中國報(bào)告大廳網(wǎng)訊，在全球航空業(yè)加速推進(jìn)碳中和的背景下，傳統(tǒng)石油基航空煤油面臨日益嚴(yán)峻的碳排放與環(huán)境壓力。近年來，以生物質(zhì)氣化結(jié)合費(fèi)托合成技術(shù)為代表的可持續(xù)航空燃料生產(chǎn)工藝，因其原料適應(yīng)性強(qiáng)、全生命周期碳減排效果顯著，逐步成為行業(yè)技術(shù)升級的重要方向。該路徑通過氣化、合成、精制等多環(huán)節(jié)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)了從生物質(zhì)廢棄物到高標(biāo)準(zhǔn)航空煤油的高效轉(zhuǎn)化，為航空運(yùn)輸綠色轉(zhuǎn)型提供了可行的技術(shù)支撐。以下是2025年航空煤油行業(yè)技術(shù)特點(diǎn)分析。

  一、航空煤油原料結(jié)構(gòu)正向多元化生物質(zhì)資源拓展

  《2025-2030年全球及中國航空煤油行業(yè)市場現(xiàn)狀調(diào)研及發(fā)展前景分析報(bào)告》顯示，隨著各國對航空業(yè)碳減排要求的不斷提高，傳統(tǒng)航空煤油的原料結(jié)構(gòu)正在發(fā)生深刻變化。生物質(zhì)原料因其可再生性與碳中性特征，逐步成為可持續(xù)航空煤油生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。木質(zhì)纖維素類生物質(zhì)(如秸稈、木材廢料等)年產(chǎn)量巨大，全球年產(chǎn)量可達(dá)60億噸，具備規(guī)?；?yīng)潛力，但其高氧含量與低能量密度對氣化工藝提出了更高要求。油脂類生物質(zhì)(如微藻、廚余垃圾等)脂肪含量超過80%，熱值高、焦油生成量低，更適合高效氣化，但需通過酯交換等預(yù)處理技術(shù)避免皂化堵塞。原料的多元化拓展不僅降低了航空煤油生產(chǎn)對化石資源的依賴，也為農(nóng)林廢棄物、城市垃圾的資源化利用提供了新途徑，有助于構(gòu)建“廢棄物-能源”循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

  二、航空煤油生產(chǎn)中氣化與合成氣凈化技術(shù)持續(xù)優(yōu)化

  生物質(zhì)氣化作為航空煤油生產(chǎn)的首要環(huán)節(jié)，其技術(shù)成熟度直接影響后續(xù)合成效率與燃料品質(zhì)。與傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)不同，生物質(zhì)氣化更傾向于中型規(guī)模(100–500噸/天)，以適應(yīng)原料分散、季節(jié)性強(qiáng)的特點(diǎn)。近年來，國內(nèi)在生物質(zhì)氣流床加壓氣化、純氧加壓流化床等領(lǐng)域取得重要突破，多項(xiàng)中試項(xiàng)目成功運(yùn)行，為航空煤油規(guī)模化生產(chǎn)奠定了工藝基礎(chǔ)。合成氣凈化是保障航空煤油合成質(zhì)量的關(guān)鍵步驟，涉及焦油脫除、硫氯雜質(zhì)去除以及氫碳比調(diào)控等多重過程。催化裂解、吸附、等離子體凈化等技術(shù)可有效降低焦油濃度;金屬氧化物吸附與濕法脫硫則能深度脫除硫化氫等有害組分。通過水煤氣變換反應(yīng)、膜分離等技術(shù)調(diào)節(jié)合成氣H?/CO比例，使其更好地適配下游費(fèi)托合成工藝，從而提升航空煤油合成的碳原子利用效率。

  三、航空煤油合成依賴高效費(fèi)托催化劑與反應(yīng)器創(chuàng)新

  費(fèi)托合成是將合成氣轉(zhuǎn)化為航空煤油核心組分的核心環(huán)節(jié)，其催化劑性能與反應(yīng)器設(shè)計(jì)直接決定航空煤油的產(chǎn)率與品質(zhì)。Fe基與Co基催化劑是目前航空煤油合成的主流體系，其中Fe基催化劑成本低、水煤氣變換活性強(qiáng)，適用于低H?/CO比氣源;Co基催化劑則具有更高的鏈增長能力與長直鏈烷烴選擇性，尤其適合生產(chǎn)高品質(zhì)航空煤油所需的C?–C??餾分。通過引入K、Cu等助劑以及介孔碳、分子篩等新型載體，可顯著提升催化劑的活性、穩(wěn)定性與產(chǎn)物選擇性。雙功能催化劑體系通過耦合費(fèi)托合成與裂解/異構(gòu)化功能，使航空煤油餾分選擇性提升至50%以上，有效突破了傳統(tǒng)ASF分布的理論限制。在反應(yīng)器方面，漿態(tài)床與微通道反應(yīng)器憑借優(yōu)良的傳熱傳質(zhì)性能，逐步成為航空煤油合成的主流技術(shù)方向，為高溫高壓下的長周期穩(wěn)定運(yùn)行提供了裝備保障。

  四、航空煤油精制工藝注重低溫流動性與潤滑性提升

  費(fèi)托合成產(chǎn)生的初級產(chǎn)物主要為直鏈烷烴，雖具高熱穩(wěn)定性，但其高冰點(diǎn)與低潤滑性難以滿足航空煤油的低溫性能要求。為此，加氫異構(gòu)與加氫裂化成為航空煤油精制的關(guān)鍵工藝。異構(gòu)化過程通過分子篩負(fù)載貴金屬催化劑，將直鏈烷烴轉(zhuǎn)化為支鏈結(jié)構(gòu)，顯著降低冰點(diǎn)(可達(dá)-47℃)，提升低溫流動性;加氫裂化則通過酸性載體與金屬活性位協(xié)同作用，將長鏈蠟(C???)選擇性斷鏈為目標(biāo)航空煤油餾分，航煤選擇性最高可達(dá)75%以上。此外，由于費(fèi)托合成油幾乎不含芳烴，還需通過催化重整或外源摻混方式補(bǔ)充芳烴組分，以改善航空煤油的潤滑性與密封適應(yīng)性，確保其符合GB6537-2018等國家標(biāo)準(zhǔn)的全面要求。

  五、航空煤油技術(shù)向集成化與負(fù)碳化方向演進(jìn)

  為進(jìn)一步提升航空煤油的全生命周期減排效益，技術(shù)路徑正朝著集成綠氫、碳捕集與利用的負(fù)碳化方向發(fā)展。生物質(zhì)氣化過程中產(chǎn)生的CO?可與綠氫通過逆水煤氣變換-費(fèi)托合成、CO?加氫制甲醇-烯烴-航煤、CO?直接加氫制航煤等PtL路線轉(zhuǎn)化為航空煤油，實(shí)現(xiàn)最高99%–100%的碳減排。國內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)已在CO?直接加氫制航煤領(lǐng)域取得重要突破，C?–C??選擇性達(dá)63.5%，突破了傳統(tǒng)費(fèi)托合成41%的理論上限。此外，集成碳捕集與封存技術(shù)，將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程中產(chǎn)生的CO?永久封存，可生產(chǎn)“負(fù)碳航空煤油”，為航空業(yè)實(shí)現(xiàn)凈零排放提供終極解決方案。隨著催化劑、工藝與系統(tǒng)集成技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，航空煤油的生產(chǎn)成本有望逐步降低，并在2030年前后實(shí)現(xiàn)與化石航煤的成本持平。

  總體來看，2025年航空煤油行業(yè)正處于技術(shù)轉(zhuǎn)型與產(chǎn)業(yè)升級的關(guān)鍵階段。生物質(zhì)氣化-費(fèi)托合成路徑憑借其原料廣泛、碳減排效果顯著、產(chǎn)品品質(zhì)優(yōu)良等優(yōu)勢，已成為可持續(xù)航空燃料領(lǐng)域最具潛力的技術(shù)方向之一。通過在氣化效率、催化劑設(shè)計(jì)、反應(yīng)器工程、精制工藝等方面的持續(xù)創(chuàng)新，航空煤油的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性與環(huán)境友好性得到同步提升。未來，隨著PtL路線、綠氫耦合、碳負(fù)排等前沿技術(shù)的成熟與集成，航空煤油有望在實(shí)現(xiàn)航空業(yè)碳中和目標(biāo)的過程中發(fā)揮核心作用，推動全球航空能源體系向綠色、低碳、可持續(xù)方向深刻轉(zhuǎn)型。

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