對(duì)含碳的固體原料進(jìn)行氣化，得到合成氣原料（CO與氫氣），再催化CO與H2反應(yīng)，生成多碳的SAF分子。合成氣中，碳/氫比（CO/H2）的理想比例在1︰2左右，一般在合成前還需要碳/氫比（CO/H2）調(diào)節(jié)步驟。

其原料主要來自農(nóng)林副產(chǎn)物以及固體廢物等。具體有秸稈、樹木纖維、城市廚余垃圾等，由于不同原料成分不同，對(duì)應(yīng)的預(yù)處理流程以及氣化工藝存在差異，在后續(xù)合成氣反應(yīng)制SAF的步驟上差別較小。據(jù)中國(guó)產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進(jìn)會(huì)數(shù)據(jù)，我國(guó)秸稈可收集資源約為6.94億噸，按此計(jì)算對(duì)應(yīng)SAF近億噸產(chǎn)能，但需要考慮生物質(zhì)發(fā)電等的競(jìng)爭(zhēng)。

不同工藝的外供氫氣需求相差懸殊。從秸稈等原料得到的合成氣一般碳多氫少（視工藝），如何調(diào)整碳/氫比（CO/H2）是關(guān)鍵。可以消耗CO與水蒸氣反應(yīng)生產(chǎn)氫氣，此時(shí)幾乎不需要外供氫氣；也可以完全采用外供氫氣調(diào)整，某典型的秸稈制SAF工藝每噸SAF需要?dú)錃?.08到0.1噸。

04 二氧化碳加氫：捕集CO2再加氫氣，每生產(chǎn)1噸SAF約需要0.1~0.4噸外供氫輔助

該技術(shù)利用CO2與氫氣一步催化合成多碳分子。其最核心為碳捕集技術(shù)以及催化加氫技術(shù)，在催化作用下，CO2與氫氣反應(yīng)并逐漸聚合，生長(zhǎng)成含多個(gè)碳原子的長(zhǎng)鏈分子或環(huán)類�，F(xiàn)階段實(shí)驗(yàn)室中SAF產(chǎn)物的選擇性已經(jīng)達(dá)到80%水平。

其碳原料來自電廠、空氣捕集、生物質(zhì)等。二氧化碳主要通過碳捕集獲得，來源可以為電廠、化工廠尾氣，也可以來自生物質(zhì)燃燒、生物乙醇廠廢氣等，后2者更易獲得可持續(xù)認(rèn)證。根據(jù)卓創(chuàng)資訊數(shù)據(jù)，2023年中國(guó)食用和工業(yè)乙醇行業(yè)總產(chǎn)能達(dá)到1367.9萬噸，以此推算對(duì)應(yīng)二氧化碳副產(chǎn)近1000萬噸，對(duì)應(yīng)SAF近300萬噸左右。

氫為核心原料之一，外供氫氣需求較大。該技術(shù)中氫氣主要用在與CO2反應(yīng)合成SAF，而且全部來自外供。來源可以為副產(chǎn)氫，電解水制綠氫等，需要保證合成的SAF滿足碳排放標(biāo)準(zhǔn)。暫不考慮實(shí)際收率，從化學(xué)成分估算，每生產(chǎn)一噸SAF，約需要?dú)錃?.1~0.4噸左右。

05 醇聚合：先制醇再合成，氫氣需求視醇的來源情況，生產(chǎn)1噸SAF最高需要0.35噸氫左右

該類技術(shù)利用甲醇、乙醇等中間體合成SAF。按照醇的種類、反應(yīng)原理等又分成多種工藝，對(duì)于甲醇，如直接利用甲醇合成SAF，或者先利用甲醇生產(chǎn)二甲醚，再利用二甲醚合成SAF等；對(duì)于乙醇，則有先生產(chǎn)乙烯，再利用乙烯合成SAF的工藝。

原料主要來自各種生物質(zhì)或碳捕集，對(duì)應(yīng)不同生產(chǎn)工藝。乙醇主要來自玉米、秸稈等的發(fā)酵，甲醇主要來自生物質(zhì)氣化合成氣、二氧化碳加氫等技術(shù)，此外其他如異丁醇等可來自糖類、木質(zhì)素等的發(fā)酵。我國(guó)現(xiàn)有綠色甲醇規(guī)劃超過700萬噸，若用于合成SAF約對(duì)應(yīng)300萬噸以上產(chǎn)能。

外供氫氣需求主要看原料來源情況。該類技術(shù)中，氫氣一是用于SAF分子調(diào)整結(jié)構(gòu)（類似傳統(tǒng)的煉油加氫），二是用于甲醇合成（若采用甲醇路線）。其中，前者每噸SAF需要0.001~0.01噸氫氣，后者視甲醇合成工藝情況，暫不考慮實(shí)際收率，每噸SAF最多需要?dú)錃?.35噸左右。

END

       原文標(biāo)題 : 前瞻|SAF的合成過程將帶來大量的綠氫需求