保证原材料供应和降低高成本是生物能源的两大挑战

文 | 徐沛宇

编辑 | 马克

在迈向碳中和的道路上，边缘化的生物能源成了石油公司的新宠。

生物能源一般指生物燃料和可发电的生物质能。生物燃料是指生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料，常见的有生物柴油、生物天然气（即沼气），以及可持续航空燃料。可发电的生物质能主要是指加工后的各类木材。

法国道达尔能源（下称道达尔）公司将生物能源视为实现碳中和目标的多种手段之一。生物能源“也是帮助油气业务脱碳最可及、成本最低的产品之一。”道达尔首席技术官司明漾对《财经十一人》说，道达尔新确立的三大研发领域之一是新型脱碳能源，包括生物质能和氢能。

道达尔之外，欧洲其他石油公司都在争相加码生物能源。英国bp公司已将生物能源列为未来十年的五大战略转型增长引擎之一；去年11月，壳牌集团收购了欧洲最大的沼气生产商自然资源公司（Nature Energy），壳牌已是全球最大的生物燃料生产商和贸易商。

中国的石油公司也在积极布局生物能源。中石化集团的生物燃料产能最大，其已将绿色洁净列为公司的六大发展战略之一，绿色洁净战略就包括发展生物能源。

国际能源署发布的《全球能源行业2050净零排放路线图》称，净零情景下，生物能源消费将从2020年的不到40艾焦（EJ）增加到2050年的约100艾焦，占全球总能源需求约20%。

石油公司打通生物能源商业模式的道路上，有两大门槛需要跨过：一是原材料的持续供应，二是成本的降低。个别生物能源产品已基本跨过了这两道门槛，例如欧洲的生物柴油。

但是，随着电动汽车的普及，生物柴油缺乏继续增长的潜力。未来，增长潜力最大的生物能源是可持续航空燃料（Sustainable Aviation Fuel ，下称SAF）。业内人士预计，SAF将在五到十年内迎来爆发式增长。

生物能源的两大挑战

在全球迈向碳中和战略之前，第一代生物能源已在个别地区发展，其以农作物生产燃料的技术为主，例如玉米乙醇；美国的燃料乙醇产量现居世界第一位。第二代生物能源以动物脂肪、废旧食用油等原料生产的生物燃料为主；欧盟是最大的生物柴油消费地区。第三代生物能源原材料主要来自农林废弃物。

无论是哪种生物能源，大规模发展的前提都是要有稳定、持续的原材料供应。而生物能源的原材料有极强的分散性和差异性，因此，原材料的收储是石油公司发展生物能源的第一道坎。

道达尔计划到2030年生物燃料年产能达到500万吨，占其燃料销售的10%—15%。司明漾表示，要扩大生物燃料的生产的规模，最重要的是要获得更多的原料。不同的原料有不同的技术路径，工厂要针对不同的原材料要调整工艺流程。当前，道达尔正在将部分炼厂转型为生物能源炼厂。接下来，公司将努力通过和世界各地的企业合作，获得更多数量以及更多元化的原料。

在2023年9月18日举行的道达尔能源中国科学论坛上，中国石化集团高级专家曹东学表示，中石化现阶段主攻的是以废弃油脂生产的生物燃料，以农林废弃物生产生物燃料是下一步努力的方向。

曹东学说，根据中国油脂消费的特点，以废弃油脂生产生物燃料是近期比较容易做到的，尽管也存在一些瓶颈。在京津冀地区、长三角、珠三角等地区，食用油消费量比较大，中石化就在这些地区布局了生物燃料的生产。

中石油集团在大庆油田建设了首个秸秆制生物天然气中试基地，目前日产沼气量2000立方米以上。之所以选择在大庆油田建设，也是因为当地的原材料较为丰富。大庆市占黑龙江省全部耕地面积的5%左右。其中，玉米种植面积达709万亩，秸秆存量较大。

随着生物能源规模的扩大，原材料的问题将更加凸显。例如，某生物质发电项目在加建二期工程之后，由于原材料的短缺，只能无奈地偶尔停工。

据中国产业发展促进会副秘书长兼生物质能产业分会秘书长张大勇统计，中国生物质能源化利用量将从2023年的不足5亿吨，提高至2030年的7亿吨。到2060年，进一步提高至17亿吨。

在有了足够的原材料之后，大规模发展生物能源还需要有政策上的支持。由于能量密度较低，与化石能源相比，生物能源开发成本一般比较高。

中国此前对生物质发电有一定的补贴，现在补贴已退坡。业内认为，应该通过市场化的路径解决生物能源的高成本问题。张大勇表示，相关政策设计应体现生物能源的环境价值，拓宽生物能源环境价值实现的途径，比如让生物能源的减排量参与碳市场，为生物能源颁发绿色电力证书。

在生物能源消费量最高的欧洲，2022年生物燃料的总消费量大概在294亿升，其中生物柴油大概为163亿升。国际能源及大宗商品价格评估机构阿格斯的数据显示，欧洲生物燃料对普通柴油有30%—200%的溢价。

阿格斯中国首席代表高华对《财经十一人》分析说，欧洲的最新政策要求交通运输业到2030年温室气体要减排14.5%，或可再生能源在交通领域占比29%。如果不购买高溢价的生物燃料，交通运输企业必须购买碳票（与碳市场的碳排放额配额类似，只针对交通领域的一种碳排放凭证），目前碳票价格在100欧元/吨二氧化碳以上。因此，欧洲买家愿意支付相对较高的价格来购买生物燃料。

最具潜力的生物能源：SAF

减碳最主要的路径是电气化，在无法电气化的领域交通，以生物燃料替代化石燃料就是主力。航空领域基本不能实现电气化。对石油巨头来说，从生产化石燃料到生产SAF则是必须做出的转变。

根据国际民航组织(ICAO)的预测，随着航空业的持续发展，如果不做出额外的减排努力，国际航空业务在2020-2050年间累计产生的二氧化碳将占到全球同期总排放量的7%。

航空业减碳的关键则是要普及推广SAF。根据国际航空运输协会预测，航空业65%的减排都要通过SAF来实现。

SAF是指满足可持续性标准的、并且原料来自生物质（餐厨废油、动植物油脂、植物纤维素等）或废弃物（城市固废、农林废弃物等）的航空替代燃料。

国际民航组织测算，到2025年，全球SAF需求为500万吨，2040年将迅速增长到1.28亿吨，2050年再次翻番到2.85亿左右。中国市场SAF需求潜力也较大。中国商飞北京民用飞机技术研究中心副主任蒋欣表示，到2035年，中国国内预计有4500万吨的SAF增量需求。仅利用废弃食用油无法满足提炼需求，需探索供应稳定、成本可控的提炼方式，如从植物（芦竹）中提取等。

欧美等发达经济体对SAF提供了更明确和更积极的政策支持。科尔尼全球合伙滕勇等人撰文介绍说，2021年，欧盟提出了可持续航空燃料的规定，要求至2025年，所有在欧盟机场起降的飞机须使用SAF掺混比例达到2%的航空燃料，这一比例将逐渐提高，2030年须达到5%，2050年须达到63%。美国政府通过了《可持续航空燃料法案》和《可持续天空法案》，为SAF的生产提供税收减免和补贴，并为新技术开发、生产工艺改进和SAF供应链建设等提供定向拨款。

中国目前对SAF的支持政策较少，但已经首次提出了量化的消费目标。《“十四五”民航绿色发展专项规划》提出，力争到2025年，中国可持续航空燃料累计消费量达到5万吨。

SAF被道达尔列为优先发展的生物燃料；该司计划到2030年使SAF产量达到150万吨/年。在欧洲，道达尔已有多家SAF炼厂实现商业化运营，目前正在扩大产能。今年6月，道达尔宣布把Grandpuits工厂的SAF产量增加一倍，使该基地的SAF年产能达到28.5万吨。

从生产化石燃料到生产SAF，石油公司不仅需要吸收新的知识技术，还需要改变其文化。司明漾表示，在转型的过程中，公司需要不断地学习，并且保持灵活性。同时，道达尔还面临专注力的挑战，因为SAF的技术路径非常多，必须要在不同时刻做出最合适的选择。

中石化集团曾于2011年9月建成亚洲第一套SAF生产装置，当时是以棕榈油和餐饮废油为原料。2014年，中国民用航空局向中石化颁发1号生物航煤技术标准规定项目批准书。中石化生产的生物航煤分别于2013年、2015年、2017年，用于首次试飞、首次商业飞行和首次跨洋飞行。中石化旗下镇海炼化运营有10万吨/年SAF装置，在国内已建成的项目里规模最大。

北京大学能源研究院发布的《中国可持续航空燃料发展研究报告：现状与展望》预计，到2025年，中国的SAF总潜在产能可达205万吨/年，届时供应量可满足中国当年航油总需求量的4.5%。

与其他生物能源一样，SAF的推广还需要政策支持。北京大学能源研究院副院长杨雷表示，支持政策要么是政府给补贴，要么是让成本能够顺价出去，或者有合适的分担机制，比如在机票中体现绿色航空燃料的费用。另外，在政策上还可以设置一些强制的标准要求。

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