空中交通的綠色未來：SAF如何改變航空業的碳排放？

在邁向碳中和社會的進程中，各領域都必須致力於減少二氧化碳的排放。航空業作為碳排放的重要來源之一，減少飛機飛行過程中的碳排放成為一大挑戰。為了解決這個問題，人們對以永續航空燃料（Sustainable Aviation Fuel，本文簡稱SAF）替代傳統航空燃料寄予厚望。本篇文章將介紹什麼是SAF，以及它的原料來源和目前的製造方法。

什麼是來自再生資源的永續航空燃料？

SAF主要以廢食用油、微藻、木屑、甘蔗及廢紙等可再生資源為原料製造。與傳統化石燃料（如石油）製成的航空燃料相比，SAF被認為能有效減少二氧化碳排放。例如，SAF的一種類型「生物航空燃料」是由微藻或木屑製成。雖然在燃燒時仍會排放二氧化碳，但其原料來源在生長過程中已吸收了二氧化碳並可以再生，因此從整體來看，這種燃料不會增加大氣中的二氧化碳含量。

為了將SAF應用於飛航交通工具，它必須符合由世界最大的國際標準化組織「ASTM International」制定的標準。此外，根據這些國際規範，SAF需要與化石燃料製成的航空燃料混合使用，混合比例最多可達50%。

航空減碳的挑戰與目標

飛機運輸究竟排放了多少二氧化碳呢？根據下圖，從每單位運輸量的排放量來看，雖然飛機的碳排放比私家車低，但相比鐵路等其他公共交通工具仍然高出許多。

圖1：依單位運輸量看旅客的二氧化碳排放量
資料來源：環境：運輸部門における二酸化炭素排出量 - 国土交通省

由於飛機的二氧化碳排放量較高，特別是在歐洲，「飛行恥辱」的觀念逐漸興起，許多人對乘坐飛機心存顧忌。然而，從每單位活動的二氧化碳排放量與移動時間的關係來看，並非所有情況下都能選擇「完全不使用航空」這一選項。那麼，能否通過電氣化等技術手段減少航空的二氧化碳排放呢？這方面仍面臨挑戰。飛機目前使用的航空燃料（煤油）具有高能量密度，能在相同重量下產生更多能量，比鋰電池或液態氫等替代品更高效，因此，目前尚未有可完全取代煤油的燃料解決方案。

儘管如此，實現碳中和的目標要求航空業必須減少二氧化碳排放。全球航空業已制定了具挑戰性的減排計劃。國際民航組織（ICAO）提出，從2021年起將國際航空運輸的二氧化碳排放量穩定在2019年的基準水平。此外，在2022年10月的ICAO大會中，更嚴格的目標被通過：自2024年起，將排放量控制在2019年的85%以下。下圖展示了ICAO對國際航空運輸二氧化碳排放量的預測及減排目標。值得注意的是，到2050年，SAF預計將貢獻55%的二氧化碳減排量，顯示了各方對SAF的重要期望。

圖2：ICAO對二氧化碳排放量與排放減量目標的想像
資料來源：飛行機もクリーンな乗り物に！持続可能なジェット燃料「SAF」とは？｜エネこれ｜資源エネルギー庁

SAF供應挑戰與未來技術發展

截至2022年，全球SAF供應量僅約30億公升，僅佔全球航空燃料供應量的約0.1%。目前，SAF的主要製造方法是利用廢食用油等原料的「HEFA」技術。然而，由於全球需求增加，廢食用油供應量不足，價格也隨之飆升。在可用的SAF原料中，理論上總量較豐富的資源是美國和巴西生產的生物乙醇等。未來，預計將採用「酒精轉化」（Alcohol to Jet）技術將這些原料轉化為SAF。不過，生物乙醇的原料來源如甘蔗和玉米等，屬於可食用資源，而歐洲對這類資源的使用有嚴格限制。因此，開發如豆科植物「蓖麻」等非食用原料成為多樣化供應的重要方向。

此外，利用二氧化碳和氫氣製造的「人工合成燃料」是一種新一代的SAF，目前正在研究與技術開發中。根據預測，到2050年，合成燃料衍生的SAF將佔總SAF原料的約一半。未來，為了推動SAF的廣泛使用，穩定確保原料供應是關鍵所在。隨著各項技術的不斷進步，SAF的應用有望進一步加速，幫助空中運輸邁向生態轉型。

 

封面圖片來源：飛行機もクリーンな乗り物に！持続可能なジェット燃料「SAF」とは？｜エネこれ｜資源エネルギー庁

參考資料來源：

1.飛行機もクリーンな乗り物に！持続可能なジェット燃料「SAF」とは？｜エネこれ｜資源エネルギー庁

2.【永續航空燃料】採用可持續航空燃料實現2050淨零排放

3.Fueling the Future of Aviation | ASTM Standardization News

4.Sustainable Aviation Fuel Certification and ASTM International: What Is It & Why Does It Matter? – SkyNRG