Nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) là gì? Công nghệ sản xuất SAF

Last updated on 3 November, 2025

Ngành hàng không toàn cầu đang đứng trước áp lực giảm phát thải carbon khổng lồ, và giải pháp bền vững mang tính cách mạng đang nằm ở Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF). Được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu tái tạo như mỡ động vật, dầu ăn đã qua sử dụng, sinh khối và thậm chí là tảo/rong biển, SAF hứa hẹn cắt giảm đến 80% lượng khí nhà kính so với nhiên liệu phản lực truyền thống. Tuy nhiên, việc mở rộng quy mô sản xuất và giảm chi phí để SAF cạnh tranh được với Jet A-1 vẫn là một thách thức. Bài viết này sẽ đi sâu vào các công nghệ sản xuất tiên tiến, từ HEFA đến Fischer-Tropsch.

Nhiên liệu Hàng không bền vững (SAF) là gì?

Nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) được sản xuất từ mỡ động vật, mỡ thủy hải sản và thực vật lấy dầu (như tảo/rêu/rong biển) là loại nhiên liệu phản lực thay thế được chế tạo từ nguồn nguyên liệu tái tạo sinh học thay vì từ dầu mỏ hóa thạch truyền thống.

Khái niệm và Đặc điểm chính của Nhiên liệu Hàng không bền vững (SAF)

SAF được sản xuất từ các nguồn nguyên liệu sinh học như mỡ động vật, mỡ thải, dầu thực vật, hoặc sinh khối từ tảo, nhằm giảm thiểu đáng kể lượng khí thải carbon trong ngành hàng không.

• Nguồn gốc: Chúng được sản xuất từ các vật liệu hữu cơ tái tạo, không phải nhiên liệu hóa thạch khai thác từ lòng đất.
• Mục tiêu chính: Giảm phát thải khí nhà kính (chủ yếu là CO2) trong suốt vòng đời của nhiên liệu, có thể lên tới 80% so với nhiên liệu phản lực thông thường.
• Tính tương thích: SAF có thành phần hóa học tương tự nhiên liệu Jet A-1 truyền thống và có thể được phối trộn để sử dụng trong động cơ và cơ sở hạ tầng hiện có mà không cần thay đổi máy bay hay hệ thống tiếp liệu.

Các loại Nguyên liệu Sinh học (Feedstocks)

Các loại nguyên liệu sinh học mà bạn đề cập được sử dụng để sản xuất SAF chủ yếu qua công nghệ Hydro hóa Ester và Axit béo (HEFA) – công nghệ đang được thương mại hóa rộng rãi nhất hiện nay.

Mỡ Động vật/Mỡ Thủy hải sản:

• Sử dụng mỡ thừa, mỡ thải (ví dụ: mỡ bò, mỡ lợn, mỡ gia cầm, mỡ cá) là sản phẩm phụ của ngành công nghiệp chế biến thịt và thủy hải sản.
• Việc này giúp thúc đẩy kinh tế tuần hoàn bằng cách biến chất thải thành tài nguyên có giá trị, đồng thời tránh cạnh tranh với nguồn cung cấp thực phẩm.

Thực vật lấy dầu:

• Bao gồm các loại dầu thực vật (như dầu đậu nành, dầu cải dầu, dầu hạt mù tạt) và đặc biệt là các nguồn sinh khối mới như tảo, rêu, rong biển.
• Tảo và một số loại thực vật khác có tiềm năng lớn vì chúng có tốc độ sinh trưởng nhanh và có thể trồng trên đất không phù hợp cho cây lương thực, giảm thiểu vấn đề cạnh tranh đất đai.
• Các loại cây trồng chuyên dụng như carinata, camelina, và pennycress cũng được nghiên cứu vì có thể trồng xen kẽ giữa các vụ mùa lương thực.

Có nhiều công nghệ được phê duyệt để sản xuất Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF), mỗi công nghệ đều có thể sử dụng các loại nguyên liệu đầu vào (feedstocks) khác nhau và có mức độ thương mại hóa khác nhau.

Hiện tại, có 11 công nghệ (pathways) sản xuất SAF được Tổ chức Tiêu chuẩn Kỹ thuật Quốc tế (ASTM International) phê duyệt để sử dụng trong hàng không thương mại (thường được pha trộn với nhiên liệu phản lực truyền thống).

Công nghệ Sản xuất SAF

Các Công nghệ Sản xuất SAF Chính

Các công nghệ phổ biến và quan trọng nhất đang được triển khai bao gồm:

Hydro hóa Ester và Axit béo (HEFA – Hydroprocessed Esters and Fatty Acids)

• Nguyên liệu đầu vào: Mỡ thải, dầu ăn đã qua sử dụng, mỡ động vật, dầu thực vật (như dầu cọ, dầu đậu nành, dầu cải dầu).
• Quy trình: Nguyên liệu được xử lý bằng Hydro (Hydrotreating) trong điều kiện áp suất và nhiệt độ cao để loại bỏ oxy và chuyển đổi thành các hydrocarbon parafin tương tự nhiên liệu phản lực (HEFA-SPK – Synthetic Paraffinic Kerosene).
• Mức độ thương mại hóa: Đây là công nghệ phổ biến nhất và được thương mại hóa rộng rãi nhất hiện nay, chiếm phần lớn sản lượng SAF toàn cầu.
• Tỷ lệ phối trộn tối đa: 50%.

Tổng hợp Fischer-Tropsch (FT – Fischer-Tropsch)

• Nguyên liệu đầu vào: Sinh khối hóa gỗ (biomass), chất thải nông nghiệp, lâm nghiệp, rác thải rắn sinh hoạt (MSW – Municipal Solid Waste) và khí thải công nghiệp.
• Quy trình: Nguyên liệu được khí hóa thành khí tổng hợp (syngas – hỗn hợp CO và H2), sau đó được chuyển đổi thành hydrocarbon lỏng (FT) thông qua phản ứng tổng hợp Fischer-Tropsch. Sản phẩm này cần được xử lý tiếp để tạo ra nhiên liệu phản lực tổng hợp (FT-SPK).
• Tiềm năng: Có khả năng sử dụng nguồn nguyên liệu rất đa dạng, bao gồm cả chất thải, giúp giảm thiểu cạnh tranh với lương thực.
• Tỷ lệ phối trộn tối đa: 50% (đối với FT-SPK).

Alcohol-to-Jet (AtJ)

• Nguyên liệu đầu vào: Các loại rượu sinh học như Ethanol và Isobutanol, được sản xuất từ đường, tinh bột, sinh khối hóa gỗ hoặc thậm chí từ khí thải công nghiệp chứa Carbon (nhờ lên men vi sinh).
• Quy trình: Alcohol được khử nước để tạo thành olefin, sau đó được trùng hợp và hydro hóa để tạo thành nhiên liệu phản lực (ATJ-SPK).
• Tiềm năng: Kết nối với ngành công nghiệp sản xuất ethanol sinh học hiện có.
• Tỷ lệ phối trộn tối đa: 50%.

Các Công nghệ Tiên tiến Khác

Ngoài ba công nghệ chính trên, còn có một số công nghệ đang phát triển và được phê duyệt khác:

Power-to-Liquids (PtL):

• Nguyên liệu đầu vào: Nước (cho Hydro xanh – Green H2) và Carbon Dioxide (CO2) được thu giữ.
• Quy trình: Sử dụng điện tái tạo (Power) để điện phân nước sản xuất Hydro xanh, sau đó kết hợp Hydro này với CO2 (captured carbon) để tổng hợp thành nhiên liệu lỏng.
• Đặc điểm: Đây là phương pháp bền vững nhất vì nó không phụ thuộc vào sinh khối, nhưng lại phức tạp và có chi phí sản xuất cao nhất hiện nay.

Direct Sugars to Hydrocarbons (DSHC):

• Nguyên liệu đầu vào: Đường, tinh bột từ các loại cây trồng hoặc sinh khối.
• Quy trình: Sử dụng vi sinh vật (thường là nấm men) để lên men đường trực tiếp tạo ra hydrocarbon.
• Tỷ lệ phối trộn tối đa: 10%.

Catalytic Hydrothermolysis (CHJ):

• Nguyên liệu đầu vào: Dầu mỡ, chất béo thải.
• Quy trình: Xử lý nguyên liệu bằng nước và chất xúc tác ở nhiệt độ và áp suất cao.

Những nguồn nguyên liệu chính (feedstocks) được sử dụng để sản xuất Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF) rất đa dạng, bao gồm chất thải, tàn dư nông nghiệp, và các loại dầu mỡ. Sự đa dạng này là yếu tố then chốt để đảm bảo tính bền vững và khả năng mở rộng quy mô sản xuất SAF mà không cạnh tranh với nguồn lương thực.

Các Nguồn Nguyên liệu Sinh học Phổ biến

Các nguồn nguyên liệu chính được chia thành ba nhóm lớn dựa trên tính chất và công nghệ sản xuất:

Dầu mỡ, Chất béo thải và Dầu thực vật

Đây là nhóm nguyên liệu đang chiếm ưu thế nhất trong sản xuất SAF hiện nay, chủ yếu thông qua công nghệ HEFA (Hydro hóa Ester và Axit béo).

• Dầu ăn đã qua sử dụng (UCO – Used Cooking Oil): Đây là nguồn nguyên liệu được ưu tiên cao do nó là chất thải và có cường độ carbon (Carbon Intensity) thấp.
• Mỡ động vật và chất béo thải: Mỡ bò, mỡ lợn, mỡ gia cầm, và mỡ cá là sản phẩm phụ từ ngành công nghiệp chế biến thịt và thủy hải sản.
• Dầu thực vật:
  • Các loại dầu như dầu cải dầu (Rapeseed), dầu đậu nành (Soybean), và dầu cọ (Palm oil).
  • Các loại cây trồng chuyên dụng không cạnh tranh với lương thực (Cover Crops) như Carinata và Camelina, được trồng để bảo vệ đất và làm nguyên liệu cho SAF.
  • Dầu từ tảo và rong biển: Đây là nguồn tiềm năng trong tương lai vì chúng có thể phát triển nhanh và hấp thụ CO2, nhưng hiện tại chưa được thương mại hóa rộng rãi.

Sinh khối Lignocellulose và Tàn dư

Nhóm này chủ yếu được chuyển đổi thành SAF thông qua công nghệ Tổng hợp Fischer-Tropsch (FT) hoặc Alcohol-to-Jet (AtJ).

• Phụ phẩm nông nghiệp và lâm nghiệp: Tàn dư cây trồng như rơm rạ, vỏ trấu, thân bắp, mùn cưa, dăm gỗ và các chất thải lâm nghiệp khác.
• Sinh khối hóa gỗ (Woody Biomass): Gỗ từ rừng được quản lý bền vững hoặc các phế phẩm gỗ công nghiệp.

Chất thải Rắn và Carbon tái chế

Đây là nhóm nguyên liệu có vai trò ngày càng quan trọng trong chiến lược kinh tế tuần hoàn.

• Rác thải rắn sinh hoạt (MSW – Municipal Solid Waste): Phần hữu cơ không thể tái chế của rác thải đô thị.
• Khí thải công nghiệp và Carbon thu hồi (Recycled Carbon Fuels – RCF): Khí carbon monoxide (CO) hoặc carbon dioxide (CO2) được thu hồi từ các quy trình công nghiệp và sau đó được chuyển đổi thành nhiên liệu.
• Hydro và CO2 (PtL – Power-to-Liquids): Sử dụng Hydro xanh (sản xuất bằng điện tái tạo) kết hợp với CO2 thu hồi để tổng hợp thành hydrocarbon lỏng, không sử dụng sinh khối mà sử dụng điện.

Tiêu chí Bền vững

Điều quan trọng là để được coi là nguồn nguyên liệu SAF, chúng phải đáp ứng các tiêu chí bền vững nghiêm ngặt, bao gồm:

• Không cạnh tranh với lương thực: Ưu tiên sử dụng chất thải, tàn dư và các loại cây trồng không yêu cầu đất trồng trọt chính (non-food/non-feed crops).
• Giảm thiểu phát thải: Phải chứng minh được khả năng giảm phát thải khí nhà kính trong toàn bộ vòng đời sản phẩm (từ khâu trồng trọt/thu gom đến khâu sử dụng) ít nhất từ 50% đến 80% so với nhiên liệu phản lực hóa thạch.

Quy mô nguồn nguyên liệu và chi phí sản xuất Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF) là hai thách thức lớn nhất đối với ngành công nghiệp này hiện nay.

Quy mô Nguồn Nguyên liệu (Feedstock Scale)

Quy mô nguồn nguyên liệu hiện tại còn rất hạn chế so với nhu cầu khổng lồ của ngành hàng không toàn cầu, nhưng có tiềm năng tăng trưởng đáng kể, đặc biệt từ các nguồn chất thải và sinh khối.

Dầu Mỡ và Chất béo thải (UCO, Mỡ động vật)

• Quy mô hiện tại: Đây là nguồn nguyên liệu phổ biến nhất để sản xuất SAF thông qua công nghệ HEFA. Sản lượng SAF toàn cầu hiện tại chủ yếu dựa vào nguồn này (dầu ăn đã qua sử dụng và mỡ thải).
• Thách thức: Nguồn cung có giới hạn vì chúng là chất thải. Sự cạnh tranh lớn giữa ngành hàng không, đường bộ (sản xuất Diesel Sinh học/HVO), và các ngành công nghiệp khác đang đẩy giá nguyên liệu này lên cao.

Sinh khối Lignocellulose (Tàn dư nông nghiệp, phế thải gỗ)

• Quy mô tiềm năng: Nguồn này có tiềm năng lớn nhất về mặt khối lượng (ví dụ: rơm rạ, trấu, phế thải gỗ), đặc biệt ở các khu vực nông nghiệp lớn như Đông Nam Á.
  • Ví dụ: Nghiên cứu cho thấy Đông Nam Á có trữ lượng sinh khối có thể sản xuất khoảng 45,7 triệu tấn SAF/năm đến năm 2050.
• Thách thức: Chi phí thu gom, vận chuyển, và xử lý sinh khối (chuyển đổi thành syngas) cao và phức tạp hơn so với dầu mỡ, làm tăng chi phí sản xuất cuối cùng (công nghệ FT).

Thực vật lấy dầu chuyên dụng (Tảo, Cây trồng không lương thực)

• Quy mô tiềm năng: Tiềm năng lớn trong dài hạn vì có thể sản xuất với quy mô công nghiệp lớn mà không cạnh tranh đất đai với cây lương thực. Tảo có tốc độ sinh trưởng nhanh và hiệu quả hấp thụ CO2 cao.
• Thách thức: Công nghệ chiết xuất dầu từ tảo và các loại cây trồng mới đang trong giai đoạn phát triển và thương mại hóa ban đầu, chi phí đầu tư và vận hành còn cao.

Chi phí Sản xuất (Cost)

Chi phí là rào cản lớn nhất hiện nay. Giá SAF cao hơn đáng kể so với nhiên liệu phản lực truyền thống (Jet A-1).

• Giá SAF so với Jet A-1:
  • SAF hiện tại có giá cao hơn từ 2 đến 5 lần so với nhiên liệu Jet A-1 hóa thạch truyền thống (thậm chí có thời điểm cao hơn 6 lần).
  • Giá Jet A-1 truyền thống dao động trong khoảng 800 – 1.000 USD/tấn (tùy thuộc vào giá dầu thô).
• Các yếu tố đẩy chi phí SAF lên cao:

Tóm lại: Để đạt mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050, ngành hàng không cần 450 tỷ lít SAF/năm. Điều này đòi hỏi quy mô sản xuất phải tăng 750 lần so với năm 2023, đồng thời cần có đột phá công nghệ và chính sách để giảm chi phí sản xuất xuống mức cạnh tranh hơn.

Sản xuất Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF) tại khu vực Đông Nam Á

Việc sản xuất Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF) tại khu vực Đông Nam Á đang ở giai đoạn đầu, nhưng được đánh giá là khu vực có tiềm năng lớn để trở thành trung tâm sản xuất SAF toàn cầu nhờ vào nguồn nguyên liệu thô dồi dào.

Tiềm năng và Lợi thế của Đông Nam Á

Đông Nam Á (ĐNA) sở hữu những lợi thế tự nhiên và kinh tế quan trọng để phát triển ngành công nghiệp SAF:

• Nguồn nguyên liệu dồi dào:
  • Khu vực này là trung tâm nông nghiệp lớn, cung cấp nguồn sinh khối lignocellulose khổng lồ từ các tàn dư nông nghiệp như trấu, rơm rạ, vỏ trấu (đặc biệt từ Indonesia, Việt Nam, Thái Lan).
  • Các nguồn dầu thực vật, mỡ thải từ ngành chế biến thực phẩm và thủy hải sản cũng rất phong phú, là nguyên liệu lý tưởng cho công nghệ HEFA.
  • Nghiên cứu chỉ ra rằng, ĐNA có tiềm năng cung cấp khoảng 12% nhu cầu SAF toàn cầu vào năm 2050, tương đương với khả năng sản xuất 45,7 triệu tấn SAF/năm.
• Thị trường hàng không sôi động: ĐNA là một trong những thị trường hàng không phát triển nhanh nhất thế giới, tạo ra nhu cầu tiêu thụ nhiên liệu lớn và cấp thiết phải giải quyết vấn đề phát thải.
• Mô hình kinh tế tuần hoàn: Việc chuyển đổi rác thải nông nghiệp và dầu mỡ đã qua sử dụng thành nhiên liệu giúp thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và giải quyết vấn đề chất thải.

Tình hình Hiện tại và Thách thức

Mặc dù có tiềm năng lớn, việc sản xuất SAF quy mô thương mại tại ĐNA vẫn đối mặt với nhiều rào cản:

Hiện trạng Sản xuất và Công nghệ

• Chủ yếu nhập khẩu: Hiện tại, phần lớn các hãng hàng không trong khu vực bắt đầu sử dụng SAF thông qua việc nhập khẩu từ các nhà cung cấp quốc tế (chủ yếu qua Singapore, như trường hợp Singapore Airlines).
• Thiếu cơ sở hạ tầng nội địa: Khu vực này chưa có nhiều nhà máy sản xuất SAF quy mô thương mại. Hạ tầng lọc hóa dầu hiện tại chủ yếu tập trung vào nhiên liệu hóa thạch truyền thống (Jet A-1), chưa sẵn sàng cho công nghệ chuyển đổi sinh học.
• Các dự án tiên phong: Một số quốc gia đang có những bước đi đầu tiên:
  • Indonesia: Đã ban hành quy định bắt buộc sử dụng SAF với tỷ lệ pha trộn 5% vào năm 2025.
  • Việt Nam: Các công ty lớn như BSR đã xuất bán thành công lô SAF đầu tiên, và Petrolimex Aviation đã tiên phong cung cấp SAF, nhưng sản xuất nội địa quy mô lớn vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và đầu tư.

Thách thức về Chi phí và Chính sách

• Giá thành cao: Giống như toàn cầu, chi phí SAF tại ĐNA cao hơn nhiên liệu truyền thống từ 2 đến 5 lần, gây áp lực tài chính lớn lên các hãng hàng không.
• Thiếu hành lang pháp lý đồng bộ: Trừ Singapore và Indonesia có lộ trình cụ thể, hầu hết các quốc gia ĐNA chưa có lộ trình quốc gia hoặc quy định bắt buộc về việc sử dụng SAF, làm giảm động lực đầu tư.
• Cạnh tranh nguyên liệu: Nguồn nguyên liệu chất thải (như dầu ăn đã qua sử dụng) có giá trị cao và đang cạnh tranh với ngành sản xuất diesel sinh học, khiến chi phí đầu vào cho SAF bị đẩy lên.
• Chi phí đầu tư lớn: Việc xây dựng các nhà máy SAF (sử dụng công nghệ HEFA, FT) đòi hỏi nguồn vốn đầu tư khổng lồ và tiềm lực khoa học công nghệ cao.

Tóm lại, Đông Nam Á có khả năng trở thành nhà cung cấp SAF quan trọng trên bản đồ thế giới nhờ nguồn sinh khối phong phú. Tuy nhiên, cần có sự hỗ trợ chính sách mạnh mẽ từ chính phủ các nước, sự hợp tác công-tư, và nguồn tài trợ lớn để thúc đẩy chuyển giao công nghệ và xây dựng cơ sở hạ tầng sản xuất SAF.

Kết luận

Sản xuất Nhiên liệu Hàng không Bền vững (SAF) không chỉ là một xu hướng mà là mệnh lệnh bắt buộc để ngành hàng không đạt được mục tiêu trung hòa carbon vào năm 2050. Mặc dù tiềm năng của các nguồn nguyên liệu tái tạo tại Đông Nam Á là rất lớn – từ mỡ thải đến sinh khối nông nghiệp – rào cản về chi phí cao (gấp 2-5 lần Jet A-1) và quy mô sản xuất nhỏ vẫn đang cản trở sự phát triển. Để SAF thực sự cất cánh, cần có sự can thiệp chính sách mạnh mẽ của chính phủ các nước, bao gồm việc thiết lập các cơ chế bắt buộc phối trộn, ưu đãi thuế, và đầu tư lớn vào cơ sở hạ tầng công nghệ chuyển đổi (HEFA, FT, AtJ). SAF chính là chiếc chìa khóa kép: vừa là giải pháp khí hậu, vừa là cơ hội thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và an ninh năng lượng khu vực.

Tham khảo

Thị trường LNG Việt nam