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隨著氣候變化對人類社會造成的威脅日益嚴峻,生物燃料已經逐步發(fā)展為全球能源供應體系的一部分。
未來,全球主要經濟體碳達峰、碳中和目標逐步迫近,能源綠色轉型的趨勢更加強烈,預計生物燃料產業(yè)在很長時間內仍具有較大增長空間。
生物燃料產業(yè)也是歐美國家實施各項貿易保護措施的重點對象;目前中國已經建立一定規(guī)模且主要面向歐盟市場出口的生物柴油及可持續(xù)航空燃料產能,在歐盟很可能對中國生物柴油、可持續(xù)航空燃料等產品出口加征反傾銷稅的情況下,中國生物柴油、可持續(xù)航空燃料產業(yè)未來發(fā)展面臨較大風險及不確定性。
研究國內外生物燃料產業(yè)發(fā)展特點及現狀,尋找更適合中國生物燃料產業(yè)獨立發(fā)展的政策路徑,既對中國生物燃料產業(yè)發(fā)展提供一定借鑒意義,也可更好地應對未來歐美對中國生物燃料產業(yè)的反傾銷等貿易保護措施。
文/王濤 中國海洋石油(新加坡)貿易有限公司,國際石油經濟
1 生物燃料定義及其碳減排特性
1.1 生物燃料定義及種類
生物燃料指利用生物質(包括從植物、動物中獲取的有機質)生產的液體或氣體燃料,可用于交通、發(fā)電、加熱及其他工業(yè)用途,可替代汽油、柴油、煤油、天然氣等化石燃料。生物燃料主要包括生物乙醇(Bio ethanol)、生物柴油(Biodiesel)、可持續(xù)航空燃料(Sustainable Aviation Fuel, SAF)、生物船舶燃料(Bio bunker)、生物甲烷(Bio methane)。
生物乙醇由植物中的糖經過發(fā)酵而成,多以淀粉類植物為原料。在美國,普遍以玉米作為原料;在巴西,則是以甘蔗作為原料;
木薯、紅薯作為生物乙醇原料的情形也比較普遍。纖維乙醇是用秸稈、農作物殼皮莖稈、樹葉、落葉、林業(yè)邊角余料和城鄉(xiāng)有機垃圾等纖維為原料生產的燃料乙醇,屬于先進生物乙醇。
生物柴油是以植物油(例如菜籽油、大豆油、棕櫚油等)、動物油、廢棄油脂(例如廢棄食用油、地溝油等)或微生物油脂與甲醇或乙醇經酯化形成的脂肪酸甲酯(FAME,Fatty Acid Methyl Esters,即一代生物柴油)或經加氫處理形成的二代生物柴油(HVO,Hydrogenated Vegetable Oil,加氫處理植物油)。
加氫處理植物油主要成分是烷烴,品性與柴油完全一致,可以與化石柴油以任意比例添加。
可持續(xù)航空燃料主要是通過酯類和脂肪酸類加氫(HEFA,Hydro processed Esters & Fatty Acids)工藝生產的航空油料,其原料及工藝與加氫處理植物油類似。可持續(xù)航空燃料基本可以與化石航煤以任意比例添加。
生物船燃即船用生物燃料,目前主要成分是脂肪酸甲酯,例如廢棄食用油甲酯(UCOME,UsedCookingOilMethylEster)。
生物甲烷,即純化的沼氣,是由農業(yè)廢棄物發(fā)酵產生的,可以用于替代部分化石天然氣。
1.2 生物燃料促進碳減排的特性
使用生物燃料可以有效降低碳排放。
使用生物燃料代替部分化石燃料,直接減少了化石燃料的消耗,避免了這部分化石燃料燃燒時產生的碳排放;同時一定程度上減少化石燃料的開采,使得更多以化石燃料形式存在的碳保留在地殼中。
雖然生物燃料燃燒后也會產生碳排放,但燃燒生物燃料在生成熱量和二氧化碳之后,又通過作物及動物生長從大氣中回收二氧化碳,因此實現了碳在自然界的循環(huán)利用,也就降低了碳排放。
根據美國能源部的一項研究,車輛燃燒100%生物柴油(B100柴油)與燃燒化石柴油相比,能夠降低碳排放75%以上;即使燃用B20柴油,也能將碳排放降低15%。
使用生物柴油也能降低未燃盡碳氫化合物、一氧化碳、硫、多環(huán)芳烴、硝化多環(huán)芳烴、顆粒物等有害物質的排放。
2 全球生物燃料產業(yè)發(fā)展現狀及特點
2.1 生物燃料產業(yè)是依賴政策驅動成長的產業(yè)
企業(yè)使用生物燃料調和化石燃料,往往需要進行額外的倉儲、管輸設施投資,例如乙醇汽油、生物柴油均需要額外的調和設施。
而且,部分生物燃料成本明顯高于化石燃料。以二代生物柴油(加氫處理植物油)為例,2024年2月,西北歐加氫處理植物油價格平均比硫含量10ppm(partspermillion,1ppm即百萬分之一)化石柴油價格高932美元/噸(見圖1),而同月份西北歐硫含量10ppm化石柴油的平均價格為870美元/噸。
因此,從純經濟性的角度考慮,推廣生物燃料還存在一定困難。
一些國家和地區(qū)以燃料碳減排為目的推廣使用生物燃料,往往需要出臺相應的政策措施,例如強制添加、稅收抵扣等優(yōu)惠政策,這使得生物燃料產業(yè)實際成為政策驅動型的產業(yè)。
根據歐盟氣候法案,歐盟將于2050年實現碳中和,且2030年在1990年水平基礎上實現溫室氣體凈排放降低至少55%。
為此,歐盟推出了包括碳邊境稅在內的15項立法,統(tǒng)稱為“Fitfor55”,其中3項法案直接與生物燃料添加使用有關,包括可再生能源指令(RED,Renewable Energy Directive)、歐盟可再生航空燃料法規(guī)(Re Fuel EU Aviation Regulation)和歐盟船舶燃料減排法規(guī)(Fuel EU Maritime Regulation)。