6大工艺创新+5类新原料，打开SAF破局之路！

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（来源：中国化工信息周刊）

关键词 | SAF产业破局之道共 3758 字 | 建议阅读时间 9 分钟

在全球“双碳”目标加速推进与航空业碳减排压力日益加剧的背景下，可持续航空燃料（SAF）作为降低航空领域碳排放的核心解决方案，正迎来政策与市场的双重驱动。然而，我国SAF产业在迈向规模化、商业化的过程中仍面临多重挑战。当前主流的油脂加氢工艺（HEFA）虽然技术成熟、具备商业化基础，并有镇海炼化等企业实现SAF生产并完成适航认证，但原料短缺、质量不稳定、成本高企及工艺设备适配性不足等问题严重制约产业发展。

本文将从SAF产业发展的战略背景出发，分析当前生产现状与核心难点，同时探讨原料市场拓展路径，为我国SAF产业消除“瓶颈”、实现高质量发展提供技术与产业方向建议。

SAF产业发展的战略背景

当前，全球航空业碳减排压力持续攀升，国际航空运输协会（IATA）的数据显示，当前航空业碳排放占全球总量的2%且呈上升趋势，若不加以干预，到2050年这一占比或达25%。在此背景下，IATA成员承诺2050年实现航空业净零排放，以契合《巴黎协定》目标。以SAF作为关键解决方案，可减少65%的航空领域碳排放，是实现该目标的核心抓手。

从全生命周期碳减排效益看，SAF的环境价值已通过实践充分验证。与传统石油基航煤相比，以废弃油脂为原料生产的SAF，全生命周期碳排放量可降低55%~92%。其碳减排属性源于原料的可再生性—植物通过光合作用固定二氧化碳，燃烧时重新释放，形成碳闭环。经测算，1套10万吨/年的SAF装置，每年可消化10万吨餐饮废油，减排二氧化碳8万吨，相当于5万辆经济型轿车停开一年的碳减排效果。

政策与经济层面的双重驱动，为SAF产业发展注入强劲动力。在国际上，《国际航空碳抵消和减排方案》（CORSIA）明确2027年起全球航线逐步征收碳税；在国内，《“十四五”民航绿色发展专项规划》确立2025年SAF消费量达2万吨的目标，2024年9月启动的SAF应用试点中，国航、东航、南航等航空公司的12个航班，已在北京、郑州、成都、宁波机场完成生物航煤加注。经济激励方面，SAF生产企业可享受可再生能源电价附加补贴与增值税（即征即退政策）。当前欧盟ETS碳价已突破100欧元/吨，使得掺混30%SAF的航煤在碳成本上比传统航煤低5%~8%。2024年5月，中共中央办公厅、国务院办公厅联合印发《关于推进绿色低碳转型加强全国碳市场建设的意见》，从17个方面推动全国碳市场优化，进一步为SAF产业发展铺路。在多重利好下，预计2030年我国SAF市场需求将达310万吨，为产业链各环节带来巨大机遇。

我国SAF生产现状及发展难点

随着我国“双碳”目标推进、欧盟2023年9月批准SAF定义分类与掺混比例法规、英联邦国家明确SAF添加要求，以及IATA推动的2027年航空业强制添加SAF并征收碳税的政策落地，我国SAF大规模商业化生产已迫在眉睫。

目前，美国材料与试验协会（ASTM）认证的SAF生产技术路线共11条，其中油脂加氢工艺（HEFA）、生物质气化—费托合成（G+FT）、醇制航煤（ATJ）、二氧化碳捕集加氢及糖平台技术，是未来SAF增量的主要来源。2035年前，HEFA路线因技术成熟、经济性较好且具备商业化运营基础，仍是主流选择，全球已有数十套相关生产装置运行，我国亦采用该路线，以废弃油脂为原料生产HVO（生物柴油）与SAF。

国内SAF产业已初步形成产能布局，镇海炼化、易高生物化工科技、山东三聚、君恒集团、嘉澳环保、海科化工等6家企业已实现SAF生产，其中镇海炼化、君恒集团、嘉澳环保、山东三聚4家企业获中国民航适航认证，镇海炼化生产的SAF成功加注国产C919民航客机并完成试飞。此外，海南环宇、扬州建元、安徽邑晟、飞天石化等企业，也通过HEFA路线生产HVO。

尽管产业发展势头良好，但当前HEFA路线生产HVO与SAF仍面临四大核心难点：

一是原料短缺制约产能释放。HEFA路线是目前唯一技术成熟、经济性优且可商业化运营的路线，叠加未来航空业对SAF的庞大需求，我国SAF生产高度依赖废弃油脂原料。虽然我国是全球最大废弃食用油生产国，每年可收集量超500万吨，但部分废弃油脂还需供应油脂化工、表面活性剂、增塑剂等行业，有限资源难以满足SAF工厂满负荷生产需求。

二是原料质量影响生产稳定性。废弃食用油脂回收呈现“点多、面广、线长、量少”特点，从千家万户收购的原料中，含有磷脂、氯离子、金属离子等杂质，且原料来源、成分存在不确定性、多变性、复杂性、地域性与季节性差异，给净化预处理带来极大挑战。国内多数运行时间较长的工厂，均遭遇过因原料杂质含量高导致的问题，如加氢装置催化剂中毒、结焦、板结、泥化，床层压力增大，运行周期短则40天、长则数月，无法连续稳定生产。同时，氯离子在加氢过程中生成盐酸，会腐蚀生产设备；高磷含量会导致催化剂失活、反应器床层结焦，进一步影响装置正常运行，而现有废弃油脂预处理工艺尚未从根本上解决原料净化问题。

三是原料成本高企挤压利润空间。用餐厨废弃油脂生产HVO与SAF，兼具“防止地沟油污染环境、回流餐桌”与“生产绿色可再生能源、实现碳闭环”的双重环保价值。欧盟在可再生能源政策中，对以废弃油脂为原料生产的生物燃料给予“双倍碳积分”奖励，等效于其他原料生产的生物燃料的两倍，这一政策促使我国废弃油脂加工成的工业级混合油（UCO）大量出口欧盟，导致国内SAF原料供应更加短缺、价格持续上涨且居高不下。尽管我国2024年11月取消了UCO出口退税，但海关数据显示，UCO出口量仍在增加、价格继续走高，严重影响国内生物质燃料生产企业的成本控制与利润水平。

四是工艺与设备适配性待优化。当前HEFA路线生产生物质燃料多采用固定床加氢模式，部分工厂沿用柴油加氢的工艺路线与催化剂，且各工厂反应器形式、催化剂及级配方案存在差异。由于油脂原料与石化柴油性质不同，各工厂在产品收率、辅料消耗、空速等关键指标上差距明显，亟须进一步完善、改进工艺路线，探索最优运行条件。

HEFA路线生产SAF的工艺完善、创新及发展思路

天然油脂与化石燃料在核心性质上存在本质差异，精准掌握其特性是针对性优化生产设备、革新工艺路线的前提，更是实现生物质燃料（如SAF、HVO）高质量、低成本量产的关键。

1.

天然油脂的六大核心特点

一是高不饱和程度：碘价范围在70~110g碘/100g，远高于化石原料，意味着加氢反应需求更高，需针对性设计反应条件。

二是高氧含量：天然油脂氧含量约11%，显著超过石化柴油原料0.1%的氧含量指标，对脱氧工艺的效率与深度提出严格要求。

三是集中的碳链分布：碳原子数多集中于C16和C18，且均为偶碳结构，碳链分布的规律性为产物组分调控提供了便利。

四是低杂质基数：几乎不含硫、氮等有害杂质，芳烃含量极低，从源头降低了后续脱硫、脱氮等净化工艺的负荷。

五是固定的氧存在形式：氧主要以羧酸、甘三醇结构存在，化学形态稳定，为定向脱氧反应路径的设计提供了明确靶点。

六是国内原料的特殊杂质问题：国内常用的废弃油脂（如地沟油）中，金属离子、氯离子、磷含量较高，成为影响设备寿命与催化剂活性的关键痛点，需专项优化预处理工艺。

2.

国内HVO、SAF工厂反应器类型

当前，国内HVO、SAF生产工厂的核心设备—加氢反应器，主要分为两大类型，不同类型需结合天然油脂特性进一步优化以匹配生产需求：

第一类型是固定床反应器：包括下流式、上流式两种主流形式，具有操作稳定、产物纯度高的优势，但需针对天然油脂高不饱和、高氧含量的特点，优化物料分布与反应温度梯度，避免局部反应过于剧烈。

第二类型是分段进料式反应器：通过分段进料实现反应负荷均匀分配，可缓解单一进料导致的床层热点问题，更适配天然油脂加氢过程先脱氧、后改质的多步反应需求，需进一步优化各段进料比例与反应参数。

3.

工艺创新方向

针对天然油脂特性与现有生产痛点，国内科研机构与企业已探索出多项创新技术，为HEFA路线升级提供方向：

（1）非硫化态催化剂加氢工艺（中科院青岛能源与过程研究所）：具有投资少、空速大、无需注硫、无硫黄回收装置、反应压力低（仅3MPa）的优势，已完成上千小时中试评价。

（2）沸腾床加氢反应器（中国石化大连院）：可适应高杂质地沟油原料，提升原料适应性与生产稳定性。

（3）液相床加氢工艺：突破传统气相床加氢模式，使反应器床层温度均匀，避免局部过热，尤其适配高碘值不饱和烃的加氢反应。

（4）原料净化预处理工艺（国内某油脂研究院）：针对废弃油脂杂质问题，优化预处理环节，提升原料纯度。

（5）固定床加氢工艺与新型催化剂（中国石化石科院）：改进传统固定床工艺，研发适配天然油脂的新型加氢精制催化剂，提升反应效率与产品质量。

（6）原料油有机氯脱除工艺（中国石化大连院）：解决氯离子导致的设备腐蚀与催化剂中毒问题，保障装置长周期运行。

4.

拓展原料市场

一是废弃动物油脂，如屠宰场副产物；二是硬脂酸，工业级脂肪酸衍生物；三是微藻油，可持续性强、油脂含量高的新型原料；四是脂肪酸，工业提纯产物，可直接用于加氢；五是非食用木本油子，如麻风树籽油，不与粮食争地，环保性突出。

结语

未来，生物质燃料（SAF/HVO）产业需持续以天然油脂特性为核心出发点，聚焦三大方向突破：

一是工艺与催化剂革新。深化加氢工艺路线优化，研发更适配天然油脂高不饱和、高氧特性的高效催化剂，进一步降低反应压力、温度等能耗指标；

二是“瓶颈”消除。针对原料供给、生产成本、杂质处理等核心“瓶颈”，通过技术迭代与产业链协同，提升原料利用率、降低单位生产成本；

三是产业价值落地。以高质量发展为目标，推动SAF在航空业的规模化应用，助力航空业碳减排目标实现，为我国“双碳”战略落地提供坚实的能源支撑。