低碳燃料：通往净零排放的最后一公里 合成燃料对于航空和航运脱碳的作用

低碳燃料：通往净零排放的最后一公里合成燃料对于航空和航运脱碳的作用2025年2月低碳燃料：通往净零排放的最后一公里|合成燃料对于航空和航运脱碳的作用02词汇表03摘要041.实现净零排放需要大量低碳燃料062.最后一公里脱碳：航空业和航运业092.1 航空业脱碳102.2 航运业脱碳132.3 德勤对航空业和航运业脱碳的展望153.释放合成燃料的脱碳潜力163.1重大技术障碍有待克服183.2 应对合成燃料的高昂成本243.3 贸易连接供需274.行动呼吁294.1 推广低碳燃料所面临的挑战304.2 未来展望31附录33附录1. 氢能路径探索者（HyPE）模型简介33附录2. 航空业与航运业效率提升情况的计算方法34附录3. 生物燃料供应链中可持续原料可用性的计算方法35尾注36作者38联系人39德勤可持续发展进程中心40目录03缩写 释义缩写释义CAPEX资本支出L-DAC液体直接空气捕获C12H26航空煤油MJ兆焦耳CH3OH甲醇MSW城市固体废物CCUS碳捕集、利用与封存MtCO2百万吨二氧化碳CO2二氧化碳MtH2eq百万吨氢当量DAC直接空气捕获MWh兆瓦时EU欧盟NH3氨EJ艾焦耳，1艾焦耳等于1018次方焦耳NZE净零排放FAO联合国粮食及农业组织OECD经济合作与发展组织FOGS脂肪、油和油脂OPEX运营支出GHG温室气体RTKeq计费吨公里当量GtCO210亿吨二氧化碳S-DAC固体直接空气捕获GW吉瓦特，1吉瓦特等于109瓦特SAF可持续航空燃料HEFA氢化酯及脂肪酸t.km吨公里HFO重燃料油TRL技术就绪度H2氢TWh太瓦时，1太瓦时等于1012瓦时HyPE氢能路径探索者US美国ICCT国际清洁交通委员会WTO世界贸易组织IEA国际能源署IMO国际海事组织IPCC政府间气候变化专门委员会IRENA国际可再生能源署ITF国际运输论坛kt千吨kW千瓦词汇表低碳燃料：通往净零排放的最后一公里|合成燃料对于航空和航运脱碳的作用04摘要到2050年实现温室气体净零排放需要社会进行根本性变革，从目前以化石燃料为中心的模式转变为高效、高度可再生和电气化的能源系统。在一些难减排行业（如钢铁和化工），清洁氢能可以作为电气化的补充。但是，航空业和航运业脱碳需要比氢能和电力能量密度更高的低碳燃料，包括生物燃料和合成燃料。生物燃料作为一种即用型燃料，可以方便直接地用于现有内燃机和燃料基础设施，在短期内实现大量减排。然而，各行业对生产可持续生物质的有限原料的激烈竞争，阻碍了生物燃料的大规模应用。因此，从长远来看，氨、甲醇和合成煤油等合成燃料预计将成为主要使用的低碳燃料。德勤全球使用数据驱动和基于模型的量化分析进行展望研究，探讨了合成燃料作为实现航空业和航运业脱碳的关键推动因素的采用情况。在该展望中，航空业的二氧化碳排放量在2030年前将不再增加，到2050年将减少约75%，而航运业到2050年则几乎实现净零排放，减排95%。这些减排成绩主要得益于增效措施以及低碳燃料的采用，尤其是合成燃料。合成燃料在当前能源组合中的占比微乎其微，到2030年也只扮演边缘角色，在26艾焦耳燃料消耗中占1.6艾焦耳。尽管如此，德勤预计合成燃料到2050年将成为航空业和航运业的主要能源来源，在燃料消耗中约占16艾焦耳。达到这样的合成燃料供应水平需要约1.5亿吨可持续氢能以及7亿吨气候中性二氧化碳。这是一项重大的工业和技术挑战，因为清洁氢能行业仍处于起步阶段，二氧化碳捕获技术也还未得到大规模发展。此外，到2050年，氢能生产、燃料合成以及直接空气捕获共需要高达10,000太瓦时（TWh）的清洁电力供应，相当于2023年全球发电量的三分之一。这超出了目前全球可再生能源发电量，因此需要大幅提升可再生能源发电能力，幅度远超迄今所取得的进展。尽管合成燃料是航空业和航运业脱碳的关键，但其仍处于早期应用阶段，几乎不受监管制约，成本也比化石燃料要高出许多。全球统一的监管框架对于航空和航运这些国际化行业开发合成燃料至关重要。如果没有公共支持，合成燃料的价格将继续比传统化石燃料高出两到十倍。这一高价主要由于低成本二氧化碳原料的供应有限，相关生产过程中难以避免的能量损耗，以及各行业对清洁氢能的竞争。此外，要实现合成燃料的充足供应，大量投资也必不可少，到2050年，每年平均需要约1,300亿美元。虽然这一数字相较于全球化石燃料的投资规模（2024年为1.1万亿美元）较为微小，但却与航空业和航运业的燃料总支出持平。全球贸易也是提升经济竞争力的一项不可或缺的重要手段。通过将成本最低的资源地与有限的可再生能源和气候中性二氧化碳资源的需求中心连接起来，全球贸易可以帮助缓解供需之间的地域失衡，提高整体经济效率，促进经济发展。合成燃料的成本效益仅仅是航空业和航运业实现脱碳目标所面临的众多技术挑战中的一环。虽然航空业脱碳不需要对基础设施或发动机进行重大改造，但航运业脱碳则意味着未来需要使用甲醇和氨等多种燃料。这就要求在转型期间继续使用现有基础设施，同时研发新型燃料补给技术、发动机解决方案，并建设配套加注基础设施。由此看来，脱碳相关的技术挑战不仅仅局限于能源供应方面，还有更深层次的技术变革和发展。低碳燃料：通往净零排放的最后一公里|合成燃料对于航空和航运脱碳的作用05总而言之，航空业和航运业逐步淘汰化石燃料可能需要价值链上的各参与方着眼长远，携手合作：• 政策制定者扮演着关键角色，他们负责营造启动转型的初始条件，构建必要的监管框架，并持续提供前进动力。他们应通过制定国家和行业战略提高政策透明度，通过掺混指令等机制创造需求，并通过低碳燃料补贴来减轻供应链参与方的经济负担，从而推动购买。从长远来看，持续不断地完善政策指令并提供经济支持将是确保顺利转型的关键。• 国际组织具备理想的条件，能够通过制定通用的规则框架，支持协调一致的全球能源转型。通过实施严格的认证体系，支持预定和索赔（Book and Claim）机制，这些组织能够促进价值创造，从而推动合成燃料在全球范围内的采用。统一和通用的规则定义有助于避免碳泄漏或套利行为。• 面对日益增长的合成燃料需求，燃料供应商应借助早期投资以及与上游参与方的合作，积极确保低成本的可持续能源原料供应，尤其是清洁氢能和气候中性二氧化碳。在合成燃料价值链的建设阶段，他们可以通过掺混生物燃料，从而支持相关技术的发展和必要基础设施的完善。• 飞机制造商和船舶制造商应调整其产品以满足可持续发展需求。这意味着需对飞机和船舶发动机进行改造，以使其分别能使用高比例掺混合成燃料以及氨和甲醇等新燃料。此外，他们还应通过研发投资开发增效措施，并将其纳入生产流程，以降低燃料成本和二氧化碳排放量。• 机场和港口管理机构在推广合成燃料的过程中起着至关重要的作用。这些机构通过部署必要的加注基础设施及保障燃料的持续供应，为合成燃料的应用打下坚实基础。对于机场而言，此过程无需开发全新的专门基础设施；然而，对于港口来说，则需发展多燃料兼容的基础设施。• 航空公司和航运公司处于能源转型的中心，作为桥梁将上游参与方与终端消费者紧密相连。通过推广可持续的货运和差旅服务，这些公司可以引领技术应用、规模采购低碳燃料，并促进各供应链参与方协同进步。此外，一旦他们在经