Áp lực giảm phát thải carbon trong ngành hàng không tiếp tục tăng lên, trong đó nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) nổi lên là một giải pháp cốt lõi. Bài viết này phân tích tình hình hiện tại của thị trường SAF, những thách thức cốt lõi và các điểm tăng trưởng chính dựa trên dữ liệu từ cơ sở dữ liệu ngành SMM và các tổ chức có thẩm quyền toàn cầu.
I. Nhu cầu cứng: Các động lực chính sách và cam kết của các hãng hàng không tạo nền tảng cho thị trường
Quy định ReFuelEU của EU: Lộ trình rõ ràng về tỷ lệ pha trộn bắt buộc: 2% vào năm 2025, 6% vào năm 2030, 20% vào năm 2035 và 70% vào năm 2050 (dựa trên mức tiêu thụ nhiên liệu hàng không năm 2020). Chỉ riêng điều này cũng sẽ dẫn đến nhu cầu SAF của EU vượt quá 6 triệu tấn/năm vào năm 2030 (dữ liệu của IEA).
Đòn bẩy chính sách IRA của Mỹ: Đạo luật Giảm lạm phát (IRA) cung cấp các khoản tín dụng thuế mạnh cho SAF (lên đến 1,25-1,75 USD/gallon) và đặt mục tiêu sản xuất 3 tỷ gallon (khoảng 9 triệu tấn) vào năm 2030 (Bộ Năng lượng Mỹ).
Các hãng hàng không lớn đặt cược: Mục tiêu của Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế (IATA): Sử dụng SAF đạt 7-8% tổng nhiên liệu hàng không vào năm 2025 (khoảng 7 triệu tấn) và 10% vào năm 2030 (khoảng 23 triệu tấn). Các hãng hàng không hàng đầu như Delta, United Airlines và Lufthansa đã ký các thỏa thuận mua hàng dài hạn kéo dài nhiều thập kỷ để đảm bảo nguồn cung cấp trong tương lai.
II. Nút thắt cung ứng: Tăng công suất chậm hơn nhiều so với đường cong nhu cầu
Công suất hiện tại thiếu hụt nghiêm trọng: Sản lượng SAF toàn cầu chỉ vào khoảng 600.000-650.000 tấn vào năm 2023 (IEA), chiếm chưa đến 0,2% nhu cầu nhiên liệu hàng không toàn cầu (~300 triệu tấn).
Tăng trưởng ngắn hạn hạn chế: Việc theo dõi các dự án toàn cầu đang xây dựng/lên kế hoạch của SMM cho thấy công suất SAF toàn cầu dự kiến sẽ đạt 3-4 triệu tấn/năm vào năm 2025, vẫn còn kém xa so với các mục tiêu chính sách (như nhu cầu của EU vào năm 2030).
Hạn chế nguyên liệu thô nổi bật:
Con đường HEFA chính (chiếm hơn 85%): Phụ thuộc rất nhiều vào dầu ăn đã qua sử dụng (UCO) và mỡ động vật. Lượng UCO có thể thu gom hàng năm toàn cầu là khoảng 8 triệu tấn (Argus Media), phải đối mặt với các vấn đề như hệ thống tái chế ăn uống chưa hoàn thiện và sự cạnh tranh trên thị trường xám đối với dầu ăn thải. Giá cao: Giá trung bình của dầu dùng lại đã qua chế biến (UCO) ở châu Âu vào năm 2023 là khoảng 1.200 USD/tấn, làm tăng đáng kể chi phí nhiên liệu hàng không bền vững tổng hợp (SAF).
Các tuyến đường tiên tiến (PtL/eFuels): Phụ thuộc vào hydro xanh (sản xuất thông qua điện phân nước bằng năng lượng tái tạo) và các nguồn carbon (thu giữ carbon trực tiếp từ không khí (DAC) hoặc CO₂ từ nguồn phát thải cụ thể). Công suất hydro xanh toàn cầu hiện nay là không đủ, với chi phí điện phân (~700-1.200 USD/kW vốn đầu tư ban đầu, BNEF) và mức tiêu thụ năng lượng cực cao (~50 MWh/tấn SAF) hạn chế khả năng triển khai quy mô lớn.
III. Khoảng cách về chi phí: Khả năng kinh tế vẫn là thách thức lớn nhất
Chênh lệch giá đáng kể: Giá hiện tại của dầu hỏa hàng không truyền thống (Jet A1) là khoảng 800-1.000 USD/tấn (trung bình năm 2023, Platts). Giá của SAF thương mại cao hơn 3-5 lần:
HEFA-SAF: 2.500-3.500 USD/tấn (bao gồm nguyên liệu thô, chế biến và chứng nhận)
PtL-SAF: 4.000-8.000+ USD/tấn (chủ yếu do chi phí điện xanh, điện phân và DAC)
Phụ thuộc cao vào trợ cấp chính sách: Tín dụng thuế IRA của Mỹ có thể chi trả lên đến ~600 USD/tấn chi phí; giá ETS của EU (~80-90 EUR/tấn CO₂) và nghĩa vụ pha trộn bắt buộc hỗ trợ, nhưng điều này vẫn chưa đủ để thu hẹp hoàn toàn chênh lệch giá.
Tỷ lệ chi phí nguyên liệu thô cao một cách không cân xứng: Trong quy trình HEFA, chi phí nguyên liệu thô là dầu thải và chất béo có thể chiếm 70-80% tổng chi phí sản xuất SAF, cho thấy sự dễ bị tổn thương đáng kể của chuỗi cung ứng.
IV. Cạnh tranh giữa các quy trình công nghệ: Đa dạng hóa để tìm kiếm đột phá
HEFA (Hydroprocessed Esters and Fatty Acids - Este và axit béo xử lý bằng hydro):
Tình trạng hiện tại: Quy trình duy nhất đạt được thương mại hóa quy mô lớn (dẫn đầu bởi Neste và World Energy), với độ trưởng thành công nghệ cao và có thể pha trộn 100% (ASTM D7566 Phụ lục 2).
Hạn chế: Trần rõ ràng về tính bền vững và khả năng mở rộng của nguyên liệu thô. Không thể tự mình hỗ trợ các mục tiêu khử carbon của ngành trong dài hạn.
FT-SPK (Fischer-Tropsch Synthetic Paraffinic Kerosene - Dầu hỏa paraffin tổng hợp Fischer-Tropsch):
Đại diện: Velocys, Fulcrum BioEnergy. Sử dụng công nghệ tổng hợp khí hóa từ sinh khối/chất thải rắn đô thị.
Tiến độ: Nhiều dự án trình diễn đang được vận hành (ví dụ như dự án Fulcrum Sierra ở Mỹ), nhưng chi phí đầu tư vốn cao (>1 tỷ USD cho quy mô 1 triệu tấn) và độ phức tạp công nghệ hạn chế khả năng nhân rộng nhanh chóng.
ATJ (Rượu thành nhiên liệu máy bay):
Nguyên liệu: Etanol sợi hoặc etanol từ chất thải.
Tình trạng hiện tại: LanzaJet (Mỹ) sẽ đưa nhà máy thương mại đầu tiên của mình (ở Georgia) vào vận hành vào năm 2024, với công suất 10 triệu gallon/năm (~30.000 tấn). Công nghệ này khả thi, với nguồn cung cấp và chi phí nguyên liệu là những yếu tố then chốt.
PtL / eSAF (Điện thành chất lỏng / e-SAF):
Cốt lõi: Hydro xanh + CO₂ (từ DAC hoặc thu hồi công nghiệp) → chuyển hóa thành nhiên liệu hàng không thông qua con đường tổng hợp Fischer-Tropsch hoặc methanol.
Ý nghĩa chiến lược: Công suất lý thuyết không bị hạn chế bởi nguyên liệu, và sản phẩm có thể thay thế 100% nhiên liệu hàng không truyền thống, trở thành lựa chọn công nghệ tối ưu cho ngành hàng không để đạt được phát thải ròng bằng không.
Thách thức: Chi phí hiện tại rất cao, phụ thuộc nhiều vào giá điện xanh (chỉ có tính cạnh tranh khi <20 USD/MWh, theo IEA) và giảm mạnh chi phí thiết bị điện phân/DAC. Các dự án trình diễn đang xuất hiện (ví dụ như Norsk e-Fuel ở Na Uy, dự án chung Lufthansa-Siemens ở Đức), nhưng thương mại hóa quy mô lớn được dự kiến sau năm 2030.
V. Động thái Dự án và Bối cảnh Khu vực
Bắc Mỹ dẫn đầu: Nhờ có chính sách IRA mạnh mẽ, Mỹ đã trở thành điểm nóng đầu tư dự án. Các công ty như World Energy, Gevo và LanzaJet đang đẩy nhanh việc mở rộng công suất. Thống kê của SMM cho thấy Mỹ chiếm gần 40% công suất SAF toàn cầu đang được xây dựng hoặc lên kế hoạch.
Châu Âu theo sau: Các công ty lớn như Neste (mở rộng cơ sở Rotterdam lên 1,2 triệu tấn/năm), TotalEnergies và Shell đang có những động thái. Các nước Bắc Âu tập trung vào PtL (ví dụ như Thụy Điển, Na Uy) bằng cách tận dụng nguồn điện xanh dồi dào.
Khu vực Châu Á - Thái Bình Dương bắt đầu: Trung Quốc đang thúc đẩy các chính sách (Kế hoạch Phát triển Xanh 5 năm lần thứ 14 của CAAC vạch ra các con đường phát triển nhiên liệu hàng không bền vững), với Sinopec, PetroChina và Air China đang tiến hành sản xuất và ứng dụng thí điểm (ví dụ: Dự án nhiên liệu sinh học phản lực của Nhà máy lọc dầu Trấn Hải). Nhật Bản (Eneos, ANA) và Singapore (cơ sở của Neste) cũng đang tiến triển. Khả năng mua nguyên liệu (đặc biệt là dầu đã qua sử dụng) là một biến số quan trọng đối với các công ty ở khu vực Châu Á - Thái Bình Dương.
VI. Chìa khóa để đột phá: Vượt qua rào cản về chi phí và quy mô
Tăng cường và tối ưu hóa chính sách liên tục: Ngoài việc bắt buộc pha trộn và hỗ trợ tài chính, các nỗ lực nên tập trung vào:
Cơ chế chia sẻ phí bảo hiểm xanh: Khám phá "tách chứng chỉ" (ví dụ: Hệ thống Chứng chỉ SAF dự thảo của EU) để các thực thể không phải là hãng hàng không tham gia chia sẻ chi phí.
Hỗ trợ nguyên liệu chuyên dụng: Thiết lập hệ thống thu gom và chứng nhận dầu thải bền vững, chống lại sự pha trộn và đảm bảo nguồn cung.
Đột phá công nghệ giảm chi phí mang tính đột phá:
Máy điện phân: Cải thiện hiệu quả (>80%), tuổi thọ (>80.000 giờ) và giảm chi phí đầu tư vốn (mục tiêu <250 USD/kW, Chương trình Hydrogen Shot của Bộ Năng lượng Mỹ).
DAC: Phá vỡ rào cản tiêu thụ năng lượng (hiện tại khoảng 1.500 kWh/tấn CO₂), hướng tới mục tiêu <500 kWh/tấn CO₂.
Công nghệ sinh học: Hoàn thiện các công nghệ sinh khối thế hệ tiếp theo như ethanol cellulosic hiệu quả và lipid tảo.
Xây dựng chuỗi cung ứng bền vững:
Nguồn nguyên liệu đa dạng: Đẩy nhanh các con đường chuyển đổi chất thải nông nghiệp/lâm nghiệp, cây trồng năng lượng và chất thải rắn đô thị.
Sản xuất theo khu vực: Đặt các dự án PtL gần các nguồn điện xanh giá rẻ (các cơ sở điện gió và năng lượng mặt trời) hoặc các nguồn carbon (khu công nghiệp).
Thích ứng cơ sở hạ tầng: Đồng bộ hóa nâng cấp khả năng tương thích cho các cơ sở lưu trữ và vận chuyển tại sân bay.
Sự tham gia sâu rộng của vốn công nghiệp: Các tập đoàn năng lượng (BP, Shell, Total), các công ty hóa chất (BASF, Johnson Matthey), các hãng hàng không và các nhà sản xuất máy bay (Airbus, Boeing) phải thành lập các liên minh đầu tư để chia sẻ các dự án có rủi ro cao và chu kỳ dài.
Kết luận: Một thị trường đầy hứa hẹn với tốc độ tăng trưởng nhanh chóng là không thể ngăn cản.
Thị trường nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) đã vượt qua giai đoạn khái niệm và bước vào giai đoạn tăng trưởng do các chính sách bắt buộc và cạnh tranh về năng lực thúc đẩy. Trong ngắn hạn (2025-2030), đường dẫn HEFA sẽ vẫn là hợp đồng được giao dịch nhiều nhất về nguồn cung, nhưng những hạn chế về nguồn cung nguyên liệu thô rất khó giải quyết. Trong trung và dài hạn (sau năm 2030), PtL/eSAF sẽ là chìa khóa để mở khóa năng lực không giới hạn và đạt được mục tiêu khử carbon sâu. Quá trình thương mại hóa của nó sẽ phụ thuộc vào tốc độ giảm chi phí của công nghệ sản xuất hydro xanh và công nghệ thu giữ carbon, cũng như sự sẵn có của các nguồn điện xanh.
