在全球航空業加速脫碳的浪潮中，可持續航空燃料（SAF）被視為實現凈零目標的關鍵，國際民航組織（ICAO）提出長期愿景目標（LTAG），旨在從2020年起實現航空業的碳中和增長，并在2050年實現凈零碳排放。SAF最高可實現二氧化碳減排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、原料限制與生產技術瓶頸始終制約著SAF的規模化應用。2023年全球SAF產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），正在為行業提供一條兼具高效與可持續性的新路徑。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的規模化生產，滿足航空業日益增長的減排需求，助力全球航空業實現凈零碳排放的目標。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議，制造首批100MW的SOEC系統，這些舉措將為SAF的規模化生產提供強有力的支持。

從傳統到革新：托普索的SAF技術布局

當前全球可持續航空燃料（SAF）的生產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航空燃料，但受限于原料供應不足的問題，難以大規模擴展。第二種是FT（費托合成）路線，這種技術可以利用農林廢棄物等非糧生物質作為原料，但由于氣化環節的投資成本高昂且技術復雜，商業化進程面臨較大挑戰。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倫理爭議，同時二代纖維素乙醇技術尚未突破產業化瓶頸，限制了其進一步發展。此外，被認為減碳潛力最高的電轉液路線（PtL）目前成本最高，仍處于技術研發的起步階段。

資料來源：德勤《中國的可持續航空燃料：航空業碳中和之路》

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HEFA工藝進行深度優化，其創新催化劑體系與反應器設計可提升廢棄油脂轉化效率，同時兼容現有煉化基礎設施，為航空業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"電力到液體燃料（PtL，Power-to-Liquid）"的碳循環閉環。這種前瞻性技術不僅擺脫了傳統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

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研發八十余年，其核心業務覆蓋氫能、碳捕集及可持續燃料全產業鏈。近年來，公司將戰略重心聚焦于固體氧化物電解槽（SOEC）技術的商業化突破——這項革命性技術通過高溫（700-850℃）電解水蒸氣直接分解氫氧，相較傳統堿性電解和質子交換膜（PEM）技術，電化學反應動力學效率提升顯著，單位產氫能耗降低20%-30%。更關鍵的是，SOEC可利用工業廢熱作為熱源，通過熱-電協同將系統綜合能效推升至90%以上，這為綠氫規模化生產打開了降本空間。

托普索選擇SOEC技術作為其在電制燃料（PtL）領域發展的核心，是基于對航空業脫碳技術路徑的深入研究。當前，生物航煤（SAF）的主要生產技術受限于廢棄油脂原料的供應限制——全球廢棄油脂年產量僅為40億升，遠不能滿足航空業2050年超過4000億升的SAF需求。此外，歐盟對棕櫚油等農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被視為實現脫碳的終極方案，但綠氫成本占總成本的50%-70%，導致傳統電解技術生產的航煤價格長期較高。2020年麥肯錫聯合世界經濟論壇根據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的價格區間將從[1600,5600]降至[900,1500]，最終在2050年四種路線的平均生產成本為每噸1070、1426、1621、1259美元。同時傳統航煤平均價格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。與傳統電解槽相比，SOEC在相同功率下能多生產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環節，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能，成為四種技術路線中實現零碳排放的最優解，也是未來航空業降碳的首選方案。

托普索的SOEC技術通過規模化生產與效率提升，有望顯著降低PtL路線的成本，使其逐步接近傳統航煤價格（2025年3月國際傳統航煤價格約為6.3元/kg）。這一技術突破將為航空業的低碳轉型提供更具經濟性的解決方案，推動PtL路線在全球范圍內的廣泛應用。

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航空燃料（SAF）的示范工程。該項目與沙索公司合作，生產設施建于丹麥奧胡斯大學內，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合成燃料，驗證了“電力到液體燃料（PtL）”的完整技術閉環。FrontFuel項目不僅是SOEC技術的實驗室級商業化雛形，更為后續規模化工廠的設計提供了關鍵數據支撐。

在FrontFuel項目成功驗證技術可行性后，托普索進一步推進規模化落地。其標志性項目丹麥Herning SOEC工廠將于2024年底投入運營，初始產能500兆瓦，滿負荷運行后年產綠氫可支撐合成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，支持快速復制產能。例如，FrontFuel項目中開發的模塊化系統可直接應用于德國、美國等地的工廠建設，利用當地可再生能源與工業廢熱資源，實現“即插即用”的綠氫生產網絡。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（通過批量生產組件降低成本），還通過政策協同加速全球落地——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，而不是直接發放的資金。美國農業合作社 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稅收抵免支持）。

通過FrontFuel項目的先導性驗證與Herning工廠的規模化實踐，托普索展示了SOEC技術從歐洲向全球輻射的能力。未來，其模塊化系統可適配風能富集地區、工業廢熱密集區域甚至新興市場的分散式能源場景，為航空業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的全球化邏輯——從單一技術輸出轉向系統性生態構建，最終實現“陽光、風與廢棄二氧化碳”驅動天空的零碳愿景。

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。

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