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2025 航空煤油行业：探究化工灵活性对电制可持续航煤经济性影响--QYResearch
发布日期：2025-05-12
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在全球能源转型与 “双碳” 目标的大趋势下，航空煤油行业正经历着前所未有的深刻变革。作为航空领域实现脱碳的关键，可持续航空煤油备受关注。当前，电制可持续航空煤油技术虽有望突破原料限制，但因绿氢成本居高不下，导致其在经济层面缺乏可行性。因此，探究化工灵活性对该技术经济性的影响，成为了 2025 年航空煤油行业投资决策的重中之重。
一、技术路径剖析：一步合成与两步合成的差异
典型的电制可持续航空煤油技术体系，由可再生能源、电解水制氢系统、二氧化碳捕集装置和化工合成装置共同构成。其中，可再生能源系统多采用风电和光伏组成的风光互补模式；电解水系统使用碱性电解水制氢装置；二氧化碳捕集装置则运用成熟的烟气碳捕集技术。根据化工合成环节的技术特点，该技术路径可分为 “一步合成法” 和 “两步合成法”，二者的核心区别在于是否存在便于储存的中间产物，以及化工合成流程的灵活程度。
“一步合成法” 以费托合成为代表，在 SAF 合成过程中，各环节紧密相连，缺少易于储存的中间产物，化工合成部分灵活性欠佳。费托合成工艺主要包含逆水煤气变换生成合成气、合成气催化生成烃类、精馏氢化处理生成航空煤油这三个化工流程。在稳定运行状态下，该工艺的碳利用率和能量利用率较高，但热管理系统复杂，产物选择性较差。其负载调节范围保守估计在 70% - 100%，最短调节周期长达 7 天。
“两步合成法” 以甲醇合成为典型，此路径存在易于储存的中间产物甲醇，且中间产物之前的合成过程灵活性良好。甲醇合成技术路径涵盖甲醇合成、气液分离、甲醇制烯烃、烯烃低聚和加氢精馏等四个主要化工流程。稳态工况下，直接甲醇合成路径对 SAF 具有较好的选择性，但综合能量利用效率和碳元素利用率相对较低。不过，它的调节范围可达额定负载的 10% - 100% ，调节周期最短仅为 1 天。
二、经济性对比：灵活与非灵活场景下的成本差异
据QYResearch市场调研机构的报告数据为深入探究 “一步合成法” 和 “两步合成法” 在化工灵活性上的差异对技术经济性的影响，构建了典型的离网型电制可持续航空煤油系统模型。该模型包含风电、光伏、电池储能、碱性电解水制氢系统、PEM 燃料电池、储氢和 SAF 合成装置等七个主要单元。通过建立确定性混合整数线性分式规划问题，以平准化制可再生航空煤油成本最小化为优化目标，并综合考虑多种约束条件，对两种技术路径展开研究。
在非灵活化工场景下，SAF 合成以额定产能运行，需要稳定的氢气供应。此时，两种技术路径的平准化制可再生航空煤油成本相差不大，约为传统航空煤油价格的 3.8 倍，是生物航煤 (HEFA) 技术路径成本的 2 倍。设备投资和氢气成本分别占总投资的 30% 和 60%。尽管 “两步合成法” 在二氧化碳和氢气利用效率上相对较低，但较好的产品选择性使其成本与 “一步合成法” 差距较小。同时，灵敏度分析表明，降低氢气成本是所有电制可持续航空煤油路径面临的共同关键问题，且在该场景下 “一步合成法” 更具经济性优势。
而在灵活化工场景中，情况发生显著变化。SAF 合成装置投资和绿氢成本在平准化可再生航空煤油成本中占据主导地位。研究发现，提升 SAF 合成装置的灵活性是降低绿氢成本的必要条件。绿氢成本随合成侧调节周期和调节范围的变化呈现出阶段性特征：在阶段 I，调节周期缩短使绿氢成本快速下降约 0.6 元 /m³；阶段 II，成本降低趋势变缓，但对负载调节范围要求提高，进一步使绿氢成本下降约 0.6 元 /m³；阶段 III，当合成侧调节周期较短且最低负载达到 30% 额定负载时，绿氢成本进一步下降约 0.1 元 /m³。在此过程中，系统弃电率显著降低，从非灵活化工场景下的 50% 以上，逐步降至阶段 I 的 35%、阶段 II 的 15%，从而减少了可再生能源和制氢侧装机容量需求，有效降低了绿氢成本。
此外，在灵活化工场景下，“两步合成法” 相较于 “一步合成法” 优势明显。“两步合成法” 的绿氢成本比 “一步合成法” 低约 0.5 元 /m³，平准化制可再生航空煤油成本低 2500 元 /t。并且，“两步合成法” 的分段工艺设计使其在产业发展初期能更早利用合成装置投资降本优势，在市场竞争中更易抢占先机。
三、投资建议：基于技术经济性的策略选择
综合上述研究，对于 2025 年航空煤油行业的投资，可得出以下关键结论与建议。电制可持续航空煤油实现成本降低的关键在于降低绿氢成本，而灵活化工正是达成这一目标的核心所在。与非灵活化工场景相比，在单位产能装置固定投资不变的情况下，灵活化工通过小幅增加合成侧装置容量，大幅降低系统弃电率，减少 “风 - 光 - 氢 - 储” 系统装机容量需求，可使绿氢成本降低约 50%。
以甲醇合成技术路径为代表的 “两步合成法”，凭借易存储的液态中间产物缓冲，将化工合成分为灵活性高的阶段 A 和集成度好的阶段 B，能够兼顾制氢侧灵活性和化工侧稳定运行的特性，在产业初期更具成本优势，其绿氢成本可进一步降低 0.1 元 /m³。因此，在缺乏其他电制可持续航空煤油技术路径时，应优先发展 “两步合成法” 技术路线，并重点关注其系统灵活运行能力。
对于新开发的电制可持续航空煤油技术路线，如果属于 “一步合成法”，在达到相应能量利用效率和航空煤油选择性时，需着重提升装置灵活性，实现小于 7 天的灵活调节周期，负荷调节下限达到 50% 额定值；若属于 “两步合成法”，则应确保灵活调节周期达到 1 天，负荷调节下限达到 30% 额定值，并重点关注装置的能量利用效率。
以上数据内容可参考QYResearch市场研究机构发布的《 2025-2031全球与中国航空煤油市场现状及未来发展趋势》。QYResearch机构可以提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。
一、技术路径剖析：一步合成与两步合成的差异
典型的电制可持续航空煤油技术体系，由可再生能源、电解水制氢系统、二氧化碳捕集装置和化工合成装置共同构成。其中，可再生能源系统多采用风电和光伏组成的风光互补模式；电解水系统使用碱性电解水制氢装置；二氧化碳捕集装置则运用成熟的烟气碳捕集技术。根据化工合成环节的技术特点，该技术路径可分为 “一步合成法” 和 “两步合成法”，二者的核心区别在于是否存在便于储存的中间产物，以及化工合成流程的灵活程度。
“一步合成法” 以费托合成为代表，在 SAF 合成过程中，各环节紧密相连，缺少易于储存的中间产物，化工合成部分灵活性欠佳。费托合成工艺主要包含逆水煤气变换生成合成气、合成气催化生成烃类、精馏氢化处理生成航空煤油这三个化工流程。在稳定运行状态下，该工艺的碳利用率和能量利用率较高，但热管理系统复杂，产物选择性较差。其负载调节范围保守估计在 70% - 100%，最短调节周期长达 7 天。
“两步合成法” 以甲醇合成为典型，此路径存在易于储存的中间产物甲醇，且中间产物之前的合成过程灵活性良好。甲醇合成技术路径涵盖甲醇合成、气液分离、甲醇制烯烃、烯烃低聚和加氢精馏等四个主要化工流程。稳态工况下，直接甲醇合成路径对 SAF 具有较好的选择性，但综合能量利用效率和碳元素利用率相对较低。不过，它的调节范围可达额定负载的 10% - 100% ，调节周期最短仅为 1 天。
二、经济性对比：灵活与非灵活场景下的成本差异
据QYResearch市场调研机构的报告数据为深入探究 “一步合成法” 和 “两步合成法” 在化工灵活性上的差异对技术经济性的影响，构建了典型的离网型电制可持续航空煤油系统模型。该模型包含风电、光伏、电池储能、碱性电解水制氢系统、PEM 燃料电池、储氢和 SAF 合成装置等七个主要单元。通过建立确定性混合整数线性分式规划问题，以平准化制可再生航空煤油成本最小化为优化目标，并综合考虑多种约束条件，对两种技术路径展开研究。
在非灵活化工场景下，SAF 合成以额定产能运行，需要稳定的氢气供应。此时，两种技术路径的平准化制可再生航空煤油成本相差不大，约为传统航空煤油价格的 3.8 倍，是生物航煤 (HEFA) 技术路径成本的 2 倍。设备投资和氢气成本分别占总投资的 30% 和 60%。尽管 “两步合成法” 在二氧化碳和氢气利用效率上相对较低，但较好的产品选择性使其成本与 “一步合成法” 差距较小。同时，灵敏度分析表明，降低氢气成本是所有电制可持续航空煤油路径面临的共同关键问题，且在该场景下 “一步合成法” 更具经济性优势。
而在灵活化工场景中，情况发生显著变化。SAF 合成装置投资和绿氢成本在平准化可再生航空煤油成本中占据主导地位。研究发现，提升 SAF 合成装置的灵活性是降低绿氢成本的必要条件。绿氢成本随合成侧调节周期和调节范围的变化呈现出阶段性特征：在阶段 I，调节周期缩短使绿氢成本快速下降约 0.6 元 /m³；阶段 II，成本降低趋势变缓，但对负载调节范围要求提高，进一步使绿氢成本下降约 0.6 元 /m³；阶段 III，当合成侧调节周期较短且最低负载达到 30% 额定负载时，绿氢成本进一步下降约 0.1 元 /m³。在此过程中，系统弃电率显著降低，从非灵活化工场景下的 50% 以上，逐步降至阶段 I 的 35%、阶段 II 的 15%，从而减少了可再生能源和制氢侧装机容量需求，有效降低了绿氢成本。
此外，在灵活化工场景下，“两步合成法” 相较于 “一步合成法” 优势明显。“两步合成法” 的绿氢成本比 “一步合成法” 低约 0.5 元 /m³，平准化制可再生航空煤油成本低 2500 元 /t。并且，“两步合成法” 的分段工艺设计使其在产业发展初期能更早利用合成装置投资降本优势，在市场竞争中更易抢占先机。
三、投资建议：基于技术经济性的策略选择
综合上述研究，对于 2025 年航空煤油行业的投资，可得出以下关键结论与建议。电制可持续航空煤油实现成本降低的关键在于降低绿氢成本，而灵活化工正是达成这一目标的核心所在。与非灵活化工场景相比，在单位产能装置固定投资不变的情况下，灵活化工通过小幅增加合成侧装置容量，大幅降低系统弃电率，减少 “风 - 光 - 氢 - 储” 系统装机容量需求，可使绿氢成本降低约 50%。
以甲醇合成技术路径为代表的 “两步合成法”，凭借易存储的液态中间产物缓冲，将化工合成分为灵活性高的阶段 A 和集成度好的阶段 B，能够兼顾制氢侧灵活性和化工侧稳定运行的特性，在产业初期更具成本优势，其绿氢成本可进一步降低 0.1 元 /m³。因此，在缺乏其他电制可持续航空煤油技术路径时，应优先发展 “两步合成法” 技术路线，并重点关注其系统灵活运行能力。
对于新开发的电制可持续航空煤油技术路线，如果属于 “一步合成法”，在达到相应能量利用效率和航空煤油选择性时，需着重提升装置灵活性，实现小于 7 天的灵活调节周期，负荷调节下限达到 50% 额定值；若属于 “两步合成法”，则应确保灵活调节周期达到 1 天，负荷调节下限达到 30% 额定值，并重点关注装置的能量利用效率。
以上数据内容可参考QYResearch市场研究机构发布的《 2025-2031全球与中国航空煤油市场现状及未来发展趋势》。QYResearch机构可以提供深度产业研究报告、商业计划书、可行性研究报告及定制服务等一站式产业咨询服务。
