一、引言隨著全球?qū)夂蜃兓瘑?wèn)題的重視和經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)可持續(xù)發(fā)展要求的不斷提高，國(guó)際社會(huì)對(duì)航空業(yè)碳減排的呼聲越來(lái)越高，國(guó)際民航組織(International Civil Aviation Organizition，簡(jiǎn)稱ICAO)、國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(International Air Transport Association，簡(jiǎn)稱IATA)等機(jī)構(gòu)紛紛提出航空業(yè)碳減排的目標(biāo)和實(shí)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(guó)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(guó)元首見(jiàn)證下，中國(guó)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(duì)成熟、原料豐富、對(duì)現(xiàn)有航空發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性好、全生命周期基本實(shí)現(xiàn)零碳排放等優(yōu)勢(shì)，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(lái)其產(chǎn)業(yè)在低碳發(fā)展理念的推動(dòng)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(guó)內(nèi)尚鮮見(jiàn)從產(chǎn)業(yè)角度對(duì)其進(jìn)行研究。本文對(duì)生物航油產(chǎn)業(yè)展開(kāi)研究，分析其產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)及影響因素，并對(duì)我國(guó)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(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，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(jiǎn)稱SAF)對(duì)傳統(tǒng)化石航油的替代是減碳的關(guān)鍵。電動(dòng)、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(dòng)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(lái)源廣泛、具有與化石航油基本相同的特質(zhì)、無(wú)須

改動(dòng)發(fā)動(dòng)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(dòng)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(lái)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(wú)須改變飛機(jī)和機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施。

國(guó)際民航組織、國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)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(shí)驗(yàn)室走向商業(yè)，經(jīng)歷了較長(zhǎng)的嘗試和發(fā)展階段。2011年10月7日，英國(guó)湯普森航空公司成功推出了首個(gè)由英國(guó)機(jī)場(chǎng)始發(fā)的“地溝油航班”，可以視為生物航油首個(gè)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(gè)時(shí)期。第一個(gè)時(shí)期(2011年～2016年)，生物航油的推動(dòng)力量在歐洲，主要是試驗(yàn)性的商業(yè)化飛行。2012年1月1日起，歐盟通過(guò)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(guó)際社會(huì)的強(qiáng)烈反對(duì)，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(shí)到航空業(yè)脫碳的必然趨勢(shì)，也將目光聚集到生物航油的試驗(yàn)應(yīng)用上。美國(guó)、荷蘭、中國(guó)等相繼開(kāi)展生物航油試驗(yàn)生產(chǎn)和飛行，但這一時(shí)期，生物航油市場(chǎng)還未建立，各廠商仍然是試驗(yàn)性質(zhì)地研究和生產(chǎn)，航空公司也是試驗(yàn)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(gè)時(shí)期(2016年～至今)，生物航油的發(fā)展仍由歐洲拉動(dòng)，但全球各國(guó)商業(yè)化應(yīng)用的主動(dòng)性普遍增強(qiáng)。2016年,國(guó)際民航組織提出了國(guó)際航空碳抵消及減排機(jī)制(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation，國(guó)際航空業(yè)碳抵消與削減機(jī)制，簡(jiǎn)稱CORSIA)。這是第一個(gè)全球性的行業(yè)市場(chǎng)減排機(jī)制，并明確從2027年開(kāi)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(lì)政策和企業(yè)自身對(duì)環(huán)保、社會(huì)和治理(Environment、Social、Corporate Governance，簡(jiǎn)稱ESG)的要求下，加快使用生物航油以降低碳排放。如美國(guó)大陸航空、德國(guó)漢莎航空、荷蘭皇家航空、日本全日空航空等紛紛加大對(duì)生物航油的采購(gòu)和使用;一些機(jī)場(chǎng)為了降低碳排放，提出“低碳機(jī)場(chǎng)”“近零碳機(jī)場(chǎng)”的概念。在生產(chǎn)和供應(yīng)側(cè)，為滿足不斷增長(zhǎng)的生物航油需求搶占市場(chǎng)，傳統(tǒng)油品生產(chǎn)商和新興企業(yè)加快對(duì)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(chǎng)需要。

英國(guó)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(duì)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(chǎng)。

在這一時(shí)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(fèi)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(guò)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(dú)特供需格局。從總量上看，全球生物航油的消費(fèi)量和產(chǎn)量逐年增高。消費(fèi)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(guò)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(fèi)增長(zhǎng)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(guó)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(jiǎn)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(guò)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(guó)際民航組織和國(guó)際航協(xié)、各國(guó)政府等提高對(duì)生物航油的強(qiáng)制使用比例和要求，根據(jù)國(guó)際航協(xié)的測(cè)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(dòng)的，絕大部分的生物航油使用主要集中在歐洲，美國(guó)有少量使用，其它區(qū)域都是試驗(yàn)性的使用，如中國(guó)僅限于國(guó)航、東航等試驗(yàn)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(guó)為主的幾大生產(chǎn)區(qū)域，且形成了東南亞、中國(guó)、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(jiǎn)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(gè)顯著區(qū)別是，生物航油會(huì)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(jiǎn)稱UCO)等生產(chǎn)的SAF，不同的SAF價(jià)格也不一致。目前，東南亞主要以棕櫚油為原料，美國(guó)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(guó)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(lái)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(chǎng)越來(lái)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(lái)看，整個(gè)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(fèi)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(diǎn)。在對(duì)SAF的技術(shù)認(rèn)定上，美國(guó)材料測(cè)試協(xié)會(huì)(American Society for Testing Materials，簡(jiǎn)稱ASTM)制定了編號(hào)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(dòng)植物油、動(dòng)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(jí)。HEFA是目前商業(yè)化應(yīng)用的主流技術(shù)路線，原材料是動(dòng)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(chǎng)具有鮮明的“因地制宜、分散布局”的特征。從全球原材料市場(chǎng)來(lái)看，分為歐洲、美洲、東南亞和中國(guó)區(qū)域市場(chǎng)。每個(gè)市場(chǎng)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(guó)從“不與人爭(zhēng)糧”政策出發(fā)，原料主要是餐廚廢油。對(duì)應(yīng)于區(qū)域特征明顯的原料市場(chǎng)，參與上游市場(chǎng)的主體相應(yīng)具有多樣化的特點(diǎn)。為了尋找多余農(nóng)產(chǎn)品的消費(fèi)市場(chǎng)，提高議價(jià)能力，最早參與上游市場(chǎng)的是農(nóng)產(chǎn)品公司，如美國(guó)從以大豆為乙醇汽油、印度尼西亞和馬來(lái)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(chǎng)，如英國(guó)石油BP在2022年收購(gòu)了英國(guó)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(gòu)和市場(chǎng)開(kāi)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(jià)格波動(dòng)中套保或牟利，各大貿(mào)易商也加入了上游原料市場(chǎng)，期貨市場(chǎng)主體也間接進(jìn)入了這個(gè)市場(chǎng)。除此以外，還有一些原本不涉及該市場(chǎng)的主體也進(jìn)入該領(lǐng)域，如我國(guó)的上市公司山高環(huán)能在國(guó)內(nèi)餐廚廢油收集領(lǐng)域優(yōu)勢(shì)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(kāi)布局。上游市場(chǎng)的分散特征和多樣化的市場(chǎng)參與主體，使其競(jìng)爭(zhēng)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(duì)上游的議價(jià)能力，但不利于上游市場(chǎng)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(gè)產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，決定了整個(gè)行業(yè)的技術(shù)水平和效率，對(duì)上游原料市場(chǎng)的發(fā)展也具有決定性意義，從產(chǎn)能上對(duì)下游供應(yīng)和消費(fèi)市場(chǎng)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(dú)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(fèi)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(guò)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(chǎng)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(guó)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(lái)西亞、新加坡、中國(guó)、日本和韓國(guó)等地。

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