一、引言隨著全球?qū)夂蜃兓瘑栴}的重視和經(jīng)濟(jì)社會對可持續(xù)發(fā)展要求的不斷提高，國際社會對航空業(yè)碳減排的呼聲越來越高，國際民航組織(International Civil Aviation Organizition，簡稱ICAO)、國際航空運輸協(xié)會(International Air Transport Association，簡稱IATA)等機(jī)構(gòu)紛紛提出航空業(yè)碳減排的目標(biāo)和實施路徑，航空業(yè)面臨日益嚴(yán)峻的碳減排壓力。在“雙碳”目標(biāo)下，中國民航局在《“十四五”民航綠色發(fā)展規(guī)劃》中明確提出要發(fā)展可持續(xù)航空燃料。2023年4月6日在中法兩國元首見證下，中國航油與空客公司簽署可持續(xù)航空燃料供應(yīng)合作協(xié)議，航空業(yè)減碳步伐加快。航空業(yè)碳減排關(guān)鍵在于航空油料的綠色化。生物航油以其技術(shù)相對成熟、原料豐富、對現(xiàn)有航空發(fā)動機(jī)適應(yīng)性好、全生命周期基本實現(xiàn)零碳排放等優(yōu)勢，而成為當(dāng)前商用規(guī)模最大、發(fā)展?jié)摿^好的綠色航空燃料品種，近年來其產(chǎn)業(yè)在低碳發(fā)展理念的推動下獲得了較快發(fā)展。生物航油發(fā)展已有10余年歷程，商業(yè)應(yīng)用日益廣泛，國內(nèi)尚鮮見從產(chǎn)業(yè)角度對其進(jìn)行研究。本文對生物航油產(chǎn)業(yè)展開研究，分析其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及影響因素，并對我國發(fā)展生物航油產(chǎn)業(yè)提出建議。

二、生物航油及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

2019年，航空業(yè)溫室氣體排放占全球排放的1.8%(約10.6億噸二氧化碳)，占排放總量的2.5%～3%。據(jù)國際航空運輸協(xié)會預(yù)測，如果不采取減碳措施，到本世紀(jì)中葉航空業(yè)溫室氣體排放將占全球排放總量的22%。航油燃燒約占總排放量的79%，可持續(xù)航空燃料(SustainableAviationFuel，可持續(xù)航油燃料，簡稱SAF)對傳統(tǒng)化石航油的替代是減碳的關(guān)鍵。電動、氫能飛機(jī)和以生物航油為燃料的飛機(jī)均可大幅降低碳排放，但從當(dāng)前技術(shù)水平看，電動和氫能飛機(jī)的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用還不成熟，而生物航油以其來源廣泛、具有與化石航油基本相同的特質(zhì)、無須

改動發(fā)動機(jī)的特征，在當(dāng)前最具商業(yè)前景，目前所稱的SAF即指生物航油。生物航油是以多種動植物油脂或其它生物質(zhì)材料為原料，采用加氫脫氧等技術(shù)生產(chǎn)出來的航空燃料，從原料生產(chǎn)、航油煉制和使用全生命周期角度考慮，較化石航油可以降低80%以上的溫室氣體排放，且無須改變飛機(jī)和機(jī)場基礎(chǔ)設(shè)施。

國際民航組織、國際航空運輸協(xié)會等機(jī)構(gòu)，均將生物航油的大規(guī)模使用作為航空業(yè)減碳的有力措施。生物航油從實驗室走向商業(yè)，經(jīng)歷了較長的嘗試和發(fā)展階段。2011年10月7日，英國湯普森航空公司成功推出了首個由英國機(jī)場始發(fā)的“地溝油航班”，可以視為生物航油首個商業(yè)化應(yīng)用。生物航油產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，可劃分為在全球關(guān)注航空業(yè)碳減排之前和之后兩個時期。第一個時期(2011年～2016年)，生物航油的推動力量在歐洲，主要是試驗性的商業(yè)化飛行。2012年1月1日起，歐盟通過以征收航空碳稅的形式將民用航空領(lǐng)域納入其碳排放交易體系之中。雖然這一做法受到了國際社會的強(qiáng)烈反對，違反了規(guī)制氣候變化的《氣候變化框架公約》和《京都議定書》，也違反了規(guī)制民用航空的《芝加哥公約》，但仍然警醒全球逐漸意識到航空業(yè)脫碳的必然趨勢，也將目光聚集到生物航油的試驗應(yīng)用上。美國、荷蘭、中國等相繼開展生物航油試驗生產(chǎn)和飛行，但這一時期，生物航油市場還未建立，各廠商仍然是試驗性質(zhì)地研究和生產(chǎn)，航空公司也是試驗性地飛行，生物航油產(chǎn)業(yè)總體上還處于孕育階段。

第二個時期(2016年～至今)，生物航油的發(fā)展仍由歐洲拉動，但全球各國商業(yè)化應(yīng)用的主動性普遍增強(qiáng)。2016年,國際民航組織提出了國際航空碳抵消及減排機(jī)制(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation，國際航空業(yè)碳抵消與削減機(jī)制，簡稱CORSIA)。這是第一個全球性的行業(yè)市場減排機(jī)制，并明確從2027年開始該機(jī)制將具有強(qiáng)制性。在需求和使用側(cè)，航空業(yè)公司在碳排放收緊的政策、補(bǔ)貼激勵政策和企業(yè)自身對環(huán)保、社會和治理(Environment、Social、Corporate Governance，簡稱ESG)的要求下，加快使用生物航油以降低碳排放。如美國大陸航空、德國漢莎航空、荷蘭皇家航空、日本全日空航空等紛紛加大對生物航油的采購和使用;一些機(jī)場為了降低碳排放，提出“低碳機(jī)場”“近零碳機(jī)場”的概念。在生產(chǎn)和供應(yīng)側(cè)，為滿足不斷增長的生物航油需求搶占市場，傳統(tǒng)油品生產(chǎn)商和新興企業(yè)加快對生物航油產(chǎn)業(yè)投資和布局，不斷提高生物航油產(chǎn)量以滿足市場需要。

英國石油、皇家荷蘭殼牌公司、道達(dá)爾公司、NESTE、SKYNRG、中石油、中石化、三聚環(huán)保等紛紛加大對生物航油的研發(fā)、投資和生產(chǎn)，以搶占這一前景廣闊的綠色能源市場。

在這一時期，生物航油的技術(shù)路線不斷創(chuàng)新、原料范圍不斷擴(kuò)大，生產(chǎn)和消費量不斷升高，生物航油產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速的發(fā)展階段。

三、生物航油供需格局分析經(jīng)過10多年的發(fā)展，全球生物航油逐漸形成了不同于傳統(tǒng)化石航油的獨特供需格局。從總量上看，全球生物航油的消費量和產(chǎn)量逐年增高。消費量2019年約0.25億升，2020年約0.63億升，2021年為1億升，2022年約3億升;生產(chǎn)量2019年約0.5億升，2020年約1.25億升，2021年約1.5億升，2022年超過3億升。從供需總量數(shù)據(jù)看，一是生物航油生產(chǎn)和消費增長很快，二是隨著航空業(yè)減碳政策不斷收緊，已從供需寬松轉(zhuǎn)向供需緊張的格局。國際航協(xié)表示，2022年“航空公司用盡了每一滴生產(chǎn)出的SAF”。但值得注意的是，由于生物航油和二代生物柴油可以共用原材料和工藝設(shè)施，烴基生物柴油(Hydrogenated Vegetable Oil，簡稱HVO)的產(chǎn)能在一定程度上可以視為SAF的生產(chǎn)供應(yīng)上限。

因此，如果把HVO產(chǎn)能加進(jìn)去，目前廣義的SAF生產(chǎn)供應(yīng)能力仍然大大超過需求，隨著生物燃料廠商不斷投資新建、擴(kuò)建、改建的生物航油工廠投產(chǎn)，SAF的生產(chǎn)供應(yīng)能力在短期內(nèi)更將遠(yuǎn)超需求。但如果歐盟、國際民航組織和國際航協(xié)、各國政府等提高對生物航油的強(qiáng)制使用比例和要求，根據(jù)國際航協(xié)的測算數(shù)據(jù)，目前的廣義SAF產(chǎn)能將遠(yuǎn)不能滿足需求。從區(qū)域上看，當(dāng)前使用生物航油是由歐洲航空公司發(fā)起和拉動的，絕大部分的生物航油使用主要集中在歐洲，美國有少量使用，其它區(qū)域都是試驗性的使用，如中國僅限于國航、東航等試驗飛行和空客飛機(jī)交付的摻混加注。

但生物航油的生產(chǎn)與使用區(qū)域并不重疊，目前主要形成了以歐洲、南北美洲、東南亞和中國為主的幾大生產(chǎn)區(qū)域，且形成了東南亞、中國、巴西和阿根廷生產(chǎn)出的產(chǎn)品出口至歐洲使用的格局。從結(jié)構(gòu)上看，目前商業(yè)化的生物航油生產(chǎn)主要采用脂肪酸類加氫處理的技術(shù)路線(Hydroprocessed Esters and Fatty Acids，加氫處理的脂類和脂肪酸燃料，簡稱HEFA)，其它技術(shù)路線由于原材料、產(chǎn)出率、經(jīng)濟(jì)性等原因尚很少采用，仍在不斷探索中。生物航油與傳統(tǒng)化石航油的一個顯著區(qū)別是，生物航油會以原材料的不同劃分為不同的品種，如由菜籽油、大豆油、棕櫚油、餐廚廢油(Used Cooking Oil，簡稱UCO)等生產(chǎn)的SAF，不同的SAF價格也不一致。目前，東南亞主要以棕櫚油為原料，美國主要以大豆、玉米為原料，歐洲主要以菜籽油和UCO為原料，中國以UCO為原料。隨著全球?qū)Z食安全的關(guān)注，以糧食作物生產(chǎn)越來越受到制約，如棕櫚油SAF已在歐洲受到限制，以UCO生產(chǎn)的SAF市場越來越大。四、生物航油產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)分析從生物航油產(chǎn)業(yè)鏈條來看，整個產(chǎn)業(yè)包括上游原材料環(huán)節(jié)、中游生產(chǎn)煉制環(huán)節(jié)、下游供應(yīng)和消費環(huán)節(jié)。

(一)上游原材料環(huán)節(jié)生物航油的上游原材料環(huán)節(jié)包括原料的收集、生產(chǎn)、加工、銷售。生物航油的原料具有不標(biāo)準(zhǔn)、分散化、難獲取、難以持續(xù)穩(wěn)定供應(yīng)等特點。在對SAF的技術(shù)認(rèn)定上，美國材料測試協(xié)會(American Society for Testing Materials，簡稱ASTM)制定了編號為ASTMD7566的行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。截至2022年底，共有八種主流技術(shù)路線，原料結(jié)構(gòu)涵蓋非食用動植物油、動物脂肪等，并隨著技術(shù)迭代逐漸向廢油、微生物油轉(zhuǎn)型升級。HEFA是目前商業(yè)化應(yīng)用的主流技術(shù)路線，原材料是動植物油和餐廚廢油。在當(dāng)前以HEFA為主流的技術(shù)路線下，上游散亂的結(jié)構(gòu)使原材料市場具有鮮明的“因地制宜、分散布局”的特征。從全球原材料市場來看，分為歐洲、美洲、東南亞和中國區(qū)域市場。每個市場主要與該區(qū)域穩(wěn)定的原材料和生物燃料原料政策導(dǎo)向有關(guān)。原材料在歐洲主要是菜籽油、南北美洲主要是大豆、東南亞主要是棕櫚油，中國從“不與人爭糧”政策出發(fā)，原料主要是餐廚廢油。對應(yīng)于區(qū)域特征明顯的原料市場，參與上游市場的主體相應(yīng)具有多樣化的特點。為了尋找多余農(nóng)產(chǎn)品的消費市場，提高議價能力，最早參與上游市場的是農(nóng)產(chǎn)品公司，如美國從以大豆為乙醇汽油、印度尼西亞和馬來西亞以棕櫚油為生物柴油提供原料，逐漸擴(kuò)展到為生物航油提供原料。為了確保原料的穩(wěn)定供應(yīng)，傳統(tǒng)石化公司和生物燃料生產(chǎn)企業(yè)也進(jìn)入上游市場，如英國石油BP在2022年收購了英國最大加氫植物油供應(yīng)商GBF30%的股份，還與農(nóng)業(yè)與種子公司Nufarm簽訂了為期10年的戰(zhàn)略承購和市場開發(fā)協(xié)議，以獲得生產(chǎn)可持續(xù)生物燃料的原料供應(yīng)。由于原料和生產(chǎn)區(qū)域的分割，且為了從原油、成品油、農(nóng)產(chǎn)品價格波動中套?；蚰怖鞔筚Q(mào)易商也加入了上游原料市場，期貨市場主體也間接進(jìn)入了這個市場。除此以外，還有一些原本不涉及該市場的主體也進(jìn)入該領(lǐng)域，如我國的上市公司山高環(huán)能在國內(nèi)餐廚廢油收集領(lǐng)域優(yōu)勢明顯，2022年底已達(dá)到日收集處理能力約5000噸，頂峰集團(tuán)也在餐廚廢油收集領(lǐng)域展開布局。上游市場的分散特征和多樣化的市場參與主體，使其競爭格局較為激烈，并未形成壟斷或寡頭格局，有利于中游生產(chǎn)環(huán)節(jié)對上游的議價能力，但不利于上游市場的統(tǒng)一有序發(fā)展。

(二)中游生產(chǎn)煉制環(huán)節(jié)生物航油的生產(chǎn)煉制是整個產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，決定了整個行業(yè)的技術(shù)水平和效率，對上游原料市場的發(fā)展也具有決定性意義，從產(chǎn)能上對下游供應(yīng)和消費市場具有重要的約束能力。在技術(shù)路線上，與傳統(tǒng)化石航油已經(jīng)具有的成熟穩(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)路線不同，生物航油的生產(chǎn)煉制呈現(xiàn)出“多種技術(shù)路線并存、HEFA一家獨大”的特征。前文已述，目前存在8種主流技術(shù)路線，主要受制于原材料穩(wěn)定獲取、工藝復(fù)雜性、產(chǎn)出率和生產(chǎn)線投資等因素影響，技術(shù)發(fā)展較慢。當(dāng)前，商業(yè)化應(yīng)用最成熟、最主流的為HEFA技術(shù)路線，已投產(chǎn)或正在建設(shè)的生物航油工廠絕大部分采用該技術(shù)路線，費托合成法和醇噴合成法技術(shù)路線有部分應(yīng)用。生物航油的生產(chǎn)和生物柴油密切相關(guān)，兩者生產(chǎn)原料相同，二代生物柴油裝置能夠通過工藝延伸和參數(shù)調(diào)節(jié)后直接生產(chǎn)生物航油，因此除部分專用于生產(chǎn)生物航油的裝置外，很多工廠可以在生物柴油和生物航油之間根據(jù)市場需求切換。從區(qū)域布局看，為了兼顧原材料獲取和產(chǎn)品貿(mào)易銷售的便利性，

生物航油煉廠主要分布在荷蘭、西班牙、美國的印第安納和俄勒岡州等區(qū)、巴西的皮奧伊和圣保羅州、印度尼西亞、馬來西亞、新加坡、中國、日本和韓國等地。

石家莊宏勝達(dá)新能源有限公司，遵循可持續(xù)化發(fā)展要求，專注生物質(zhì)能源的研究，現(xiàn)主要生產(chǎn)大力士生物質(zhì)燃燒機(jī)、布袋除塵器、旋風(fēng)除塵器等生物質(zhì)能源設(shè)備;如果您的生物質(zhì)燃燒機(jī)使用中遇到任何問題，歡迎您來電咨詢。