全球生物燃料產(chǎn)業(yè)狂飆：低成本得市場
2024-12-02
根據(jù)英國能源研究院（EI）近期發(fā)布的《世界能源統(tǒng)計年鑒2024》，生物燃料在全球能源市場中繼續(xù)發(fā)揮重要作用，自2022年以來，生物燃料產(chǎn)量增長了17%以上。在全球氣候變化的嚴峻挑戰(zhàn)下，能源結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型已成為各國政府和國際社會的共識。國際民航組織（ICAO）提出到2050年實現(xiàn)凈零排放，國際海事組織（IMO）也計劃在2050年前后達到凈零排放。在全球脫碳進程加速的背景下，生物燃料因其可再生性和環(huán)境友好性，正日益受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注與重視。
生物燃料是指利用動植物中的有機質(zhì)生產(chǎn)的液體、氣體或固體燃料，包括生物乙醇、生物柴油、生物航煤、生物甲醇、生物甲烷等。早期生物燃料主要用于汽車、發(fā)電、熱力等用途，隨著碳減排進程的推進，生物燃料在航空、海運等重排放領(lǐng)域正逐步展現(xiàn)其不可替代的價值。
政策體系逐步構(gòu)建
生物燃料的發(fā)展離不開政策的支持與推動。多國政府和國際組織已出臺相關(guān)政策，鼓勵生物燃料的生產(chǎn)和使用。美國是全球最大的生物燃料市場之一，每年對各類生物燃料制定強制混配目標，并配套稅收減免政策和懲罰措施，以確保生物燃料在交通領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。歐盟作為全球生物燃料政策最為積極的地區(qū)之一，要求到2030年，各成員國在運輸能源最終消費中可再生能源的份額至少為29%或溫室氣體減排14.5%。歐盟還先后建立了生物燃料聯(lián)盟數(shù)據(jù)庫、針對生物燃料的可持續(xù)性標準等。印度尼西亞將交通運輸領(lǐng)域的生物柴油添加比例提升至30%，并給予大量補貼，成為目前全球添加生物柴油比例最高的國家之一。
在全球碳達峰、碳中和的目標要求下，ICAO和IMO將繼續(xù)推進航空、海運的綠色低碳發(fā)展，在其提出凈零排放目標后，更多具體的政策措施、標準要求將落地實施，這將為生物燃料的發(fā)展提供更多切實可行的支持。各國政府也將繼續(xù)支持生物燃料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，通過更加完善的立法、低碳市場機制、財稅政策等手段，鼓勵包括生物燃料在內(nèi)的多種低碳清潔能源的生產(chǎn)和使用。
市場規(guī)模持續(xù)擴大
在政策驅(qū)動下，全球生物燃料消費穩(wěn)步增長。據(jù)國際能源署（IEA）報道，2017至2022年交通運輸領(lǐng)域生物燃料的全球年消費量增長了近300億升，達到1600億升/年以上，當(dāng)前消費以生物乙醇和生物柴油為主，但生物航煤消費增長迅速，全球消費量從2016年的6000多噸增長至2023年的50萬噸左右。生物燃料的產(chǎn)銷地區(qū)主要集中在美洲的美國和巴西，亞洲的印度尼西亞、中國和印度以及歐盟的德國、法國等地。美國和巴西是全球最大的生物乙醇生產(chǎn)國，兩國產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的近80%。印度尼西亞為全球生物柴油第一大生產(chǎn)國，產(chǎn)量占比約為17%。
未來，隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣黾樱锶剂鲜袌鲆?guī)模將持續(xù)擴大。特別是在ICAO和IMO的凈零排放要求下，海運和航空業(yè)對生物燃料的需求將顯著增加。據(jù)國際航空運輸協(xié)會分析，到2050年，65%的航空業(yè)碳減排將通過使用可持續(xù)航空燃料來實現(xiàn)。IEA預(yù)測，2023至2028年間，生物燃料需求將至少增加380億升，達到2000億升/年，對交通運輸領(lǐng)域化石燃料的替代將達到約240萬桶油當(dāng)量/天，但要實現(xiàn)2050年凈零排放的目標，生物燃料的新增需求還應(yīng)增加到基準預(yù)測值的6倍以上。
新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)
當(dāng)前生物柴油、生物乙醇、生物航煤等均已有商業(yè)化路線。為了適應(yīng)不斷擴大的生物燃料市場，更加高效、綠色、低成本、多原料途徑的生產(chǎn)技術(shù)正在被研發(fā)。
第一代生物柴油以酯化反應(yīng)為核心，產(chǎn)品酯基生物柴油需要與石油基生物柴油摻混使用；第二代生物柴油以加氫反應(yīng)為核心，無須摻混使用。目前第一代和第二代生物柴油均為成熟生產(chǎn)工藝。未來第三代技術(shù)將克服油脂原料限制，通過生物質(zhì)氣化熱解等工藝生產(chǎn)。當(dāng)前糧食乙醇和木薯乙醇均采用發(fā)酵法，生產(chǎn)工藝成熟；而以農(nóng)林廢棄物為主要原料的纖維素乙醇，需要酶解糖化，關(guān)鍵技術(shù)正在突破；未來生物合成氣乙醇技術(shù)以及微藻乙醇也有望實現(xiàn)工業(yè)化。
目前生物航煤雖然有多條生產(chǎn)路線，但酯類和脂肪酸類加氫工藝是唯一實現(xiàn)商業(yè)化的成熟路線，費托合成工藝、醇噴合成工藝有望逐漸走出示范階段進入商業(yè)化運營。生物甲醇生產(chǎn)工藝主要包括生物質(zhì)氣化制甲醇和生物質(zhì)發(fā)酵制甲烷制甲醇，相關(guān)工藝均在示范階段。
與技術(shù)發(fā)展相配套的標準建設(shè)工作也在開展，例如，目前已通過美國材料與試驗學(xué)會認證的可持續(xù)航空燃料（含生物航煤）技術(shù)路線已有11條，而以綠電綠氫、廢塑料為原料的工藝研發(fā)和認證也在推進中。在ICAO、IMO等國際組織和有關(guān)國家推動下，受到全球廣泛認可的標準體系將更加完善，給生物航煤、生物甲醇等新興生物燃料帶來更加規(guī)范的發(fā)展指引。
降低成本是重中之重
目前，生物燃料的生產(chǎn)成本較高，價格競爭力仍有提升空間，尤其是在交通運輸領(lǐng)域，生物燃料與化石燃料的成本差距較大，影響了其大規(guī)模推廣和應(yīng)用。現(xiàn)在西北歐加氫處理生物柴油的平均價格約為其替代的化石柴油價格的2倍，已商業(yè)化的生物航煤價格為傳統(tǒng)航煤的2～5倍。另外，生物燃料的低碳效益如何量化，不同國家及地區(qū)的考量仍有較大差異。在碳減排履約成本較低的領(lǐng)域及地區(qū)，行業(yè)使用生物燃料的積極性有待提高。
未來，隨著技術(shù)進步和規(guī)模化生產(chǎn)的推進，預(yù)計生物燃料的生產(chǎn)成本將逐步降低。同時為了推動生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，各國政府將繼續(xù)予以政策扶持，提供更多降低生產(chǎn)成本的有力政策，提高其市場競爭力；建立更加完善的碳交易市場，實現(xiàn)對生物燃料環(huán)境效益的認可和價值化。
綜合來看，若未來生物燃料產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策能持續(xù)有效推進，生物燃料產(chǎn)品市場需求將呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢，與此同時，科技的持續(xù)進步以及生產(chǎn)規(guī)模的提升將對提高生物燃料經(jīng)濟性和市場競爭力發(fā)揮重要作用，生物燃料產(chǎn)業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
