目录
- 执行摘要：2025年生物航空燃料合成
- 市场规模、增长预测及2030年前的预测
- 主要参与者和企业倡议（例如，Boeing.com，Gevo.com，Neste.com）
- 核心合成技术：从原料到最终燃料
- 近期突破与新兴创新
- 监管驱动因素、认证和行业标准（例如，IATA.org，ASTM.org）
- 供应链动态与原料采购
- 成本竞争力与商业化路径
- 可持续性指标与环境影响
- 未来展望：主流采用的路线图与行业情景
- 来源与参考
执行摘要：2025年生物航空燃料合成
到2025年，生物航空燃料合成技术在全球迈向可持续航空的转型中处于最前沿，多个商业规模的设施已投入运营并有新项目在进行中。主要的合成方法包括氢处理酯和脂肪酸（HEFA）、酒精到喷气燃料（ATJ）、费希尔-托普希（FT）合成，以及利用各种原料（如废油、农业残留物和城市固体废物）的新兴催化路线。
HEFA路径仍然是最成熟和广泛应用的商业生物航空燃料生产途径。公司如Neste和World Energy正在新加坡、美国和欧洲的设施中扩大生产，年产能力合计超过100万吨。到2025年，Neste继续扩展其新加坡生物炼油厂，目标是每年生产超过130万吨的可持续航空燃料（SAF）。同时，World Energy位于加州的Paramount工厂正在进行进一步扩展，以增加产量并满足日益增长的需求。
费希尔-托普希合成利用气化生物质或城市垃圾，正在进行主要的示范及早期商业部署。Velocys正在推进其位于密西西比州的Bayou Fuels项目，利用废弃木质生物质作为原料通过FT合成生产SAF。该公司预计在未来几年内作出最终投资决策并开始建设。同样，Shell正在合作开展基于FT的SAF项目，包括英国的Altalto Immingham项目，计划将城市固体垃圾转化为商业规模的喷气燃料。
酒精到喷气燃料（ATJ）合成正在获得关注，LanzaJet在美国乔治亚州的Freedom Pines Fuels工厂已开始生产。该设施利用来自工业废气和农业残留物的乙醇，通过专有催化过程转化为SAF。年产能力为1000万加仑，并计划快速扩大规模，ATJ技术预计将多样化原料选择并增强SAF供应链的灵活性。
展望未来，未来几年将加速商业化和这些合成技术的规模扩大。国际航空运输协会（IATA）和航空公司联盟设定了雄心勃勃的SAF采用目标，刺激了投资和政策支持。各公司正日益形成跨行业的伙伴关系，以确保原料、优化合成路径和扩大全球SAF生产。催化效率、原料物流和工艺整合的持续创新将对降低成本和实现航空业到2030年及以后的碳减排目标至关重要。
市场规模、增长预测及2030年前的预测
生物航空燃料合成技术（指将生物质转化为可持续航空燃料（SAF）的过程）正在获得显著关注，因为航空部门加大了减碳力度。到2025年，生物航空燃料合成市场正面临生产能力迅速扩张、投资上升以及多个技术路径的商业化推动。关键的合成技术包括氢处理酯和脂肪酸（HEFA）、酒精到喷气燃料（AtJ）、费希尔-托普希（FT）及新兴的热化学和生化转化过程。
在生物航空燃料合成的支撑下，全球SAF市场预计将在未来五年内从初期阶段增长到一个数十亿美元的细分市场。到2025年，产能相较于全球喷气燃料需求仍然有限，全球最大的SAF生产商Neste报告其年产能力为100万吨，计划到2024年达到150万吨，并在2026年进一步扩大。另一家主要参与者World Energy在美国运营大规模的基于HEFA的SAF设施，正在进行投资以扩大产量。
技术组合正在不断演变。虽然HEFA因其商业成熟度和原料可用性仍处于主导地位，但FT和AtJ路径正在获得动力。Shell及其合作伙伴已宣布计划在十年内部署FT和AtJ植物，目标是商业规模的部署。LanzaTech正在推动以气体发酵为基础的AtJ合成，目前在北美、欧洲和亚洲正在进行多个示范和商业项目，预计到2027年将贡献显著的新产能。
展望到2030年，行业机构的市场预测显示出指数级增长。国际航空运输协会（IATA）估计，SAF生产到2030年可能达到240亿升（约1900万吨），这相比2023年的不到100万吨将是一个巨大的飞跃（国际航空运输协会）。这种增长将受到积极的强制性措施（例如欧洲联盟的ReFuelEU航空计划）和日益增长的航空公司采购协议的推动。
总而言之，从2025年到2030年，生物航空燃料合成技术将迅速扩张，技术平台多样化，供应链整合加深。在原料采购、工艺效率和支持政策环境方面的创新将对实现雄心勃勃的SAF采用目标并确保到本世纪末的强劲可持续航空燃料市场至关重要。
主要参与者和企业倡议（例如，Boeing.com，Gevo.com，Neste.com）
到2025年，生物航空燃料合成技术的格局受到行业领导者的积极投资、商业规模的示范和战略合作伙伴关系的推动，旨在加速可持续航空燃料（SAF）的采用。这些关键参与者的核心关注点是部署和优化先进的合成路径，尤其是氢处理酯和脂肪酸（HEFA）、酒精到喷气燃料（ATJ）、费希尔-托普希（FT）和新兴的电能液体（PtL）过程。
- Neste 在HEFA技术的商业化和扩展方面是全球领导者，将废弃脂肪、油和脂肪转化为可再生喷气燃料。在2024-2025年期间，Neste正在完成鹿特丹和新加坡的大规模产能扩展，目标是到2025年底年产能力超过150万吨SAF。该公司已与主要航空公司达成了采购协议，并正在整合数字解决方案以优化原料供应链和生产效率。
- Gevo 正在利用可再生乙醇和异丙醇作为原料推进酒精到喷气燃料（ATJ）路径。其计划于2025年投入运营的Net-Zero 1工厂旨在利用可再生能源和碳捕获，目标是实现碳负燃料档案。Gevo已与达美航空等航空公司签署了长期协议，年供应数百万加仑的SAF，表明了ATJ来源燃料的强劲商业吸引力。
- Boeing 正在推动企业倡议，加速100% SAF在商业航空中的认证和采用。Boeing与燃料生产商和监管机构合作，进行示范飞行，并为新合成路径（包括费希尔-托普希和PtL技术）提供技术指导，以支持行业对2050年净零排放的承诺。
- Sasol，费希尔-托普希合成的先驱，正在利用其专业知识扩大来自生物质和城市固体废物的SAF生产。与汉莎集团等合作伙伴合作，Sasol正在南非和欧洲试点商业规模的FT-SAF生产，目标是在2026年进入市场。
对于2025年及未来几年的展望表明，生物航空燃料的生产将快速增长，强烈强调扩大多样化的合成技术，确保供应链，并建立全球认证标准。企业倡议预计将进一步降低新兴路径的风险，为更广泛的SAF采用铺平道路。
核心合成技术：从原料到最终燃料
生物基可持续航空燃料（SAF），通常称为“生物航空燃料”的合成，正经历快速的技术演变，因为航空部门正在追求2025年及以后的减碳目标。核心合成技术—氢处理酯和脂肪酸（HEFA）、酒精到喷气燃料（ATJ）、费希尔-托普希（FT）及新兴催化方法正在商业和示范规模部署，利用多种原料。
HEFA仍然是2025年最主流的商业路径，主要通过利用废食用油、牛脂和植物油等脂质原料生产SAF。Neste和World Energy在欧洲、亚洲和北美运营大型HEFA设施。经过2023年的扩建，Neste新加坡炼油厂现可每年提供高达100万吨的SAF，展示了HEFA技术的可扩展性。Neste继续投资于原料灵活性，以提高生命周期排放和可持续性。
ATJ路径，利用乙醇或异丁醇作为中间体，正在推动商业示范，尤其与像LanzaJet的Freedom Pines Fuels设施在美国乔治亚州的合作关系。这座工厂将在2025年扩张，通过催化脱水、聚合和氢化将来自废工业气体和生物质的乙醇转化为SAF。该过程使得更广泛的原料利用成为可能，包括纤维素残留物和城市固体废物，支持循环经济原则（LanzaJet）。
FT合成路径依赖于固体原料（例如，农业废弃物、林业残留物或城市垃圾）的气化，再通过催化转化为液体烃，正在获得动力。Velocys通过像Altalto Immingham这样的项目，正在推动模块化FT技术，利用废物派生的合成气生产SAF，目标是在2025年后实现商业输出（Velocys）。
正在出现的新方法，包括催化水热化学（CH）和利用可再生氢和捕获的CO2的电能液体（PtL），正在进行试点或早期示范阶段。Gevo正首次整合ATJ和可再生氢系统，以进一步降低SAF的碳强度，目标在2026年大规模推广。
展望未来，生物航空燃料合成技术的前景由持续的规模扩大、原料多样化及与碳捕获和绿色氢的整合决定。商业可行性依赖于优化工艺效率、降低成本和确保长期原料供应。预计行业合作和政策激励将加快2020年代末的部署和创新。
近期突破与新兴创新
生物航空燃料合成技术的格局正在快速变革，因为航空部门加大了减碳力度。2025年近期的突破强调了工艺创新和原料灵活性，多个示范工厂和商业项目正在加速向规模化、经济有效的解决方案迈进。
一个关键趋势是合成路径的多样化，超越传统的氢处理酯和脂肪酸（HEFA）。在2025年初，Neste宣布其下一代工艺的成功试点运营，该工艺结合了废脂质和木质纤维原料，增强了原材料灵活性，并提高了温室气体（GHG）减排效果。与此同时，TotalEnergies推进其Biojet合成平台，启用一台新示范单元，应用先进的氢处理催化剂以优化多种可再生原料的产量和能源效率。
气化和费希尔-托普希（FT）合成同样正在获得关注。2025年，Sasol报告其试点设施的初步积极成果，该设施将农业残留物转化为合成喷气燃料，使用其专有的FT工艺。该公司正致力于改善催化剂性能，以降低生产成本并提高碳转化效率，计划到2027年扩大规模。同时，Shell与技术合作伙伴合作，展示了一种模块化的气化到喷气系统，旨在实现分散生产，针对偏远地区和较小的机场。
酒精到喷气燃料（ATJ）是另一个显著进展领域。LanzaTech和Virent, Inc.在将乙醇和异丁醇转化为可替代喷气燃料方面都取得了进展。LanzaTech的工艺利用工业副产气体作为碳源，其2025年示范工厂在连续运营和燃料质量认证方面实现了重要里程碑。与此同时，Virent展示了合成芳香化合物的商业规模生产，这些化合物对喷气燃料混合物至关重要，为其提供了与化石燃料替代品的性能平等。
展望未来，未来几年生物航空燃料合成技术的前景乐观。多家公司的目标是在2030年前全面商业化，并进行渐进式规模扩展和进一步整合碳捕获与利用（CCU）。行业机构如IATA和CORSIA正在支持统一的认证框架，这预计将加快市场接受度，并推动在原料转化和工艺强化方面的额外创新。
监管驱动因素、认证和行业标准（例如，IATA.org，ASTM.org）
生物航空燃料合成技术的监管环境受到国际标准、国家法规和行业主导倡议的交汇塑造，所有这些在2025年都在加剧，并为接下来的几年铺平了道路。国际航空运输协会（IATA）在促进可持续航空燃料（SAF）全球采用方面继续发挥关键作用，包括生物航空燃料变体。IATA的“Fly Net Zero”倡议凸显了航空行业在2050年前实现净零碳排放的承诺，推动对满足严格性能和可持续性标准的认证SAF的需求。
监管批准和市场接受的核心在于由美国材料与试验协会（ASTM International）管理的认证过程。ASTM D7566标准定义了含有合成烃的航空涡轮燃料的规格。2024年的最新修订及2025年至今的持续审查正在扩展已批准的合成燃料路径的清单，包括酒精到喷气燃料（ATJ）、氢处理酯和脂肪酸（HEFA）及新兴的催化转化过程。这些变化使燃料生产商能够商业化新型生物航空燃料技术，前提是它们必须证明安全性和性能与传统喷气燃料相当。
主要市场中的监管机构，例如美国联邦航空局（FAA）和欧洲航空安全局（EASA），正与行业密切合作，简化认证途径并协调可持续性标准。到2025年，FAA的替代喷气燃料与环境卓越中心正在加速新生物航空燃料合成方法的测试和资格的支持，反映了更广泛政策推动下美国SAF大挑战（美国能源部）对更大SAF采用的推力。
可持续性、生命周期碳计算和原料可追溯性的行业标准也在不断演变。可持续生物材料圆桌会议（RSB）等组织正在将更严格的可持续性标准纳入认证计划，以响应对透明度和减少间接土地利用变化影响的监管期望。同时，国际民航组织（ICAO）正完善其CORSIA（国际航空碳抵消与减排计划）要求，2025年的更新要求对合格SAF的数量及其减少的排放进行更清晰的文档记录。
随着监管和认证框架变得更加健全和全球统一，生物航空燃料合成技术的前景越来越乐观。这些机制不仅在降低技术和市场壁垒方面发挥作用，还在促进价值链的合作，为技术开发者和投资者提供明确信号，以加速在未来几年内的商业部署。
供应链动态与原料采购
生物航空燃料合成技术的供应链与原料采购格局正在迅速演变，航空公司、燃料生产商和各国政府正在加大力度以降低航空业的碳足迹。到2025年，最成熟的商业生物航空燃料生产途径仍然是氢处理酯和脂肪酸（HEFA），利用的原料包括废弃食用油、动物脂肪和不可食用的植物油。包括Neste和World Energy在内的主要参与者已扩大其全球供应网络，以确保可持续原料，Neste运营着广泛的预处理设施和合作关系，以处理各种废油和脂肪。
多样化的原料采购是战略上的必要举措。随着需求的增长，传统原料的竞争日趋激烈，促使供应链方面的创新。例如，TotalEnergies正在欧洲试点使用低ILUC（间接土地使用变化）作物和农业残留物，而EnviTec Biogas正探索生物质废物流的转化为生物喷气中间体。美国能源部的生物能源技术办公室（BETO）正在积极为供应链优化项目提供资金，以集成森林残留物和城市固体废物作为下一个原料。
新兴的合成路径如酒精到喷气燃料（ATJ）和费希尔-托普希（FT）工艺正在获得动力，扩展了潜在的原料基础。LanzaTech正在提升其气体发酵技术，将工业废气转化为乙醇，随后被加工成喷气燃料，从而开辟了新的循环经济供应链。同样，Velocys正在利用城市固体废物和木质生物质作为原料，推进基于FT的生产，计划在未来几年内投产商业设施。
在2025年及以后的日子里，随着对可持续航空燃料（SAF）混合的强制性规定的增加，例如欧洲联盟和美国的倡议，供应链的韧性将受到考验。可追溯性和认证系统（如由ISCC系统管理的系统）正在加强，以确保复杂的全球原料供应网络的可持续性合规性。展望未来，该行业的前景取决于进一步整合基于废物的供应链、继续创新原料预处理以及扩展多方利益相关者合作，以确保生物航空燃料合成技术的强大和可持续的原料采购。
成本竞争力与商业化路径
生物航空燃料（基于生物的可持续航空）合成技术的成本竞争力和商业化路径在2025年进入关键阶段。几种路径—尤其是氢处理酯和脂肪酸（HEFA）、酒精到喷气燃料（ATJ）和费希尔-托普希（FT）合成—正在向商业规模推进，受到政策激励和航空公司对可持续航空燃料（SAF）需求增加的推动。
HEFA技术目前是商业上最成熟的，利用的原料包括废弃食用油和动物脂肪。由Neste和World Energy运营的设施正在扩大，Neste报告称HEFA基SAF的生产成本在每升2到3美元之间，虽然相较于传统喷气燃料有溢价，但随着规模经济的实现正在缩小。Neste承诺到2024-2025年将全球SAF产量扩展至150万吨，表明对持续降低成本的信心。
与此同时，利用纤维素乙醇或生物质气化的ATJ和FT技术正处于更早的商业化阶段，但正在获得重大投资。LanzaJet正在美国乔治亚州启动其Freedom Pines Fuels工厂，预计于2025年达到全面运营状态。其ATJ工艺目标是在2027年实现与化石喷气燃料的成本平价，推动过程改进和原料多样化。在FT领域，Velocys正推进其位于英国的Altalto Immingham项目，计划在2030年前实现商业运营，并利用城市固体废物作为原料以降低投入成本。
政府的强制性规定和航空公司的采购协议正在加速成本竞争力。欧洲联盟的ReFuelEU航空法规，自2025年生效，设定了SAF混合的强制规定，创造了确定的需求并激励投资以扩大规模（欧洲航空安全局）。在美国，能源部的可持续航空燃料大挑战以及通货膨胀减少法案下的税收抵免预计将进一步改善生产商的经济效益。
展望未来，成本平价的实现可能依赖于持续的规模扩大、原料创新和支持性政策框架。截至2025年，生物航空燃料合成技术的商业化路径显得稳健，未来几年市场接受度和成本竞争力都将显著增强。
可持续性指标与环境影响
生物航空燃料合成技术在2025年的航空减碳战略中处于最前沿，可持续性指标和环保影响是其持续开发和部署的核心。这些技术的评估主要基于生命周期温室气体（GHG）排放、原材料可持续性、能源效率以及与现有基础设施的兼容性。
主流合成路径包括氢处理酯和脂肪酸（HEFA）、酒精到喷气燃料（ATJ）、费希尔-托普希（FT）及新兴路径如电能液体（PtL）。HEFA仍然是商业上最成熟的过程，多个大型工厂在与传统喷气燃料相比实现了超过60%的GHG排放减少，正如Neste和World Energy所报告的。这些减少主要归因于使用废油和脂肪作为原料，降低了土地使用变更及相关排放。
FT和ATJ路径的生命周期分析（例如由Shell和LanzaTech进行）显示根据原料可用性和区域能源组成，GHG节省潜力在60-85%之间。FT合成，特别是在利用城市固体废物或林业残留物时，展示了可观的颗粒物和硫排放减少，进一步增强了其环保特征。
2025年的展望显示出对原料可持续性的关注不断提高，像可持续生物材料圆桌会议（RSB）等认证方案已纳入供应链，以确保追溯性和环境合规性（可持续生物材料圆桌会议）。能源效率指标也在改善：最近在催化剂设计和工艺整合方面的进展使某些HEFA和FT设施的能量转换效率超过70%，根据Neste的说法。
环境影响评估如今越来越多地考虑水资源使用、生物多样性和当地空气质量。例如，Neste和LanzaTech都公开报告水消耗，并努力通过采用闭环和低排放的工艺来减少其运营足迹。
到2025年及未来几年，该行业预计随着下一代技术（如利用可再生电力和直接空气捕集的PtL）从示范转向商业规模，将进一步减少GHG排放（Shell）。所有这些进展共同支撑了航空业在达到净零目标方面的进展，预计将巩固生物航空燃料在可持续飞行中的基石角色。
未来展望：主流采用的路线图与行业情景
支撑生物航空燃料（生物衍生航空喷气燃料）合成的技术正在迅速演变，2025年有望成为商业示范项目和政策驱动扩展的关键年份。关键路径—如氢处理酯和脂肪酸（HEFA）、酒精到喷气燃料（ATJ）、费希尔-托普希（FT）及新兴的电能液体（PtL）技术—正在朝着主流采用的关键里程碑迈进。
HEFA仍然是最成熟和广泛部署的合成路径。主要生产商如Neste正在全球多个地点扩大产量，2025年将在新加坡和鹿特丹上线新产能。Neste单独目标是到2025年年产可持续航空燃料（SAF）150万吨，得益于与航空公司和机场的合作关系。World Energy宣布扩大其加州设施，目标是每年交付超过3亿加仑的SAF，预计到2020年代中期成为美国主要的HEFA生产商。
ATJ技术正在通过以乙醇和异丁醇为基础的方法取得进展。LanzaJet作为乙醇到喷气的合成领导者，正在美国乔治亚州启动其第一个商业规模的Freedom Pines Fuels工厂，预计在2025年开始生产。该工厂初期设计年产1000万加仑，并计划多地点全球推广。与此同时，Gevo在南达科他州的净零1项目进展顺利，目标是在2025年晚些时候实现商业运营，专注于异丁醇来源的SAF。
FT合成可利用城市固体废物、林业残留物和其他原料，由Velocys等公司在推进。其在密西西比州的Bayou Fuels项目预计在2025年达到最终投资决策，目标是从废生物质生产商业规模的SAF。Sasol也在与合作伙伴合作，探索南非和欧洲的FT解决方案，整合可再生氢以实现更大的碳减排。
从长远来看，电能液体（PtL）的路径—利用可再生电力、捕获的CO2和水合成烃—正在获得动力。Sunfire和Audi正在欧洲试点PtL工厂，商业示范项目计划在2020年代中期启动，预计到2030年将实现扩张。
总的来说，2025年生物航空燃料合成技术的前景强劲，具有多路径投资、支持性政策激励和清晰的产能扩展路线图。未来几年，HEFA和ATJ将主导早期产量，而FT和PtL将在技术成本降低和监管框架成熟的情况下获得动力。
来源与参考
- Neste
- World Energy
- Velocys
- Shell
- LanzaJet
- 国际航空运输协会
- Gevo
- Boeing
- Sasol
- Gevo
- TotalEnergies
- Virent, Inc.
- ASTM International
- EASA
- ICAO
- EnviTec Biogas
- ISCC System
- Sunfire
- Audi
