航空業一直以來被認為是最難減碳的產業之一;長途飛行又難以依賴電池或氫能完全取代化石燃料,這樣的技術限制讓航空業的減碳之路充滿挑戰。然而,可持續航空燃料(Sustainable Aviation Fuel,簡稱SAF)的出現,為這個困境帶來了全新的希望。
什麼是可持續航空燃料?
可持續航空燃料是一種以可持續來源原料製成的航空燃料,最大的優勢在於不需要改變現有飛機與機場基礎設施,就能降低航空業的碳排放。由於它的化學性質與傳統航空煤油相近,可以直接與一般燃料混合使用,因此被稱為「可直接替代燃料」(drop-in fuel)。
從環境角度來看,SAF的核心價值在於「全生命週期碳排放」的降低。雖然飛機在飛行時仍會排放二氧化碳,但因為製造SAF的原料本身在成長或製程中已吸收或循環利用了碳,因此整體碳排放可比傳統航空燃料減少高達80%。這也是國際航空運輸協會(IATA)與國際民用航空組織(ICAO)將SAF視為航空業邁向2050淨零排放重要工具的原因。
SAF的四種主要類型
可持續航空燃料依照製程技術與原料來源不同,可分為以下幾種類型:
- 加氫酯與脂肪酸技術(HEFA):這是目前最成熟、商業化程度最高的SAF技術。它以廢食用油、動物脂肪或植物油為原料,透過加氫處理轉化為航空燃料成分。
- 費托合成(Fischer-Tropsch, FT):這是一項歷史悠久的合成燃料技術,最早於20世紀初在德國發展。其原理是先將原料(如農林廢棄物、都市垃圾或生物質能)氣化成「合成氣」,再透過費托反應合成液態碳氫燃料。若結合碳捕捉與綠氫,還可以進一步降低碳排放。
- 酒精轉航空燃料(Alcohol-to-Jet, ATJ):這項技術是將生質乙醇或生質異丁醇,透過脫水與催化反應轉化為航空燃料。
- 電轉液燃料(Power-to-Liquid, PtL):又稱「電燃料」或「電子燃料(e-fuel)」,是目前被視為長期最具潛力的低碳航空燃料技術。其製程分為兩步:首先使用再生能源(如風電、太陽能)電解水製造「綠氫」,再將綠氫與捕捉的二氧化碳結合,經合成反應製成液態燃料。如果電力完全來自再生能源,且二氧化碳來自直接空氣捕捉(DAC),理論上可達到接近碳中性的效果。
推廣SAF面臨的五大挑戰
儘管SAF被視為航空業邁向淨零排放的重要工具,但在大規模推廣之前,仍面臨多方面的挑戰:
- 成本問題:目前SAF的生產成本通常是傳統航空燃料的2至5倍,甚至更高。原因包括原料收集與處理成本、製程技術尚未完全規模化,以及綠電與綠氫價格仍偏高。
- 供應量不足:儘管各國政府與航空公司積極承諾使用SAF,但目前全球產量仍只佔航空燃料總需求的極小比例。要擴大產能,需要龐大的資本投資與穩定的長期政策環境。
- 原料可持續性與資源競爭:部分SAF來自植物油或農作物,若需求快速上升,可能導致土地利用變化、森林砍伐,甚至與糧食供應產生競爭。因此,如何確保原料真正符合可持續標準,是各國監管與認證制度的重要課題。
- 技術成熟度與基礎設施:一些前瞻技術仍處於示範或早期商業化階段,需要大量再生能源與碳捕捉技術配合。機場的儲存與混油系統也需逐步升級,以支援更高比例的SAF混摻使用。
- 市場機制與消費者意願:由於成本較高,若將費用轉嫁給旅客,是否願意為低碳飛行支付額外費用仍存在不確定性。同時,企業在進行碳中和宣稱時,若未清楚說明SAF的實際減碳效果與使用比例,也可能引發「漂綠」爭議,影響公信力。
可持續航空燃料不僅具有潛力減少航空業的碳排放,還能促進綠色能源的應用和推動航空業向更環保和可持續的方向發展。未來航空業的淨零之路,還需要更高效率的飛機設計、可行的新型能源技術,以及整個產業鏈的共同努力。隨著技術的進步和各方的合作,可持續航空燃料將在未來扮演越來越重要的角色。