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泰达视野|“地沟油”变航油 生物航煤的青云之路

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  航空业对全球GDP的贡献为3.5万亿美元 (占比4.1%) ,二氧化碳排放量在全球二氧化碳排放总量中的占比为3%,但随着别的行业去碳化,到2050年,航空业二氧化碳排放量占比或将达到22%。国际航空运输协会预计,亚太地区将成为客运量增长最快的地区。

  作为未来交通行业实现碳中和的关键,航空业的低碳转型已经慢慢的变成为了行业关注的重点。随着能源转型行动的逐步深入,航空业作为传统的“难减排”领域正得到慢慢的变多的关注。由于具备热值较高、零排放等特点,生物航煤成为了航空零碳重要的解决方案。

  我国的生物航煤产业正处于起步阶段,得益于《“十四五”可再次生产的能源发展规划》、《“十四五”民航绿色发展专项规划》等政策的支持,2022年以来可持续航煤的需求与产能正在快速增加,相关市场也在迅速成熟。统计多个方面数据显示,我国已建成的可持续航煤年产能达到了20万吨,已宣布的可持续航煤规划产能已达390万吨,随着空中客车、中国国际航空、国泰航空等航煤消费企业与航司的加入,我国的可持续航煤市场已初具雏形。

  本期《泰达视野|“地沟油”变航油 生物航煤的青云之路》对国内航空业与生物质利用产业的兴起、航空业碳中和之路、生物航煤的政策发展历史、国家层面的政策与规划、各省份行业政策汇总和相关企业情况做了系统性梳理,结合已有文献与资料,对下一代生物航煤行业的发展进行了梳理,供参考。

  曾经人人喊打的“地沟油”竟然摇身一变成为飞机汽车的燃料。不仅有了更好的去处,还能助力绿色低碳发展。

  9月13日,在杭州第19届亚运会开幕倒计时10天之际,加注生物航空煤油的“亚运航班”——浙江长龙航空GJ8987航班,从杭州萧山国际机场起飞,经过2小时飞行,平稳降落北京首都国际机场,“亚运航班”首航成功。本次航班加注的生物航煤,由中国石化镇海炼化公司生产,采用中国石化自主研发技术,以餐饮废油、动植物油脂等为原料。镇海炼化拥有我国首套10万吨/年生物航煤工业装置,其生产的生物航煤已在东航、南航、国航、多彩贵州等多条国内航线日凌晨,第一架使用生物航煤的飞机在上海虹桥机场试飞成功。2014年,中国民用航空局正式向中国石化颁发1号生物航煤技术标准规定项目批准书。随后,采用该生物航煤的航班先后于2015年和2017年实现首次商业飞行和跨洋飞行,我国成为继美国、法国、芬兰之后第四个拥有生物航煤自主研发生产技术的国家。

  生物航煤是以可再生资源为原料生产的航空煤油,原料最重要的包含椰子油、棕榈油、麻风籽油、亚麻油等植物性油脂,以及微藻油、餐饮废油、动物脂肪等。与传统石油基航空煤油相比,生物航煤在全生命周期中可减少二氧化碳排放50%以上。

  生物航煤政策的实施起源于全球民航业每年排放的大量温室气体。根据国际航空运输协会(IATA)统计,当前全球航煤消费量约为2.7亿吨/年,对应排放温室气体超过9亿吨,占全球排放总量的3%。由于航空燃料产生的温室气体基本排放在平流层,对气候平均状态随时间的变化影响更大;且航空运输企业从技术层面实现减碳没太多选择,因此开发可实现碳减排的航空替代燃料已成为国际民航业的共识。生物航煤与石油基航煤的组成与结构相似、性能接近,满足航空器动力性能和安全要求,全生命周期二氧化碳可减排50%以上,是目前最现实可行的燃料替代方案和温室气体减排途径。

  根据IATA统计,从2008年至今,全球已有超过45家航空公司,37万架次航班使用了生物航煤。目前美国、加拿大、挪威等国已形成航空生物燃料规模化市场,建立了“原料—炼制—运输—加注+认证”的完整产业链。各大能源公司、航空公司、飞机制造商也热情参加生物航煤的研发、生产或试用。参考IATA预测,截至2025年,全球SAF(可持续航空燃料)使用量将达到700万吨;2030年将达到2000万吨。

  国内方面,根据2021年10月国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》,提到“保持石油消费处于合理区间,逐步调整汽油消费规模,大力推进先进生物液体燃料、可持续航空燃料(SAF)等替代传统燃油,提升终端燃油产品能效。”从当前技术角度来看,发展SAF也是国内航空业减排的最有效方案。根据CORSIA(国际航空碳抵消和减排计划)实施方案,2021-2035年间,中国生物航煤累计需求总量可达1.6-1.8亿吨,年均1000-1200万吨。

  《巴黎协定》提出:将全球气温上升幅度控制在2摄氏度以内,并为将升温幅度控制在1.5摄氏度之内而努力

  明日纯净天空联盟同意支持SAF供应量到2030年达到全球航空燃料供应量的10%(德勤是签署方之一)

  中国民用航空局(CAAC)的《“十四五”民航绿色发展专项规划》提倡使用SAF,力争2025年当年SAF消费量达到2万吨以上,十四五规划期间累计消费量达到5万吨

  国家发改委《“十四五”生物经济发展规划》提出,鼓励在有条件的地区开展生物柴油推广试点,推进生物航空燃料示范应用

  国家发改委和国家能源局《“十四五”可再次生产的能源发展规划》提出,全力发展非粮生物质液体燃料,促进生物柴油和航空生物燃料生产

  空客公司分别与厦门航空、浙江长龙航空和多彩贵州航空签署关于推动使用SAF商业飞行的合作协议

  多彩贵州航空圆满完成中国大陆首个SAF载客商业航班的飞行(宁波飞往贵阳)

  国家电力投资集团有限公司与国泰航空签署涉及四家可持续航空燃料生产工厂的合作备忘录

  空客公司与中国航空油料集团有限公司(CNAF)签署合作备忘录,以加强双方在SAF的生产、应用及通行标准制定等方面的合作

  生物航煤行业是一种重要的清洁能源,行业发展趋势通常跟随可再次生产的能源以及生物经济发展规划的变化而调整。

  到2020年,生物液体燃料年利用量600万吨,其中,生物柴油200万吨。

  安徽省、吉林省和云南省鼓励利用木薯、麻风树、橡胶籽等非粮植物为原料的生物液体燃料(燃料乙醇、生物柴油)生产。

  节能减排政策机制更健全,重点行业能源利用效率和主要污染物排放控制水平基本达到国际领先水平,经济社会持续健康发展绿色转型取得很明显的成效。加快风能、太阳能、生物质能等可再次生产的能源在农业生产和农村里的生活中的应用。

  到2025年,单位国内生产总值二氧化碳排放比2020年下降18%;非化石能源消费比重达到20%左右。合理规划利用生物质能。

  鼓励生物质纤维素乙醇、生物燃油(柴油、汽油、航空煤油)等非粮生物质燃料生产技术开发与应用。

  实施餐饮质量安全提升行动。大力推进餐厨废弃物资源化利用和无害化处理,防范地沟油流入餐桌。

  将绿色生物柴油精制装备、餐厨废弃物制成生物柴油技术装备列入战略性新兴产业。

  总结餐厨废弃物资源化利用试点经验,推动培育与城市规模相适应的废弃物无害化处理和资源化利用企业。引导废弃物无害化处理和资源化利用企业适度规模经营,合乎条件的按规定享受税收优惠政策。

  结合餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作,建设废弃油脂回收供应体系。鼓励生物柴油生产企业投资建设废弃油脂收购体系、配套原料基地,上下游一体化发展。

  积极推进生物质能开发利用,到 2017 年,生物质固体成型燃料利用量超过1500万吨。

  确定当前优先发展农业废弃物生产高值生物燃气技术,绿色生物柴油精制技术等。

  加强可再次生产的能源多元直接利用。持续推进燃料乙醇、生物柴油等清洁液体燃料商业化应用。支持生物柴油、生物航空煤油等领域先进技术装备研发和推广使用。

  按照不与粮争地、不与人争粮的原则,提升燃料乙醇综合效益,全力发展纤维素燃料乙醇、生物柴油、生物航空煤油等非粮生物燃料。

  在城乡有机废弃物集中地区开展纤维素乙醇、生物柴油、生物天然气产业示范,打通生物质原料收集、有机肥生产使用等重要环节,提高生物燃料生产规模。

  研发并示范多种类生物质原料高效转化乙醇、定向热转化制备燃油、油脂连续热化学转化制备生物柴油等系列技术。

  加快生物柴油在交通领域应用。对生物柴油项目进行升级改造。建立健全生物柴油产品质量标准体系。推进生物柴油在交通领域的应用。

  “十三五”末,万元GDP能源消耗、二氧化碳排放降低18%,化学需氧量、氨氮排放总量减少10%,二氧化硫、氮氧化物排放总量减少15%,重点行业挥发性有机物排放量削减 30%以上。

  加大新一代生物液体燃料开发力度。加大油藻生物柴油和航空生物燃料等前沿技术的研发力度,推动开展产业化示范。

  上海市餐厨废弃油脂从收运,处置以及在加油站推广应用等所有的环节,按照闭环管理、市场化运作、支持应用”的原则,形成本市餐厨废弃油脂资源化全产业链闭环管理、价格联动、托底保障、产品顺畅应用的体系,促进资源化利用,保障食品安全。

  禁止新建和扩建石油、煤炭及其他燃料加工业(C25),但生物质燃料加工中保障城市运行的废弃物处理及资源综合利用项目除外。

  加快培育“生物+相关产业。重点发展污水高效处理生物制剂、有机废弃物处理生物制剂等生物环保产业,农林生物质发电、生物柴油等生物能源。

  根据国家《科技成果登记办法》有关法律法规,市科技局受理了地沟油制备生物柴油副产物甘油精制技术探讨研究等 31个科技成果登记项目。

  多元高效利用生物质能,推进农林生物质热电联产项目新建和供热改造,合理规划城镇生活垃圾焚烧发电项目,统筹布局生物燃料乙醇项目,适度发展先进生物质液体燃料。到2025年,非化石能源占能源消费总量比重达到15.5%以上。

  鼓励利用易腐垃圾生产工业油脂、生物柴油、饲料添加剂、土壤调理剂、沼气等,或与秸秆、粪便、污泥等混合进行联合处置。严厉打击和防范地沟油生产流通。严禁将城镇生活垃圾直接用作肥料。加快培育大型有突出贡献的公司,推动再生资源规范化、专业化、清洁化处置和高值化利用。

  研究分布式光伏、储能并网控制计量测试技术,围绕太阳能、风能、氢能、生物质能等新能源及清洁能源,开展储能量、储能效率等关键指标计量测试技术研究。

  因地制宜应用太阳能、浅层地热能、生物质能等可再次生产的能源解决建筑采暖用能需求;优化农业农村用能结构,加快风能、太阳能、生物质能、空气源热能等可再次生产的能源在农业生产和农村里的生活中的应用,逐步提升清洁能源消费比重。

  立足当地农情,创新农作物收割和秸秆还田、秸秆收集贮运、秸秆饲料加工、秸秆基料化利用、秸秆转化为生物质能等技术,形成经济实用的集成技术体系。

  积极发展新能源。实施可再次生产的能源替代行动,全力发展风能、太阳能、生物质能等可再次生产的能源,构建多元互补、稳定高效的新能源供应体系,逐步的提升非化石能源消费比重,在全国率先建成以新能源为主体的能源供给体系,率先构建以新能源为主体的新型电力系统,推动我区由化石能源大区向清洁能源大区转变。

  在黄河沿线、呼伦贝尔市、兴安盟和通辽市等农林生物质资源丰富地区,有序推进农林生物质热电联产项目。围绕垃圾无害化处理与资源化利用,鼓励重点城镇开展垃圾焚烧发电项目建设。

  推进生物质能综合应用。以高效清洁利用为重点,推动农林生物质热电联产、垃圾焚烧发电、沼气利用和生物天然气等多种形式的生物质能综合应用。

  推进农村能源转型发展,加快风能、太阳能、生物质能等可再次生产的能源在农业生产和农村里的生活中的应用。

  本批节能低碳技术产品推广目录最重要的包含生物柴油等18 项节能低碳技术产品。

  积极引导培育试点企业。各地要将废弃物无害化处理设施的建设列为重点工作内容,结合本地实际,开展餐厨废弃物资源化利用和无害化处理试点工作,积极推动培育与城市规模相适应的废弃物无害化处理和资源化利用企业。

  积极推动将废弃动物油和植物油作为生物柴油、工业级混合油的原料资源,鼓励和支持有关企业组织综合利用。鼓励利用餐厨垃圾生产工业油脂、生物柴油、饲料添加剂等。

  关于印发河南省深化食品安全放心工程建设攻坚行动工作方案(2022-2024年)的通知

  在智慧能源、能源互联网、风电、太阳能、地热能、生物质能、储能、氢能等新兴领域,推进新型标准体系建设,发挥示范带动作用,做好现行标准体系、标准化管理与新型体系机制的衔接和过渡。

  鼓励生物质发电、生物质清洁供暖、生物天然气等生物质能多元化发展,以长春、吉林、松原、白城等地为重点,建设生物质热电联产项目。

  中石化镇海炼化:于2020年8月建成中国首套10万吨/年生物航煤生产装置,2022年5月进行首批规模化试生产,标志着我国自主研发生物航煤从规模化生产走向规模化应用,2022年9月,镇海炼化取得中国民航局审定的生物航煤适航证书《技术标准规定项目批准书》,公司油脂加氢路线号喷气燃料全部通过适航批准。目前,镇海炼化已累计产出600吨SAF(可持续航空燃料),用于多条国内、国际航线。

  易高环保:是香港中华煤气有限公司的全资附属公司。目前主体业务包括生物质燃料和清洁煤化工,依托于25万吨/年的HVO产能,目前投产5万吨/年SAF(可持续航空燃料)规模化生产装置。

  嘉澳环保:2022年9月发布了重要的公告,公司与灌云县人民政府签订《项目合作协议书》,拟在灌云县临港产业区内投资生物质新能源及生物质新材料项目。该项目计划投资生物质新能源和生物质新材料项目,生物质新能源项目100万吨/年生物航煤项目分两期建设,其中第一期计划投资约40亿元,建设50万吨/年生物航煤项目,于2023年1月开工建设。

  东华能源:今年2月,东华能源与霍尼韦尔UOP在广东茂名签署战略合作协议,将打造国内首个年产量可达100万吨的可持续航空燃料产业基地。东华能源将引进霍尼韦尔UOP技术,将厨余油、地沟油等生物质资源转化为绿色航空燃料。8月26日,东华能源在投资互动平台上表示,公司Ecofining可持续生物航煤项目目前处于前期准备工作当中。在此前回答投资者提问中,公司称该项目为两套50万吨/年项目,总投资预计20亿元,其中,第一套装置预计2023年投产。

  海新能科:公司在投资者互动平台表示,公司正在围绕生物能源、催化剂、净化剂、新型煤化工、石油化学工业等产业有序开展运营。此外,公司也表示销售生物燃料取得了必要的认证资格。

  卓越新能:9月2日披露投资者关系活动记录表显示,目前年产10万吨烃基生物柴油和年产5万吨天然脂肪醇项目土地正在开展三通一平工作。在募投项目基础上追加投资新建的年产10万吨生物柴油生产线年四季度完成项目建设并进行试生产。公司目前满负荷生产。

  由于生物航煤生产涉及餐饮、能源等领域,管理部门牵涉发改委、公安、环保等多部门,尽管国家支持生物航煤产业高质量发展并出台了一系列扶持政策,但是产业政策缺乏配套实施细则,而且缺少对生物航煤企业的培育性的补贴政策;现有的税收优惠政策也由于原料进项发票问题不能切实落地,因此国内产业还面临一定的资源和政策瓶颈。长久来看,如京津冀、长三角、珠三角等地区,特别是餐厨废弃油脂回收、物流、再利用、应用管理体系较完善的中心城市或城市群,可以借鉴上海经验,逐步鼓励和支持建立餐厨废弃油脂闭环回收处理生态体系,加强地沟油收储运体系建设和监管,有序扩大生物航煤推广销售试点。

  然而,受到当前生物航煤生产技术的限制,原料供应和成本将成为中国生物航煤产业加速发展的主要挑战。考虑到目前主流的第一代油脂加氢技术所需的“地沟油”原料在未来几年内将接近供应上限,生物航煤产业即将面临原料短缺的困境。同时伴随着市场供需关系的变化,地沟油的价格也在迅速增加,逼近了市场承担接受的能力的极限。因此,为了扩大产能、减少相关成本,发展以秸秆等生物质为原料的下一代生物航空煤油技术势在必行。

  为了支持产业高质量发展,优化政策工具、建立市场机制和完善原料供应体系是加速生物航煤产业高质量发展的重要举措,其中在政府侧,设定强制掺混比例、制定生物航煤常态化加注试点、给予生产和消费企业财政补贴和税收优惠等政策是实现下一代生物航煤技术大范围推广的关键抓手。

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