Определение отрасли биотоплива для авиации

Биотопливо для авиации — это вид авиационного топлива, основанный на возобновляемых ресурсах; его производство в основном осуществляется с использованием растительных и животных масел, включая такие распространённые сырьевые материалы, как отработанное пищевое масло (обычно называемое «канализационным маслом»). По сравнению с традиционным авиакеросином на нефтяной основе биотопливо для авиации позволяет сократить выбросы углекислого газа на протяжении всего жизненного цикла на уровне свыше 50%. Поэтому оно рассматривается как важнейшая тенденция глобальной авиационной отрасли, способствующая развитию экологически чистых видов топлива и ускорению снижения негативного воздействия на атмосферу.

История развития отрасли биотоплива для авиации

24 апреля 2013 года самолёт A320 авиакомпании China Eastern впервые выполнил проверочный полёт на биотопливе для авиации, разработанном в Китае. Лётная команда в соответствии со стандартными процедурами проверила влияние доли биотоплива в смеси, температуры в крейсерском полёте и высоты полёта, а также провела предполётные и послеполётные проверки двигателя, одновременно отработав действия в нештатных ситуациях. Через 85 минут самолёт успешно совершил посадку в аэропорту Хунцяо, что ознаменовало успешный первый в Китае испытательный полёт на биотопливе собственного производства.

В апреле 2013 года Китай успешно преобразовал отработанное растительное масло, сельскохозяйственные и лесные отходы, а также микроводоросли в биотопливо для авиации. Часть топлива, использовавшегося в ходе испытательного полёта, была получена из отработанного масла и пальмового масла. Исследователям пришлось снижать вязкость и температуру кипения жировых веществ, чтобы восстановить их в качестве биотоплива. По сравнению с традиционным авиационным топливом биотопливо для авиации обладает существенными экологическими преимуществами: оно позволяет значительно сократить выбросы углекислого газа — на 55–92%. При этом сырьё для его производства исходит из возобновляемых ресурсов, что обеспечивает его устойчивость. Кроме того, использование биотоплива не требует модификации авиационных двигателей, что делает его применение в авиационной отрасли более удобным и ещё более усиливает его экологические достоинства. К декабрю 2022 года первый коммерческий грузовой рейс в Китае совершил свой первый полёт на устойчивом авиационном топливе. Биотопливо, использованное в этом рейсе, было произведено предприятием Sinopec Чжэньхай по переработке нефти и химическому производству.

Отрасль биотоплива для авиации: верхний, средний и нижний сегменты

Верхний сегмент производства биотоплива для авиации в основном представлен биомассовыми ресурсами — такими как отработанное пищевое масло (в народе именуемое «канализационным маслом»), животные и растительные жиры, а также сельскохозяйственные и лесные отходы — то есть возобновляемыми источниками. После серии химических преобразований эти сырьевые материалы могут быть переработаны в биотопливо для авиации. Среди существующих технологий наиболее зрелой и полностью пригодной для коммерческого применения является гидрирование эфиров и жирных кислот; в свою очередь, синтез Фишера–Тропша благодаря своей технико‑экономической эффективности и высокой степени成熟ности рассматривается как перспективный процесс. В сфере конечного применения биотопливо для авиации представляет собой многообещающую альтернативу традиционному авиационному топливу и уже широко используется, особенно в авиационной отрасли. Производство биотоплива для авиации на заводе Чжэньхай компании Sinopec ознаменовало значительный прорыв Китая в области масштабного производства и коммерческого внедрения. По сравнению с традиционным нефтяным авиакеросином биотопливо позволяет сократить выбросы углекислого газа на протяжении всего жизненного цикла более чем на 50%, что имеет важное значение для глобального снижения углеродных выбросов в условиях изменения климата. Однако из‑за высоких производственных и эксплуатационных затрат цена биотоплива примерно в 2,5 раза превышает стоимость традиционного авиационного топлива, что в определённой мере сдерживает его дальнейшее широкое коммерческое использование.

Размер рынка и темпы роста отрасли биотоплива для авиации в Китае

Биотопливо для авиации — ключевой путь к сокращению углеродных выбросов в авиационной отрасли. В настоящее время единственным эффективным способом коммерческого производства биотоплива для авиации является преобразование пищевых масел, отработанных жиров и животных жиров в устойчивое авиационное топливо посредством процесса гидрирования эфиров и жирных кислот (HEFA). Производство биотоплива на заводе Чжэньхай нефтехимического комплекса компании Sinopec ознаменовало выход Китая на уровень масштабного промышленного производства; это событие имеет знаковое значение в истории развития отрасли биотоплива для авиации в стране. Достижение стало возможным благодаря разработанной НИИ нефтехимических технологий компании Sinopec технологии производства, которая позволяет получать биотопливо из отработанных растительных масел.

В частности, данная промышленная установка по производству биотоплива для авиации способна ежегодно перерабатывать около 100 тысяч тонн отходов животного и растительного происхождения — например, отработанного кулинарного масла, что соответствует объёму такого масла, собранного в городе с населением порядка десяти миллионов человек. Благодаря такой переработке ежегодно удаётся сократить выбросы углекислого газа примерно на 80 тысяч тонн; экологический эффект сопоставим с тем, который дало бы прекращение эксплуатации почти 50 тысяч экономичных легковых автомобилей в течение одного года. Однако из‑за высоких затрат на производство и внедрение биотоплива его цена примерно в 2,5 раза превышает стоимость традиционного авиационного топлива, что в определённой степени сдерживает его дальнейшее коммерческое использование. Несмотря на это, спрос на биотопливо для авиации в Китае постепенно растёт.

В 2019 году рыночная структура китайской отрасли авиационного керосина характеризовалась высокой степенью концентрации. Объёмы производства авиационного керосина четырьмя компаниями — Sinopec, CNPC, Shanghai Petrochemical и CNOOC — составили соответственно 31,04 млн тонн, 11,12 млн тонн, 1,88 млн тонн и 3,59 млн тонн; их доли на рынке — 59%, 21%, 7% и 4%, а совокупная доля — 91% от общего объёма национального рынка.

Во всём мире биотопливо для авиации уже широко применяется более чем 45 авиакомпаниями и в совокупности обеспечило обслуживание 370 тысяч рейсов. В таких странах, как США, Канада и Норвегия, созданы полноценные цепочки поставок биотоплива, охватывающие все этапы — от сбора сырья до переработки, транспортировки, заправки и сертификации, что позволило сформировать масштабный рынок. Согласно прогнозу Международной ассоциации воздушного транспорта (IATA), к 2025 году объём глобального использования устойчивого авиационного топлива (SAF) достигнет 7 миллионов тонн; к 2030 году этот показатель, как ожидается, вырастет до 20 миллионов тонн, что свидетельствует о важной роли биотоплива для авиации и тенденции его дальнейшего роста. В целом, хотя рынок традиционного нефтяного авиакеросина по‑прежнему доминируют ведущие компании — Sinopec, PetroChina, Shanghai Petrochemical и CNOOC, — по мере развития технологий производства биотоплива и при поддержке соответствующих политик конкурентная структура отрасли может измениться.

Политика в сфере биотоплива для авиации

Политика в сфере биотоплива для авиации охватывает различные этапы — от исследований и разработок до производства, сбыта и практического применения. В области научно‑исследовательских и опытно‑конструкторских работ Китай успешно создал биотопливо для авиации на основе различных растительных и животных масел и реализует его производство с использованием самостоятельно разработанных технологий гидрирования, каталитических систем и соответствующих технологических процессов. Что касается производства, то предприятие Sinopec Чжэньхай нефтеперерабатывающий завод получило сертификат лётной годности на биотопливо для авиации, утверждённый Государственным управлением гражданской авиации Китая, что подтверждает одобрение лётных характеристик как биотоплива, так и авиационного топлива марки 3.

Европейский союз и Соединённые Штаты уже приняли меры, направленные на увеличение доли биотоплива для авиации в составе авиационного топлива. В октябре 2021 года правительство Китая опубликовало «План действий по достижению пика углеродных выбросов к 2030 году», в котором подчёркивается необходимость разумного регулирования потребления нефти, постепенного сокращения объёмов использования бензина, а также активного продвижения применения передовых биожидкостей и устойчивого авиационного топлива (SAF), заменяющих традиционное топливо, с целью повышения энергоэффективности конечной топливной продукции. Кроме того, представитель Мо Диньгэ выступил с предложением о разработке отраслевой политики поддержки, направленной на формирование полноценной цепочки создания стоимости биотоплива для авиации и стимулирование его масштабного коммерческого применения в стране. В целом, государственная политика в сфере биотоплива для авиации призвана с помощью технологических инноваций и мер отраслевой поддержки способствовать исследованиям, производству и реализации биотоплива для авиации, обеспечивая чистый и низкоуглеродный переход в сфере воздушных перевозок и помогая Китаю достичь целей по достижению пика углеродных выбросов и углеродной нейтральности.

Проблемы, существующие в отрасли биотоплива для авиации

Несмотря на огромный потенциал развития, отрасль биотоплива для авиации сталкивается с рядом вызовов и проблем. Одной из ключевых является высокая себестоимость производства: по сравнению с традиционным нефтяным авиакеросином затраты на производство биотоплива значительно выше. Это обусловлено тем, что в процессе его получения требуется использование больших объёмов биомассы, а добыча, переработка и преобразование этих ресурсов требуют значительных энергетических и финансовых затрат. Кроме того, поскольку технологии производства биотоплива пока недостаточно зрелы, низкая производительность также является одной из причин его высокой стоимости. Второй немаловажной проблемой является низкий уровень рыночной приемлемости. Несмотря на экологические преимущества биотоплива, из‑за его более высокой цены многие авиакомпании и потребители предпочитают не использовать его. Кроме того, поскольку свойства биотоплива могут отличаться от свойств традиционного нефтяного авиакеросина, некоторые перевозчики опасаются влияния такого топлива на эксплуатационные характеристики самолётов и поэтому воздерживаются от его внедрения.

Кроме того, недостаточная политическая поддержка также является ключевой проблемой. Хотя правительства различных стран активно продвигают развитие зелёной энергетики, в процессе разработки и реализации конкретных мер часто возникают различные неопределённости и задержки. Это ставит развитие отрасли биотоплива для авиации перед значительными рисками. Кроме того, отставание в развитии соответствующей инфраструктуры также представляет собой серьёзную проблему. В настоящее время по всему миру имеется крайне ограниченное число объектов, способных производить и поставлять биотопливо для авиации. Это не только ограничивает объём его предложения, но и повышает затраты на транспортировку.

Прогноз развития отрасли биотоплива для авиации

Перспективы развития отрасли биотоплива для авиации в значительной степени зависят от технологического прогресса, государственной поддержки и растущего мирового спроса на устойчивые источники энергии. Например, в апреле 2013 года Китай успешно провёл первый испытательный полёт на биотопливе для авиации, разработанном на основе собственных интеллектуальных прав; известно, что в качестве сырья для его производства используются отходы животного и растительного происхождения (в том числе отработанное растительное масло), сельскохозяйственные и лесные отходы, а также масляные водоросли. Эти достижения свидетельствуют о значительном потенциале данной отрасли. С технической точки зрения, по мере того как учёные продолжают оптимизировать производственные процессы, повышать эффективность преобразования и снижать издержки, биотопливо для авиации всё более вероятно станет действенной альтернативой традиционным ископаемым видам топлива. Кроме того, в условиях ужесточения международных требований к ограничению углеродных выбросов — например, Европейский союз активно продвигает законодательство, обязывающее все рейсы, следующие в Европу, соответствовать установленным стандартам по использованию экологически чистого топлива, — авиакомпании будут вынуждены искать низкоуглеродные решения, что, в свою очередь, создаст дополнительный спрос на рынок биотоплива для авиации.

Давление, связанное с глобальным изменением климата, а также общественные ожидания в отношении экологичного транспорта также будут способствовать развитию отрасли биотоплива для авиации. Все больше потребителей и компаний готовы выбирать более экологичные способы передвижения, и биотопливо для авиации, являясь одним из ключевых инструментов сокращения углеродного следа авиаперевозок, в ближайшие годы привлечёт к себе пристальное внимание. В целом перспективы развития отрасли биотоплива для авиации весьма обширны, однако для его масштабного коммерческого внедрения предстоит решить ряд задач: обеспечить стабильность и экономическую доступность сырьевых ресурсов, совершенствовать технологические процессы с целью снижения производственных затрат, а также добиться более широкой политической поддержки и рыночного признания.