NREL将厨余垃圾转化为可持续航空燃料，净碳排放量最高可减少165%
行业影响以废弃物为原料的 SAF 路径除燃料替代本身外，还可因避免垃圾填埋排放而获得额外碳信用，但能否规模化取决于收集物流与专用升级产能，而非化学工艺本身。
事件详述
美国国家可再生能源实验室(NREL)的研究人员于 2021 年开发出一套两步工艺，用食物垃圾生产可持续航空燃料：先将废弃物发酵为挥发性脂肪酸，再将这些脂肪酸催化升级为航空燃油。发酵步骤被刻意控制在甲烷生成之前停止，从而生成碳链长度为 2 至 8 个碳原子的挥发性脂肪酸。
催化转化生成两种燃料产品。直链正构烷烃符合美国材料与试验协会(ASTM International)「快速通道」路径，可用于最高 10% 的航空燃油调和比例；支链异构烷烃则瞄准最高 70% 的调和比例，但需经过更长的认证路径。发表于《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology)期刊的一项经同行评审的生命周期评估估算，该路径相比传统航空燃油最多可削减 165% 的净碳排放，该数字仅适用于假设食物垃圾原本将被填埋处理的情形。评估中采用的传统航空燃油基准值为 88.9 g CO₂-eq/MJ，减排幅度同时反映了对石油航空燃油的替代效应以及避免的垃圾填埋甲烷排放。
2022 年《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一篇论文报告称，70% 调和比例的挥发性脂肪酸衍生 SAF 产生的烟尘比化石航空燃油低 34%。据 2023 年《Catalysts》期刊的一项研究，二氧化锆基催化剂在重整测试中表现出约 100 小时的稳定性能。NREL 表示该燃料与现有飞机发动机及机场基础设施兼容。作为需求背景，据美国能源部数据，美国境内航空公司 2019 年消耗航空燃油约 183 亿加仑，美国能源信息署(EIA)预测，在基准情景下，到 2050 年全球商用航空燃油需求将增长逾一倍。
行业影响与后续观察
此案例属于一场更广泛的推动潮流的一部分，即从具有双重减排效益的废弃物流中获取 SAF：既替代石油航空燃油，又避免了原本若被填埋会释放的甲烷。基于这一「避免填埋」假设得出的生命周期数字，因此可能超过 100% 的净减排幅度，这与仅因替代化石碳而获得信用的燃料，核算基础并不相同。
任何废弃物基 SAF 路径能规模化到何种程度，较少取决于化学工艺，更多取决于物流：能否以稳定的品质收集数以百万吨计、来源分散且成分混杂的食物垃圾，以及能否建成专用设施将挥发性脂肪酸升级为燃料。NREL 自身的表述将 165% 这一数字定位为与「填埋替代」假设挂钩的上限，而非在所有废弃物处理情形下都能保证实现的结果。
接下来值得关注的动向是：ASTM 针对更高比例（70%）异构烷烃调和的认证路径进展如何，以及收集与升级基础设施能否建成与美国每年约 183 亿加仑的航空燃油需求相匹配的规模——这正是该路径要实现有意义抵消所必需的量级。
