在全球航空业加速迈向净零排放的背景下，可持续航空燃料（SAF）被公认为实现民航碳中和的主要手段。
然而，如何以更低成本、更高效率实现SAF的规模化生产，一直是困扰全球能源与化工领域的难题。近日，这一局面迎来重大突破。
由中国石油和化学工业联合会在北京组织的科技成果评价会上，由清华大学魏飞—张晨曦团队牵头，多家企业共同完成的“千吨级二氧化碳加氢制可持续航空燃料技术”顺利通过成果评价。
评价委员会一致认为，该技术成果属世界首创，整体技术处于国际领先水平。这标志着二氧化碳加氢制可持续航空燃料已具备万吨级工业示范设计建设条件，为全球民航碳中和开辟全新技术路径、贡献中国原创解决方案。
这项技术之所以能获得如此高规格的认可，源于其背后一系列世界级的难题攻关。
二氧化碳分子热力学稳定、动力学惰性，且二氧化碳加氢制航煤过程中“活性—选择性”难以兼顾，长期以来制约着该路线的工业化进程。
针对这些难题，研究团队提出了多活性位点的“催化分流”新策略，创制了纳米尖晶石—分子筛双功能耦合催化剂，在纳米尺度上精准匹配二氧化碳加氢活化与碳碳偶联过程，实现了二氧化碳加氢一步法制备芳烃，进而加氢制取航煤组分。同时，研究团队完成了工业流化催化剂的规模化制备，兼顾了高活性、高强度与高稳定性。
在工程放大层面，针对二氧化碳加氢高压流态化的难题，团队首次构建了压力诱导下气固多相流态化相图，提出了定量设计方法，实现了高压加氢流化床反应器的自主设计、自主制造与稳定运行。
这一系列从催化剂到反应器的系统性创新，实现了从二氧化碳一步到航煤组分的跨越，打造了从工业废气到航空动力的创新技术路径。
据悉，研究团队在四川省眉山市建成的千吨级二氧化碳加氢制可持续航空燃料中试装置，截至目前已累计运行超2000小时。连续72小时现场考核表明，装置实现满负荷稳定运行，二氧化碳总转化率达到97.37%，航煤组分选择性达到92.37%，混合芳烃选择性为86.70%，甲烷选择性仅为1.67%。多个关键绩效表明，航油产品满足GB 6537—2025《3号喷气燃料标准》全部指标。
这些数据意味着，该技术不仅实现了二氧化碳的高效转化，还有效抑制了副产物的生成，产品品质完全达到航空燃料的严苛要求。
据清华大学鄂尔多斯实验室副研究员张晨曦介绍，依据中试运行参数，每吨航油约消耗二氧化碳3.65吨、氢气0.46吨，同时消耗中压蒸汽约2.5吨、电力约1200千瓦时，通过末反应循环、低碳烃回收转化和反应梯级利用，二氧化碳综合利用率超过98%，能够有效提高碳资源利用效率与系统能效。
在成本方面，按绿氢1.5万元/吨、二氧化碳300元/吨、电价0.25元/千瓦时、蒸汽200元/吨计算，每吨航煤成本约8800元，以绿色航空燃料含税价1.61万元/吨计，10万吨/年的装置静态投资回收期约2.5年，展现出良好的经济可行性。
二氧化碳加氢制SAF技术以二氧化碳作为碳源耦合绿氢，原料供给不存在刚性上限，可满足全球各国可持续航空燃料强制掺混政策带来的市场增量缺口。
作为独特的全组分可持续航空燃料方案，该技术成果将打开二氧化碳加氢制可持续航空燃料过程的新赛道。
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