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保證原材料供應(yīng)和降低高成本是生物能源的兩大挑戰(zhàn)

文 | 徐沛宇

編輯 | 馬克

在邁向碳中和的道路上，邊緣化的生物能源成了石油公司的新寵。

生物能源一般指生物燃料和可發(fā)電的生物質(zhì)能。生物燃料是指生物質(zhì)組成或萃取的固體、液體或氣體燃料，常見的有生物柴油、生物天然氣（即沼氣），以及可持續(xù)航空燃料。可發(fā)電的生物質(zhì)能主要是指加工后的各類木材。

法國道達爾能源（下稱道達爾）公司將生物能源視為實現(xiàn)碳中和目標的多種手段之一。生物能源“也是幫助油氣業(yè)務(wù)脫碳最可及、成本最低的產(chǎn)品之一。”道達爾首席技術(shù)官司明漾對《財經(jīng)十一人》說，道達爾新確立的三大研發(fā)領(lǐng)域之一是新型脫碳能源，包括生物質(zhì)能和氫能。

道達爾之外，歐洲其他石油公司都在爭相加碼生物能源。英國bp公司已將生物能源列為未來十年的五大戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型增長引擎之一；去年11月，殼牌集團收購了歐洲最大的沼氣生產(chǎn)商自然資源公司（Nature Energy），殼牌已是全球最大的生物燃料生產(chǎn)商和貿(mào)易商。

中國的石油公司也在積極布局生物能源。中石化集團的生物燃料產(chǎn)能最大，其已將綠色潔凈列為公司的六大發(fā)展戰(zhàn)略之一，綠色潔凈戰(zhàn)略就包括發(fā)展生物能源。

國際能源署發(fā)布的《全球能源行業(yè)2050凈零排放路線圖》稱，凈零情景下，生物能源消費將從2020年的不到40艾焦（EJ）增加到2050年的約100艾焦，占全球總能源需求約20%。

石油公司打通生物能源商業(yè)模式的道路上，有兩大門檻需要跨過：一是原材料的持續(xù)供應(yīng)，二是成本的降低。個別生物能源產(chǎn)品已基本跨過了這兩道門檻，例如歐洲的生物柴油。

但是，隨著電動汽車的普及，生物柴油缺乏繼續(xù)增長的潛力。未來，增長潛力最大的生物能源是可持續(xù)航空燃料（Sustainable Aviation Fuel ，下稱SAF）。業(yè)內(nèi)人士預(yù)計，SAF將在五到十年內(nèi)迎來爆發(fā)式增長。

生物能源的兩大挑戰(zhàn)

在全球邁向碳中和戰(zhàn)略之前，第一代生物能源已在個別地區(qū)發(fā)展，其以農(nóng)作物生產(chǎn)燃料的技術(shù)為主，例如玉米乙醇；美國的燃料乙醇產(chǎn)量現(xiàn)居世界第一位。第二代生物能源以動物脂肪、廢舊食用油等原料生產(chǎn)的生物燃料為主；歐盟是最大的生物柴油消費地區(qū)。第三代生物能源原材料主要來自農(nóng)林廢棄物。

無論是哪種生物能源，大規(guī)模發(fā)展的前提都是要有穩(wěn)定、持續(xù)的原材料供應(yīng)。而生物能源的原材料有極強的分散性和差異性，因此，原材料的收儲是石油公司發(fā)展生物能源的第一道坎。

道達爾計劃到2030年生物燃料年產(chǎn)能達到500萬噸，占其燃料銷售的10%—15%。司明漾表示，要擴大生物燃料的生產(chǎn)的規(guī)模，最重要的是要獲得更多的原料。不同的原料有不同的技術(shù)路徑，工廠要針對不同的原材料要調(diào)整工藝流程。當前，道達爾正在將部分煉廠轉(zhuǎn)型為生物能源煉廠。接下來，公司將努力通過和世界各地的企業(yè)合作，獲得更多數(shù)量以及更多元化的原料。

在2023年9月18日舉行的道達爾能源中國科學論壇上，中國石化集團高級專家曹東學表示，中石化現(xiàn)階段主攻的是以廢棄油脂生產(chǎn)的生物燃料，以農(nóng)林廢棄物生產(chǎn)生物燃料是下一步努力的方向。

曹東學說，根據(jù)中國油脂消費的特點，以廢棄油脂生產(chǎn)生物燃料是近期比較容易做到的，盡管也存在一些瓶頸。在京津冀地區(qū)、長三角、珠三角等地區(qū)，食用油消費量比較大，中石化就在這些地區(qū)布局了生物燃料的生產(chǎn)。

中石油集團在大慶油田建設(shè)了首個秸稈制生物天然氣中試基地，目前日產(chǎn)沼氣量2000立方米以上。之所以選擇在大慶油田建設(shè)，也是因為當?shù)氐脑牧陷^為豐富。大慶市占黑龍江省全部耕地面積的5%左右。其中，玉米種植面積達709萬畝，秸稈存量較大。

隨著生物能源規(guī)模的擴大，原材料的問題將更加凸顯。例如，某生物質(zhì)發(fā)電項目在加建二期工程之后，由于原材料的短缺，只能無奈地偶爾停工。

據(jù)中國產(chǎn)業(yè)發(fā)展促進會副秘書長兼生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)分會秘書長張大勇統(tǒng)計，中國生物質(zhì)能源化利用量將從2023年的不足5億噸，提高至2030年的7億噸。到2060年，進一步提高至17億噸。

在有了足夠的原材料之后，大規(guī)模發(fā)展生物能源還需要有政策上的支持。由于能量密度較低，與化石能源相比，生物能源開發(fā)成本一般比較高。

中國此前對生物質(zhì)發(fā)電有一定的補貼，現(xiàn)在補貼已退坡。業(yè)內(nèi)認為，應(yīng)該通過市場化的路徑解決生物能源的高成本問題。張大勇表示，相關(guān)政策設(shè)計應(yīng)體現(xiàn)生物能源的環(huán)境價值，拓寬生物能源環(huán)境價值實現(xiàn)的途徑，比如讓生物能源的減排量參與碳市場，為生物能源頒發(fā)綠色電力證書。

在生物能源消費量最高的歐洲，2022年生物燃料的總消費量大概在294億升，其中生物柴油大概為163億升。國際能源及大宗商品價格評估機構(gòu)阿格斯的數(shù)據(jù)顯示，歐洲生物燃料對普通柴油有30%—200%的溢價。

阿格斯中國首席代表高華對《財經(jīng)十一人》分析說，歐洲的最新政策要求交通運輸業(yè)到2030年溫室氣體要減排14.5%，或可再生能源在交通領(lǐng)域占比29%。如果不購買高溢價的生物燃料，交通運輸企業(yè)必須購買碳票（與碳市場的碳排放額配額類似，只針對交通領(lǐng)域的一種碳排放憑證），目前碳票價格在100歐元/噸二氧化碳以上。因此，歐洲買家愿意支付相對較高的價格來購買生物燃料。

最具潛力的生物能源：SAF

減碳最主要的路徑是電氣化，在無法電氣化的領(lǐng)域交通，以生物燃料替代化石燃料就是主力。航空領(lǐng)域基本不能實現(xiàn)電氣化。對石油巨頭來說，從生產(chǎn)化石燃料到生產(chǎn)SAF則是必須做出的轉(zhuǎn)變。

根據(jù)國際民航組織(ICAO)的預(yù)測，隨著航空業(yè)的持續(xù)發(fā)展，如果不做出額外的減排努力，國際航空業(yè)務(wù)在2020-2050年間累計產(chǎn)生的二氧化碳將占到全球同期總排放量的7%。

航空業(yè)減碳的關(guān)鍵則是要普及推廣SAF。根據(jù)國際航空運輸協(xié)會預(yù)測，航空業(yè)65%的減排都要通過SAF來實現(xiàn)。

SAF是指滿足可持續(xù)性標準的、并且原料來自生物質(zhì)（餐廚廢油、動植物油脂、植物纖維素等）或廢棄物（城市固廢、農(nóng)林廢棄物等）的航空替代燃料。

國際民航組織測算，到2025年，全球SAF需求為500萬噸，2040年將迅速增長到1.28億噸，2050年再次翻番到2.85億左右。中國市場SAF需求潛力也較大。中國商飛北京民用飛機技術(shù)研究中心副主任蔣欣表示，到2035年，中國國內(nèi)預(yù)計有4500萬噸的SAF增量需求。僅利用廢棄食用油無法滿足提煉需求，需探索供應(yīng)穩(wěn)定、成本可控的提煉方式，如從植物（蘆竹）中提取等。

歐美等發(fā)達經(jīng)濟體對SAF提供了更明確和更積極的政策支持。科爾尼全球合伙滕勇等人撰文介紹說，2021年，歐盟提出了可持續(xù)航空燃料的規(guī)定，要求至2025年，所有在歐盟機場起降的飛機須使用SAF摻混比例達到2%的航空燃料，這一比例將逐漸提高，2030年須達到5%，2050年須達到63%。美國政府通過了《可持續(xù)航空燃料法案》和《可持續(xù)天空法案》，為SAF的生產(chǎn)提供稅收減免和補貼，并為新技術(shù)開發(fā)、生產(chǎn)工藝改進和SAF供應(yīng)鏈建設(shè)等提供定向撥款。

中國目前對SAF的支持政策較少，但已經(jīng)首次提出了量化的消費目標。《“十四五”民航綠色發(fā)展專項規(guī)劃》提出，力爭到2025年，中國可持續(xù)航空燃料累計消費量達到5萬噸。

SAF被道達爾列為優(yōu)先發(fā)展的生物燃料；該司計劃到2030年使SAF產(chǎn)量達到150萬噸/年。在歐洲，道達爾已有多家SAF煉廠實現(xiàn)商業(yè)化運營，目前正在擴大產(chǎn)能。今年6月，道達爾宣布把Grandpuits工廠的SAF產(chǎn)量增加一倍，使該基地的SAF年產(chǎn)能達到28.5萬噸。

從生產(chǎn)化石燃料到生產(chǎn)SAF，石油公司不僅需要吸收新的知識技術(shù)，還需要改變其文化。司明漾表示，在轉(zhuǎn)型的過程中，公司需要不斷地學習，并且保持靈活性。同時，道達爾還面臨專注力的挑戰(zhàn)，因為SAF的技術(shù)路徑非常多，必須要在不同時刻做出最合適的選擇。

中石化集團曾于2011年9月建成亞洲第一套SAF生產(chǎn)裝置，當時是以棕櫚油和餐飲廢油為原料。2014年，中國民用航空局向中石化頒發(fā)1號生物航煤技術(shù)標準規(guī)定項目批準書。中石化生產(chǎn)的生物航煤分別于2013年、2015年、2017年，用于首次試飛、首次商業(yè)飛行和首次跨洋飛行。中石化旗下鎮(zhèn)海煉化運營有10萬噸/年SAF裝置，在國內(nèi)已建成的項目里規(guī)模最大。

北京大學能源研究院發(fā)布的《中國可持續(xù)航空燃料發(fā)展研究報告：現(xiàn)狀與展望》預(yù)計，到2025年，中國的SAF總潛在產(chǎn)能可達205萬噸/年，屆時供應(yīng)量可滿足中國當年航油總需求量的4.5%。

與其他生物能源一樣，SAF的推廣還需要政策支持。北京大學能源研究院副院長楊雷表示，支持政策要么是政府給補貼，要么是讓成本能夠順價出去，或者有合適的分擔機制，比如在機票中體現(xiàn)綠色航空燃料的費用。另外，在政策上還可以設(shè)置一些強制的標準要求。

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