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在全球航空業(yè)加速脫碳的浪潮中，可持續(xù)航空燃料（SAF）被視為實現(xiàn)凈零目標的關鍵，國際民航組織（ICAO）提出長期愿景目標（LTAG），旨在從2020年起實現(xiàn)航空業(yè)的碳中和增長，并在2050年實現(xiàn)凈零碳排放。SAF最高可實現(xiàn)二氧化碳減排85%，而其他手段降碳幅度不超過30%，預計將為2050年目標貢獻超60%的碳減排，然而高昂的成本、原料限制與生產(chǎn)技術瓶頸始終制約著SAF的規(guī)模化應用。2023年全球SAF產(chǎn)量僅占航空燃料總需求的0.2%左右，遠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。

丹麥領先的能源技術公司托普索（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年年報中表示，未來將增加對SOEC技術的投入，以推動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)實現(xiàn)凈零碳排放的目標。托普索計劃在2025年建成丹麥赫寧（Herning）的SOEC工廠，并提供SOEC電解堆，同時與美國公司簽訂供應和服務協(xié)議，制造首批100MW的SOEC系統(tǒng)，這些舉措將為SAF的規(guī)�；�生產(chǎn)提供強有力的支持。

從傳統(tǒng)到革新：托普索的SAF技術布局

當前全球可持續(xù)航空燃料（SAF）的生產(chǎn)主要依賴三種技術路線。第一種是HEFA（加氫酯化脂肪酸）路線，該技術通過廢棄油脂的加氫處理快速生產(chǎn)航空燃料，但受限于原料供應不足的問題，難以大規(guī)模擴展。第二種是FT（費托合成）路線，這種技術可以利用農(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復雜，商業(yè)化進程面臨較大挑戰(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)倫理爭議，同時二代纖維素乙醇技術尚未突破產(chǎn)業(yè)化瓶頸，限制了其進一步發(fā)展。此外，被認為減碳潛力最高的電轉液路線（PtL）目前成本最高，仍處于技術研發(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布局：一方面通過HydroFlex™路線對傳統(tǒng)HEFA工藝進行深度優(yōu)化，其創(chuàng)新催化劑體系與反應器設計可提升廢棄油脂轉化效率，同時兼容現(xiàn)有煉化基礎設施，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——該路線完全突破生物質(zhì)原料限制，運用SOEC以綠電制取的氫氣和捕集的二氧化碳為原料，實現(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)零碳轉型提供了可擴展的終極解決方案。

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？

作為全球能源轉型領域的隱形冠軍，丹麥托普索公司深耕催化技術與電解系統(tǒng)研發(fā)八十余年，其核心業(yè)務覆蓋氫能、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）技術的商業(yè)化突破——這項革命性技術通過高溫（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，電化學反應動力學效率提升顯著，單位產(chǎn)氫能耗降低20%-30%。更關鍵的是，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技術作為其在電制燃料（PtL）領域發(fā)展的核心，是基于對航空業(yè)脫碳技術路徑的深入研究。當前，生物航煤（SAF）的主要生產(chǎn)技術受限于廢棄油脂原料的供應限制——全球廢棄油脂年產(chǎn)量僅為40億升，遠不能滿足航空業(yè)2050年超過4000億升的SAF需求。此外，歐盟對棕櫚油等農(nóng)作物基燃料的限制政策進一步縮小了技術路線的選擇范圍。盡管PtL被視為實現(xiàn)脫碳的終極方案，但綠氫成本占總成本的50%-70%，導致傳統(tǒng)電解技術生產(chǎn)的航煤價格長期較高。2020年麥肯錫聯(lián)合世界經(jīng)濟論壇根據(jù)可能的成本下降給出了預測，基于目前價格，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。同時傳統(tǒng)航煤平均價格700美元/噸，需要再通過碳稅彌補每噸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技術路線成本估算

托普索的SOEC技術能提高制氫效率。該技術比傳統(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，SOEC的模塊化設計有助于降低設備投資成本。這些特點共同為PtL燃料達到平價目標提供了支持。PtL路線基于以下三項關鍵技術：可再生電力驅(qū)動的水解制氫技術、碳捕獲與利用技術以及氫氣與碳源合成SAF技術。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占比高達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%，屆時將憑借較低成本與較高產(chǎn)能，成為四種技術路線中實現(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)航煤價格（2025年3月國際傳統(tǒng)航煤價格約為6.3元/kg）。這一技術突破將為航空業(yè)的低碳轉型提供更具經(jīng)濟性的解決方案，推動PtL路線在全球范圍內(nèi)的廣泛應用。

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技術的可擴展性邏輯

托普索以SOEC技術為核心，通過“先驗證后擴展”的戰(zhàn)略路徑加速全球化布局。其技術落地的起點是2023年啟動的FrontFuel項目——全球首個從二氧化碳、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。該項目與沙索公司合作，生產(chǎn)設施建于丹麥奧胡斯大學內(nèi)，通過SOEC技術將綠電轉化為氫氣，并與捕集的二氧化碳耦合生產(chǎn)合成燃料，驗證了“電力到液體燃料（PtL）”的完整技術閉環(huán)。FrontFuel項目不僅是SOEC技術的實驗室級商業(yè)化雛形，更為后續(xù)規(guī)模化工廠的設計提供了關鍵數(shù)據(jù)支撐。

在FrontFuel項目成功驗證技術可行性后，托普索進一步推進規(guī)�；�落地。其標志性項目丹麥Herning SOEC工廠將于2024年底投入運營，初始產(chǎn)能500兆瓦，滿負荷運行后年產(chǎn)綠氫可支撐合成8萬噸SAF，減排量相當于4000次跨大西洋航班碳排放。該項目獲歐盟創(chuàng)新基金9400萬歐元支持，并納入歐盟2030年40吉瓦電解槽裝機戰(zhàn)略。

托普索的全球化布局邏輯基于SOEC技術的模塊化可擴展性：從FrontFuel到Herning工廠，其電解槽堆采用標準化設計，支持快速復制產(chǎn)能。例如，F(xiàn)rontFuel項目中開發(fā)的模塊化系統(tǒng)可直接應用于德國、美國等地的工廠建設，利用當?shù)乜稍偕�能源與工業(yè)廢熱資源，實現(xiàn)“即插即用”的綠氫生產(chǎn)網(wǎng)絡。這種“核心工廠+模塊化復制”的模式，不僅降低新建項目的資本支出（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——歐盟碳關稅為綠氫衍生燃料提供市場壁壘突破，而美國《通脹削減法案》的稅收抵免則可對沖初期投資風險（雖然特朗普于 2025 年上臺后已結《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，因為它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 和技術公司 Talus 已確認位于愛荷華州 的 Boone 綠氨項目獲得該法案的清潔氫生產(chǎn)稅收抵免支持）。

通過FrontFuel項目的先導性驗證與Herning工廠的規(guī)�；瘜嵺`，托普索展示了SOEC技術從歐洲向全球輻射的能力。未來，其模塊化系統(tǒng)可適配風能富集地區(qū)、工業(yè)廢熱密集區(qū)域甚至新興市場的分散式能源場景，為航空業(yè)提供可快速部署的零碳燃料解決方案。這種“技術驗證-核心工廠-全球復制”的三步走戰(zhàn)略結合全球SAF強制摻混政策要求，有望重新定義航空燃料生產(chǎn)的全球化邏輯——從單一技術輸出轉向系統(tǒng)性生態(tài)構建，最終實現(xiàn)“陽光、風與廢棄二氧化碳”驅(qū)動天空的零碳愿景。

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：全球多個國家均出臺 SAF 摻混比例的政策

結語：重新定義航空燃料的綠色邊界

航空業(yè)的脫碳是一場與時間的賽跑。托普索通過SOEC技術，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、風與廢棄的二氧化碳。而對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。

       原文標題 : 微研究|托普索如何以SOEC技術生產(chǎn)SAF，并接近平價