在全球航空業(yè)加速脫碳的浪潮中，可持續(xù)航空燃料（SAF）被視為實(shí)現(xiàn)凈零目標(biāo)的關(guān)鍵，國際民航組織（ICAO）提出長期愿景目標(biāo)（LTAG），旨在從2020年起實(shí)現(xiàn)航空業(yè)的碳中和增長，并在2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。SAF最高可實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排85%，而其他手段降碳幅度不超過30%，預(yù)計(jì)將為2050年目標(biāo)貢獻(xiàn)超60%的碳減排，然而高昂的成本、原料限制與生產(chǎn)技術(shù)瓶頸始終制約著SAF的規(guī)�；瘧�(yīng)用。2023年全球SAF產(chǎn)量僅占航空燃料總需求的0.2%左右，遠(yuǎn)低于國際能源署提出的到2030年SAF占航空業(yè)燃料消耗量比例必須超過10%的要求。

丹麥領(lǐng)先的能源技術(shù)公司托普索（Topsoe），正在為行業(yè)提供一條兼具高效與可持續(xù)性的新路徑。托普索在2024年年報(bào)中表示，未來將增加對(duì)SOEC技術(shù)的投入，以推動(dòng)SAF的規(guī)�；�生產(chǎn)，滿足航空業(yè)日益增長的減排需求，助力全球航空業(yè)實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的目標(biāo)。托普索計(jì)劃在2025年建成丹麥赫寧（Herning）的SOEC工廠，并提供SOEC電解堆，同時(shí)與美國公司簽訂供應(yīng)和服務(wù)協(xié)議，制造首批100MW的SOEC系統(tǒng)，這些舉措將為SAF的規(guī)模化生產(chǎn)提供強(qiáng)有力的支持。

從傳統(tǒng)到革新：托普索的SAF技術(shù)布局

當(dāng)前全球可持續(xù)航空燃料（SAF）的生產(chǎn)主要依賴三種技術(shù)路線。第一種是HEFA（加氫酯化脂肪酸）路線，該技術(shù)通過廢棄油脂的加氫處理快速生產(chǎn)航空燃料，但受限于原料供應(yīng)不足的問題，難以大規(guī)模擴(kuò)展。第二種是FT（費(fèi)托合成）路線，這種技術(shù)可以利用農(nóng)林廢棄物等非糧生物質(zhì)作為原料，但由于氣化環(huán)節(jié)的投資成本高昂且技術(shù)復(fù)雜，商業(yè)化進(jìn)程面臨較大挑戰(zhàn)。第三種是ATJ（醇基合成）路線，其煤油收率較高，但因依賴糧食乙醇而引發(fā)倫理爭(zhēng)議，同時(shí)二代纖維素乙醇技術(shù)尚未突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸，限制了其進(jìn)一步發(fā)展。此外，被認(rèn)為減碳潛力最高的電轉(zhuǎn)液路線（PtL）目前成本最高，仍處于技術(shù)研發(fā)的起步階段。

資料來源：德勤《中國的可持續(xù)航空燃料：航空業(yè)碳中和之路》

圖 1：四種SAF主流路線介紹

在此背景下，托普索采取了雙軌技術(shù)布局：一方面通過HydroFlex™路線對(duì)傳統(tǒng)HEFA工藝進(jìn)行深度優(yōu)化，其創(chuàng)新催化劑體系與反應(yīng)器設(shè)計(jì)可提升廢棄油脂轉(zhuǎn)化效率，同時(shí)兼容現(xiàn)有煉化基礎(chǔ)設(shè)施，為航空業(yè)提供了可快速落地的過渡方案。另一方面，公司正全力押注更具革命性的G2L™ eFuels合成燃料技術(shù)——該路線完全突破生物質(zhì)原料限制，運(yùn)用SOEC以綠電制取的氫氣和捕集的二氧化碳為原料，實(shí)現(xiàn)"電力到液體燃料（PtL，Power-to-Liquid）"的碳循環(huán)閉環(huán)。這種前瞻性技術(shù)不僅擺脫了傳統(tǒng)生物燃料的原料桎梏，更通過與可再生能源的深度耦合，為航空業(yè)零碳轉(zhuǎn)型提供了可擴(kuò)展的終極解決方案。

資料來源：托普索官網(wǎng)

圖 2：托普索的兩種SAF技術(shù)路線

突破瓶頸：為什么SOEC是航空脫碳的利器？

作為全球能源轉(zhuǎn)型領(lǐng)域的隱形冠軍，丹麥托普索公司深耕催化技術(shù)與電解系統(tǒng)研發(fā)八十余年，其核心業(yè)務(wù)覆蓋氫能、碳捕集及可持續(xù)燃料全產(chǎn)業(yè)鏈。近年來，公司將戰(zhàn)略重心聚焦于固體氧化物電解槽（SOEC）技術(shù)的商業(yè)化突破——這項(xiàng)革命性技術(shù)通過高溫（700-850℃）電解水蒸氣直接分解氫氧，相較傳統(tǒng)堿性電解和質(zhì)子交換膜（PEM）技術(shù)，電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)效率提升顯著，單位產(chǎn)氫能耗降低20%-30%。更關(guān)鍵的是，SOEC可利用工業(yè)廢熱作為熱源，通過熱-電協(xié)同將系統(tǒng)綜合能效推升至90%以上，這為綠氫規(guī)�；�生產(chǎn)打開了降本空間。

托普索選擇SOEC技術(shù)作為其在電制燃料（PtL）領(lǐng)域發(fā)展的核心，是基于對(duì)航空業(yè)脫碳技術(shù)路徑的深入研究。當(dāng)前，生物航煤（SAF）的主要生產(chǎn)技術(shù)受限于廢棄油脂原料的供應(yīng)限制——全球廢棄油脂年產(chǎn)量僅為40億升，遠(yuǎn)不能滿足航空業(yè)2050年超過4000億升的SAF需求。此外，歐盟對(duì)棕櫚油等農(nóng)作物基燃料的限制政策進(jìn)一步縮小了技術(shù)路線的選擇范圍。盡管PtL被視為實(shí)現(xiàn)脫碳的終極方案，但綠氫成本占總成本的50%-70%，導(dǎo)致傳統(tǒng)電解技術(shù)生產(chǎn)的航煤價(jià)格長期較高。2020年麥肯錫聯(lián)合世界經(jīng)濟(jì)論壇根據(jù)可能的成本下降給出了預(yù)測(cè)，基于目前價(jià)格，2020年HEFA、FT、AtJ、PtL四種路線的平均生產(chǎn)成本依次為每噸1375、1866、2370、3847美元，HEFA、FT、AtJ將在2020-2050年下降每噸200-600美元，PtL的價(jià)格區(qū)間將從[1600,5600]降至[900,1500]，最終在2050年四種路線的平均生產(chǎn)成本為每噸1070、1426、1621、1259美元。同時(shí)傳統(tǒng)航煤平均價(jià)格700美元/噸，需要再通過碳稅彌補(bǔ)每噸400-800美元左右的成本。

資料來源：《Clean Skies for Tomorrow Sustainable Aviation Fuels as a Pathway to Net-Zero Aviation》

圖 3：四種SAF技術(shù)路線成本估算

托普索的SOEC技術(shù)能提高制氫效率。該技術(shù)比傳統(tǒng)制氫方法效率高出35%，從而降低每公斤綠氫所需的電力。與傳統(tǒng)電解槽相比，SOEC在相同功率下能多生產(chǎn)20%至30%的氫氣。同時(shí)，SOEC的模塊化設(shè)計(jì)有助于降低設(shè)備投資成本。這些特點(diǎn)共同為PtL燃料達(dá)到平價(jià)目標(biāo)提供了支持。PtL路線基于以下三項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：可再生電力驅(qū)動(dòng)的水解制氫技術(shù)、碳捕獲與利用技術(shù)以及氫氣與碳源合成SAF技術(shù)。該路線的主要成本集中在綠氫生產(chǎn)環(huán)節(jié)，其中固定成本與非固定成本總計(jì)占比高達(dá)80%-90%。該路線的降本潛力主要取決于能否有效降低電解綠氫的成本。在理想情況下，到2050年，PtL路線的成本有望降低67%，屆時(shí)將憑借較低成本與較高產(chǎn)能，成為四種技術(shù)路線中實(shí)現(xiàn)零碳排放的最優(yōu)解，也是未來航空業(yè)降碳的首選方案。

托普索的SOEC技術(shù)通過規(guī)�；�生產(chǎn)與效率提升，有望顯著降低PtL路線的成本，使其逐步接近傳統(tǒng)航煤價(jià)格（2025年3月國際傳統(tǒng)航煤價(jià)格約為6.3元/kg）。這一技術(shù)突破將為航空業(yè)的低碳轉(zhuǎn)型提供更具經(jīng)濟(jì)性的解決方案，推動(dòng)PtL路線在全球范圍內(nèi)的廣泛應(yīng)用。

資料來源：《Clean Skies for Tomorrow Sustainable Aviation Fuels as a Pathway to Net-Zero Aviation》

圖 4：PtL路線成本估算

全球化產(chǎn)能布局與SOEC技術(shù)的可擴(kuò)展性邏輯

托普索以SOEC技術(shù)為核心，通過“先驗(yàn)證后擴(kuò)展”的戰(zhàn)略路徑加速全球化布局。其技術(shù)落地的起點(diǎn)是2023年啟動(dòng)的FrontFuel項(xiàng)目——全球首個(gè)從二氧化碳、水和可再生電力直接合成可持續(xù)航空燃料（SAF）的示范工程。該項(xiàng)目與沙索公司合作，生產(chǎn)設(shè)施建于丹麥奧胡斯大學(xué)內(nèi)，通過SOEC技術(shù)將綠電轉(zhuǎn)化為氫氣，并與捕集的二氧化碳耦合生產(chǎn)合成燃料，驗(yàn)證了“電力到液體燃料（PtL）”的完整技術(shù)閉環(huán)。FrontFuel項(xiàng)目不僅是SOEC技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室級(jí)商業(yè)化雛形，更為后續(xù)規(guī)�；�工廠的設(shè)計(jì)提供了關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐。

在FrontFuel項(xiàng)目成功驗(yàn)證技術(shù)可行性后，托普索進(jìn)一步推進(jìn)規(guī)�；�落地。其標(biāo)志性項(xiàng)目丹麥Herning SOEC工廠將于2024年底投入運(yùn)營，初始產(chǎn)能500兆瓦，滿負(fù)荷運(yùn)行后年產(chǎn)綠氫可支撐合成8萬噸SAF，減排量相當(dāng)于4000次跨大西洋航班碳排放。該項(xiàng)目獲歐盟創(chuàng)新基金9400萬歐元支持，并納入歐盟2030年40吉瓦電解槽裝機(jī)戰(zhàn)略。

托普索的全球化布局邏輯基于SOEC技術(shù)的模塊化可擴(kuò)展性：從FrontFuel到Herning工廠，其電解槽堆采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，支持快速復(fù)制產(chǎn)能。例如，F(xiàn)rontFuel項(xiàng)目中開發(fā)的模塊化系統(tǒng)可直接應(yīng)用于德國、美國等地的工廠建設(shè)，利用當(dāng)?shù)乜稍偕�能源與工業(yè)廢熱資源，實(shí)現(xiàn)“即插即用”的綠氫生產(chǎn)網(wǎng)絡(luò)。這種“核心工廠+模塊化復(fù)制”的模式，不僅降低新建項(xiàng)目的資本支出（通過批量生產(chǎn)組件降低成本），還通過政策協(xié)同加速全球落地——歐盟碳關(guān)稅為綠氫衍生燃料提供市場(chǎng)壁壘突破，而美國《通脹削減法案》的稅收抵免則可對(duì)沖初期投資風(fēng)險(xiǎn)（雖然特朗普于 2025 年上臺(tái)后已結(jié)《通脹削減法案》中尚未發(fā)放的所有資金，但這并不適用于該立法中公布的稅收抵免，因?yàn)樗�是從未來的稅收中扣除的，而不是直接發(fā)放的資金。美國農(nóng)業(yè)合作社 Landus 和技術(shù)公司 Talus 已確認(rèn)位于愛荷華州 的 Boone 綠氨項(xiàng)目獲得該法案的清潔氫生產(chǎn)稅收抵免支持）。

通過FrontFuel項(xiàng)目的先導(dǎo)性驗(yàn)證與Herning工廠的規(guī)�；瘜�(shí)踐，托普索展示了SOEC技術(shù)從歐洲向全球輻射的能力。未來，其模塊化系統(tǒng)可適配風(fēng)能富集地區(qū)、工業(yè)廢熱密集區(qū)域甚至新興市場(chǎng)的分散式能源場(chǎng)景，為航空業(yè)提供可快速部署的零碳燃料解決方案。這種“技術(shù)驗(yàn)證-核心工廠-全球復(fù)制”的三步走戰(zhàn)略結(jié)合全球SAF強(qiáng)制摻混政策要求，有望重新定義航空燃料生產(chǎn)的全球化邏輯——從單一技術(shù)輸出轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性生態(tài)構(gòu)建，最終實(shí)現(xiàn)“陽光、風(fēng)與廢棄二氧化碳”驅(qū)動(dòng)天空的零碳愿景。

資料來源：《Scaling Up Sustainable Aviation Fuel Supply: Overcoming Barriers in Europe, the US and the Middle East》、《Pathways to Commercial Liftoff: Sustainable Aviation Fuel》，開源證券

圖 5：全球多個(gè)國家均出臺(tái) SAF 摻混比例的政策

結(jié)語：重新定義航空燃料的綠色邊界

航空業(yè)的脫碳是一場(chǎng)與時(shí)間的賽跑。托普索通過SOEC技術(shù)，不僅為SAF生產(chǎn)提供了高效、靈活的解決方案，更重新定義了“燃料”的邊界——未來的航煤或許不再依賴油田或農(nóng)田，而是源于陽光、風(fēng)與廢棄的二氧化碳。而對(duì)于全球航空公司而言，托普索的探索或許正是通往凈零未來的最短航線。

       原文標(biāo)題 : 微研究|托普索如何以SOEC技術(shù)生產(chǎn)SAF，并接近平價(jià)