可持续航空燃油(SAF)有望迎来爆发式增长?

一、生物航煤是什么?有哪些生产工艺?

生物航煤全称为生物航空煤油,是一种用于航空涡轮发动机的生物燃料。而SAF全称为可持续航空燃料,是指的在整个生命周期(从原料获取、生产到使用)中,能够满足可持续发展标准的航空燃料。目前行业内将SAF粗略认为是生物航煤。

生物航煤的原料主要是废弃动植物油脂、农林废弃物、油藻等生物来源,通过加氢或费托合成工艺制备,下游用于航空涡轮发动机的燃料,是能够替代传统石油基航空煤油的新型燃料。

地沟油是生物航煤的重要原料之一。在中国,每年产生大量的地沟油,这些地沟油经过收集、预处理后可以转化为生物航煤。例如,通过加氢处理等工艺,将地沟油中的脂肪酸和甘油三酯等成分转化为符合航空燃料标准的碳氢化合物。

农作物秸秆、林业剩余物等也是制备生物航煤的关键原料,这些废弃物含有纤维素、半纤维素和木质素等成分。通过热化学转化(如气化、液化)或生物化学转化(如发酵)等技术,可以将这些成分转化为生物航煤的前体物质,如合成气、生物乙醇等,然后再进一步合成生物航煤。

油藻是一种富含油脂的藻类,在特定的培养条件下,油藻可以大量繁殖并积累油脂。这些油脂的脂肪酸组成与植物油相似,可以通过与植物油类似的加工工艺,如酯交换、加氢脱氧等,将其转化为生物航煤。

图1生物航煤产业链图

 

加氢处理是常见的生产生物航煤的工艺,首先将油脂进行预处理,去除杂质和水分。然后在高温、高压和催化剂的作用下,油脂中的氧原子通过加氢反应被去除,同时不饱和双键被饱和,生成类似于石油基航空煤油的碳氢化合物,这个过程可以有效地将废弃油脂转化为符合航空燃料标准的产品。

费托合成也是关注度较高的生产工艺,当以生物质气化产生的合成气(一氧化碳和氢气)为原料时,可以采用费-托合成工艺。合成气在催化剂的作用下发生反应,生成一系列碳氢化合物,包括链状烷烃、烯烃等,经过进一步的加工,如加氢裂化、异构化等,可以得到适合航空发动机使用的生物航煤。

二、为什么生物航煤爆火?

生物航煤爆火,与频繁的政策发布有直接的关系。

在2024年ESG全球领导者大会上,国际民用航空组织(ICAO)强调,到2050年实现国际航空业净零碳排放的目标,呼唤更积极的合作与创新。另外,ICAO制定了一系列全球框架以支持可持续航空燃料的推广,到2030年减少国际航空5%的二氧化碳排放。

欧盟要求2025年SAF强制掺混比例提升至2%,2030年到6%,到2035年需达20%,到2040年需达34%,到2045年占比需达42%,到2050年占比需达70%。

另外,其他国家也有明确的掺混比例要求,如日本规定截至2030年SAF强制掺混率需达到10%。英国2024年4月规定,2025-2030年SAF添加比例目标为2%-10%。美国2030年SAF生产目标为910万吨,加拿大2030年SAF添加比例为3%,印度2027、2028、2030年添加比例目标为1%-2%-5%,新加坡2026年SAF添加比例为1%,2030年可能增加到3-5%,印尼2025年SAF添加比例为5%,土耳其2025-2026年SAF添加比例为1%,2030年提升至5%。

图2欧盟理事会对于航空燃料掺混SAF的比例及计划

中国也出台了一系列政策支持生物航煤的发展,如《2030年前碳达峰行动方案》提出大力推进先进生物液体燃料、可持续航空燃料替代传统燃油。《“十四五”可再生能源发展规划》支持生物航空煤油等领域先进技术装备研发和推广使用,《产业结构调整指导目录(2024年本)》将生物燃油(航空煤油)等列为鼓励类。

三、未来SAF消费市场将会呈现怎么的发展趋势?

目前欧盟、英国、加拿大、日本、印度、新加坡、印尼、土耳其等国家相继发布了SAF在航空燃油中的添加比例,以及未来的添加预期。如果按照2024年的消费规模计算,未来全球SAF的消费规模增长迅速。

根据IATA发布信息了解到,2023年全球SAF需求超过50万吨,2024年将会超过150万吨,按照2024年的航空燃油总体消费量计算,全球的平均添加比例也仅有0.39%。如果根据2030年减碳5%的目标计算,2030年全球SAF的消费量将会超过1500万吨,全球年均消费增速在58%左右,属于爆发式增长。

对于中国市场来说,根据不完全统计,2024年中国SAF消费量约有5万吨,初步计划到2030年的掺混目标为3%-5%,如果按照5%比例添加,SAF的消费量有望接近300万吨,年均增速达到127%,中间差额巨大,行业消费增速较快。

国内目前具备SAF产能的厂商包括海新能科、中石化镇海炼化、河南君恒、易高(香港中华煤气)四家。海外主要SAF生产商包括Neste、FulcrumBioEnergy、Gevo和RedRockBiofuels等。

图3全球及中国SAF消费量预期(wt)

四、普通企业还有进入SAF的机会吗?

生物航煤未来发展潜力巨大,消费空间增速迅速,而且产业链环节较多,普通企业在这个领域也有一定的发展机会。

中国多个省市地区发布了SAF的鼓励政策,这对当地的相关企业来说是利好。如广东省在2024年12月23日印发的《广东省2024—2025年节能降碳行动方案》中提出,要推广先进生物液体燃料、可持续航空燃料。从国家层面来看,2024年10月30日发布的《关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见中提出,因地制宜发展生物天然气和生物柴油、生物航煤等绿色燃料,积极有序发展可再生能源制氢;支持有条件的地区开展生物柴油、生物航煤、生物天然气、绿色氢氨醇等在船舶、航空领域的试点运行。

其次,生物航煤产业流程环节较多,除了生产环节,在原料供应、产品销售、技术服务等环节也存在发展机会。普通企业可以根据自身优势,选择在产业链的某一环节进行深耕,如专注于原料收集与预处理、生物航煤的物流配送等。另外,生物航煤的生产依赖大量生物质原料,如废弃动植物油脂、农林废弃物等,这些原料分布分散,也需要庞大的供应体系保障。

生物航煤的技术目前处于完善阶段,一些关键技术逐渐公开和普及,普通企业有更多机会获取相关技术。同时,高校和科研机构也在积极开展相关研究,企业可以通过合作、引进等方式获取技术。

五、SAF未来发展有哪些机遇和挑战?

总结而言,全球在航空业减碳共识是驱动生物航煤消费出现爆发式增长的关键,也是造成巨大供应缺口的主要原因。许多国家和地区出台了一系列支持生物航煤发展的政策,如补贴、税收优惠、强制添加要求等,为驱动生物行业产业发展提供了巨大的政策保障。

与此同时,生物航煤还存在一定的挑战,如原料供应稳定性挑战、技术门槛较高的挑战、资金需求巨大的挑战、市场竞争逐渐加剧的挑战、市场售价和成本不匹配的挑战等。即使是相对成熟的生产工艺(HEFA),产品的市场价格也相当于航空煤油的1.9-2.8倍,SAF无疑会很大程度上增加航空业的成本。

减碳、降碳是全球石化行业的发展共识,生物航煤作为航空业减排的关键途径,被行业高度重视。建议有实力的企业,可以尽早布局。

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2025-01-15 16:29

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