【银河专题】生柴消费新的增长点之初识SAF

2024-07-03 09:46:35 来源: 银河期货

  一、航空业碳减排提上日程,SAF为有效途径

  随着去年印尼鹰航空公司的飞机多次进行可持续航空燃料(SAF)的地面和飞行测试,以及近期国产C919完成首次加注SAF等,SAF再次走进了大家的视线。说到SAF就不得不说起国际航空业的净零排放目标,国际航空运输协会在2021年10月批准全球航空运输业于2050年实现净零碳排放的决议。目前航空运输业的二氧化碳排放量大约占全球温室气体排放量的2-3%——每年约7-9亿吨,虽然占比不算大,但该行业的碳排放总量和占比均呈现出逐年增长的趋势。国际民航组织此前测算,若航空业不实施减排措施,那么到2050年该行业碳排放量占全球碳排放总量的比重或将增至25%,因此国际航空业将减排逐渐提上日程。

  航空业实现脱碳目标的方法有很多种,比如使用可持续航空燃料、研发新飞机技术、使用电池氢能等新型动力系统、进行碳抵消以及提高运营和技术设施等等,然而从可替代的能源选择上、新飞机设计的技术、基建设施改造的成本价格等方面来看,航空业都是全球公认的“难减排”的行业之一。综合考虑之下,SAF成为目前最为可行和主要的减排手段。

  那么什么是SAF?目前商业航空中最常用的飞机燃料是航空煤油,SAF即可持续航空燃料,简单的来说就是一种可以替代航空煤油的生物燃料,相较化石燃料可以减少更多的碳排放。SAF可以分为生物航煤和可持续航空合成燃料两种主要类型。而SAF与航空煤油的关系类似于生物柴油与柴油、生物乙醇与汽油的关系,需要与传统的航空煤油进行一定比例的掺混使用。

  二、SAF的生产原料丰富,酯类加氢工艺(HEFA)最为成熟

  目前SAF主要以废弃食用油脂、农作物废弃物、木质纤维素和城市固体废弃物等为生产原料。不同的生产原料用到的生产工艺不同,能减少的碳排放量也不同。在众多生产工艺中市场关注度较多的有四种:加氢酯和脂肪酸(HEFA)、酒精转燃油(ATJ)、费舍尔-特罗普斯(FT)以及电转液(PtL),其中HEFA的技术最为成熟,也是目前最具商业可行性的工艺,较化石燃料的减排量约在73%-84%。另外,PtL较化石燃料的减排量最高,可达99%,不过据悉截至2023年4月PtL工艺仍处于待批状态,尚未通过认证。

  从原料端来看现有的主要生物航煤技术转化路径可以分为油制、醇制、糖制、气制等。由于目前HEFA技术是SAF中最成熟、最广泛也是最能实现商业化的方式,因此我们在此着重来看该技术的转化路径。

   HEFA工艺简单来说可以分为三步,首先是将动植物油、废弃油脂或脂肪进行催化加氢处理,然后再通过加氢裂化或进一步异构转化成烃基生物柴油,最后通过分馏等方式得到生物航煤。那么一代生柴、二代生柴和SAF有什么联系呢?从HEFA的技术工艺可以看出,前两步两段加氢的过程其实是生产HVO(二代生柴)的过程。

   HEFA工艺在技术成熟度和商业化上有着其他工艺不好比拟的优势,比如短期内技术成熟度最高,能效处于偏高水平等。另外,Thushara Kandaramath Hari等人通过研究认为HEFA技术生产的SAF在性能上有着高热稳定性、良好的冷流性、高十六烷值和低尾气排放等优点。与此同时,HEFA由于以动植物油和废弃油脂作为原料,因此原料来源存在一定的问题,原料的价格波动也较大,有一定的季节性,产能也容易受限,而且减排量不如其他几个工艺高。但是综合考虑之下,HEFA工艺在短期是最好的选择。

  三、主要国家及航空公司SAF政策目标梳理

  目前要求强制掺混SAF的国家主要是欧盟,若利益相关方未完成设定的目标值将会对其进行罚款。2023年10月欧盟立法规定从2025年起所有从欧盟机场起飞的航班,无论其目的地是在欧盟内部还是外部,SAF占航空煤油的比例需达到2%,到2030年这一占比升到6%,到2035年占比需达20%,到2050年占比增至70%。其中法国在2022年推出1%的SAF强制掺混目标,之后要求从2024年起上调掺混目标至1.5%,并要求2025年上调至2%;挪威方面,自2020年起SAF比例强制掺混比例在0.5%,24年保持这一比例不变。

  英国方面,将于2025年1月1日起实施SAF掺混指令,要求自2025年起SAF在英国的航空燃料中的掺混比例应达到2%,2030年应达到10%。

  巴西方面,巴西未来法案倡议通过使用SAF为航空业设定明确的减排目标,从2027年的1%的掺混目标开始,到2037年达到10%。

  美国在SAF上并未作出强制性掺混要求,而是从法律层面明确了对SAF的补贴等政策支持。美国2022年通货膨胀法案扩大了生物柴油和SAF的税收抵免,该法案对使用特定SAF的航司提供1.25~1.75美元/加仑的退税优惠。另外,美国也设定了到2030年生产30亿加仑的SAF目标。

  印尼方面,目前印尼也并未提出SAF掺混目标,但此前印尼鹰航已经进行了SAF掺混的试飞,该航空公司使用的SAF由精炼棕榈油制成,后期也将在商业航班上正式使用SAF。另外,印尼政府计划在9月召开的“巴厘岛国际航空展”上宣布与SAF路线图相关的总统条例,该部署将包括3大核心要素:需求,供应(原材料)和应用(SAF销售)。

  印度方面,印度国家生物燃料协调委员会制定了2027年SAF掺混目标达到1%,但不具有约束性。

  日本方面,日本提出了2030年SAF掺混率达到10%的目标,与此同时日本经济产业省计划推出SAF强制掺混令,要求到2030年供应商生产的SAF需占其总产量的比重至少达到10%。

  中国方面,我国作为全球第二大航空市场,航空燃料使用量约占全球的11%,目前民航方面暂未提出SAF相关的使用政策,但近日国泰航空与新加坡航空签署协议将在亚太地区使用SAF,国泰航空承诺到2030年SAF使用量占比至少到10%,实际上国内多家航空公司近几年已经开始尝试使用SAF。

  除了中国航空公司已经在使用SAF外,国外众多航空公司也在增加SAF的使用。其中美联航将其SAF的掺混目标定在2030年达到5%,法荷航因法国强制掺混目标影响目前大概在1.5%,到2030年这一掺混比例将达到10%;汉莎航空也在增加SAF的使用,计划2024-2030年间承购180万吨的SAF,新加坡航空也计划到2030年将SAF占比提高到5%。

  四、总结

  随着各国碳减排的要求逐渐提上日程,而SAF成为目前最为可行和主要的减排手段。目前SAF主要以废弃食用油脂、农作物废弃物、木质纤维素和城市固体废弃物等为生产原料。在众多生产工艺中市场关注度较多的有四种:加氢酯和脂肪酸(HEFA)、酒精转燃油(ATJ)、费舍尔-特罗普斯(FT)以及电转液(PtL),其中HEFA的技术最为成熟,也是目前最具商业可行性的工艺。

  目前多个国家对SAF的掺混等进行了要求,其中要求强制掺混SAF的国家主要是欧盟,欧盟立法规定从2025年起SAF占航空煤油的比例需达到2%,美国在SAF上并未作出强制性掺混要求,而是从法律层面明确了对SAF的补贴等政策支持。美国2022年通货膨胀法案扩大了生物柴油和SAF的税收抵免。另外,国内外众多航空公司也在增加SAF的使用并制定SAF掺混目标。

  后期我们将对SAF的供需等问题进行分析,敬请期待。。。

  刘倩楠

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