來源:中國石化報(bào) 時間:2024-09-13 09:02
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根據(jù)英國能源研究院近期發(fā)布的《世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2024》,生物燃料在全球能源市場中繼續(xù)發(fā)揮重要作用,自2022年以來,生物燃料產(chǎn)量增長了17%以上。在全球脫碳進(jìn)程加速的背景下,生物燃料因其可再生性和環(huán)境友好性,正日益受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注與重視。
● 黃 寧 孟憲玲 馬曉丹
根據(jù)英國能源研究院(EI)近期發(fā)布的《世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒2024》,生物燃料在全球能源市場中繼續(xù)發(fā)揮重要作用,自2022年以來,生物燃料產(chǎn)量增長了17%以上。在全球氣候變化的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)下,能源結(jié)構(gòu)的低碳轉(zhuǎn)型已成為各國政府和國際社會的共識。國際民航組織(ICAO)提出到2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放,國際海事組織(IMO)也計(jì)劃在2050年前后達(dá)到凈零排放。在全球脫碳進(jìn)程加速的背景下,生物燃料因其可再生性和環(huán)境友好性,正日益受到全球范圍內(nèi)的關(guān)注與重視。
生物燃料是指利用動植物中的有機(jī)質(zhì)生產(chǎn)的液體、氣體或固體燃料,包括生物乙醇、生物柴油、生物航煤、生物甲醇、生物甲烷等。早期生物燃料主要用于汽車、發(fā)電、熱力等用途,隨著碳減排進(jìn)程的推進(jìn),生物燃料在航空、海運(yùn)等重排放領(lǐng)域正逐步展現(xiàn)其不可替代的價(jià)值。
政策體系逐步構(gòu)建
生物燃料的發(fā)展離不開政策的支持與推動。多國政府和國際組織已出臺相關(guān)政策,鼓勵生物燃料的生產(chǎn)和使用。美國是全球最大的生物燃料市場之一,每年對各類生物燃料制定強(qiáng)制混配目標(biāo),并配套稅收減免政策和懲罰措施,以確保生物燃料在交通領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用。歐盟作為全球生物燃料政策最為積極的地區(qū)之一,要求到2030年,各成員國在運(yùn)輸能源最終消費(fèi)中可再生能源的份額至少為29%或溫室氣體減排14.5%。歐盟還先后建立了生物燃料聯(lián)盟數(shù)據(jù)庫、針對生物燃料的可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)等。印度尼西亞將交通運(yùn)輸領(lǐng)域的生物柴油添加比例提升至30%,并給予大量補(bǔ)貼,成為目前全球添加生物柴油比例最高的國家之一。
在全球碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo)要求下,ICAO和IMO將繼續(xù)推進(jìn)航空、海運(yùn)的綠色低碳發(fā)展,在其提出凈零排放目標(biāo)后,更多具體的政策措施、標(biāo)準(zhǔn)要求將落地實(shí)施,這將為生物燃料的發(fā)展提供更多切實(shí)可行的支持。各國政府也將繼續(xù)支持生物燃料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,通過更加完善的立法、低碳市場機(jī)制、財(cái)稅政策等手段,鼓勵包括生物燃料在內(nèi)的多種低碳清潔能源的生產(chǎn)和使用。
市場規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大
在政策驅(qū)動下,全球生物燃料消費(fèi)穩(wěn)步增長。據(jù)國際能源署(IEA)報(bào)道,2017至2022年交通運(yùn)輸領(lǐng)域生物燃料的全球年消費(fèi)量增長了近300億升,達(dá)到1600億升/年以上,當(dāng)前消費(fèi)以生物乙醇和生物柴油為主,但生物航煤消費(fèi)增長迅速,全球消費(fèi)量從2016年的6000多噸增長至2023年的50萬噸左右。生物燃料的產(chǎn)銷地區(qū)主要集中在美洲的美國和巴西,亞洲的印度尼西亞、中國和印度以及歐盟的德國、法國等地。美國和巴西是全球最大的生物乙醇生產(chǎn)國,兩國產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的近80%。印度尼西亞為全球生物柴油第一大生產(chǎn)國,產(chǎn)量占比約為17%。
未來,隨著全球?qū)稍偕茉葱枨蟮牟粩嘣黾?,生物燃料市場?guī)模將持續(xù)擴(kuò)大。特別是在ICAO和IMO的凈零排放要求下,海運(yùn)和航空業(yè)對生物燃料的需求將顯著增加。據(jù)國際航空運(yùn)輸協(xié)會分析,到2050年,65%的航空業(yè)碳減排將通過使用可持續(xù)航空燃料來實(shí)現(xiàn)。IEA預(yù)測,2023至2028年間,生物燃料需求將至少增加380億升,達(dá)到2000億升/年,對交通運(yùn)輸領(lǐng)域化石燃料的替代將達(dá)到約240萬桶油當(dāng)量/天,但要實(shí)現(xiàn)2050年凈零排放的目標(biāo),生物燃料的新增需求還應(yīng)增加到基準(zhǔn)預(yù)測值的6倍以上。
新興技術(shù)不斷涌現(xiàn)
當(dāng)前生物柴油、生物乙醇、生物航煤等均已有商業(yè)化路線。為了適應(yīng)不斷擴(kuò)大的生物燃料市場,更加高效、綠色、低成本、多原料途徑的生產(chǎn)技術(shù)正在被研發(fā)。
第一代生物柴油以酯化反應(yīng)為核心,產(chǎn)品酯基生物柴油需要與石油基生物柴油摻混使用;第二代生物柴油以加氫反應(yīng)為核心,無須摻混使用。目前第一代和第二代生物柴油均為成熟生產(chǎn)工藝。未來第三代技術(shù)將克服油脂原料限制,通過生物質(zhì)氣化熱解等工藝生產(chǎn)。當(dāng)前糧食乙醇和木薯乙醇均采用發(fā)酵法,生產(chǎn)工藝成熟;而以農(nóng)林廢棄物為主要原料的纖維素乙醇,需要酶解糖化,關(guān)鍵技術(shù)正在突破;未來生物合成氣乙醇技術(shù)以及微藻乙醇也有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。目前生物航煤雖然有多條生產(chǎn)路線,但酯類和脂肪酸類加氫工藝是唯一實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的成熟路線,費(fèi)托合成工藝、醇噴合成工藝有望逐漸走出示范階段進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營。生物甲醇生產(chǎn)工藝主要包括生物質(zhì)氣化制甲醇和生物質(zhì)發(fā)酵制甲烷制甲醇,相關(guān)工藝均在示范階段。
與技術(shù)發(fā)展相配套的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作也在開展,例如,目前已通過美國材料與試驗(yàn)學(xué)會認(rèn)證的可持續(xù)航空燃料(含生物航煤)技術(shù)路線已有11條,而以綠電綠氫、廢塑料為原料的工藝研發(fā)和認(rèn)證也在推進(jìn)中。在ICAO、IMO等國際組織和有關(guān)國家推動下,受到全球廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)體系將更加完善,給生物航煤、生物甲醇等新興生物燃料帶來更加規(guī)范的發(fā)展指引。
降低成本是重中之重
目前,生物燃料的生產(chǎn)成本較高,價(jià)格競爭力仍有提升空間,尤其是在交通運(yùn)輸領(lǐng)域,生物燃料與化石燃料的成本差距較大,影響了其大規(guī)模推廣和應(yīng)用?,F(xiàn)在西北歐加氫處理生物柴油的平均價(jià)格約為其替代的化石柴油價(jià)格的2倍,已商業(yè)化的生物航煤價(jià)格為傳統(tǒng)航煤的2~5倍。另外,生物燃料的低碳效益如何量化,不同國家及地區(qū)的考量仍有較大差異。在碳減排履約成本較低的領(lǐng)域及地區(qū),行業(yè)使用生物燃料的積極性有待提高。
未來,隨著技術(shù)進(jìn)步和規(guī)?;a(chǎn)的推進(jìn),預(yù)計(jì)生物燃料的生產(chǎn)成本將逐步降低。同時為了推動生物燃料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,各國政府將繼續(xù)予以政策扶持,提供更多降低生產(chǎn)成本的有力政策,提高其市場競爭力;建立更加完善的碳交易市場,實(shí)現(xiàn)對生物燃料環(huán)境效益的認(rèn)可和價(jià)值化。
綜合來看,若未來生物燃料產(chǎn)業(yè)相關(guān)政策能持續(xù)有效推進(jìn),生物燃料產(chǎn)品市場需求將呈現(xiàn)良好的發(fā)展態(tài)勢,與此同時,科技的持續(xù)進(jìn)步以及生產(chǎn)規(guī)模的提升將對提高生物燃料經(jīng)濟(jì)性和市場競爭力發(fā)揮重要作用,生物燃料產(chǎn)業(yè)將迎來更加廣闊的發(fā)展前景。
(作者單位:中國石化經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院)
我國企業(yè)應(yīng)加快推進(jìn)生物燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展
● 馬曉丹 孟憲玲 黃 寧
碳中和目標(biāo)下,能源消費(fèi)將加速向綠色低碳轉(zhuǎn)型。據(jù)國際能源署預(yù)測,到2028年全球生物燃料的總需求將達(dá)到約2000億升。歐美的生物燃料生產(chǎn)企業(yè)在產(chǎn)業(yè)政策的支持下,持續(xù)推進(jìn)生物燃料產(chǎn)能布局,新興技術(shù)不斷出現(xiàn),相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和認(rèn)證體系也逐步完善。我國生物燃料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)把握能源革命帶來的機(jī)遇,加大結(jié)構(gòu)調(diào)整、科技創(chuàng)新、合資合作力度,加快推進(jìn)生物燃料行業(yè)發(fā)展。
首先,我國企業(yè)可根據(jù)全球生物燃料市場發(fā)展趨勢,適時開展產(chǎn)業(yè)方向結(jié)構(gòu)調(diào)整。一般來說,生物燃料主要包括燃料乙醇、生物柴油、生物航煤、生物甲醇、生物天然氣等。2022年全球生物燃料總產(chǎn)量約為6.99億噸油當(dāng)量,以燃料乙醇和生物柴油為主,隨著汽柴油產(chǎn)品消費(fèi)的逐漸達(dá)峰及其替代動力燃料的發(fā)展,預(yù)計(jì)未來燃料乙醇和車用生物柴油需求將趨于穩(wěn)定或呈現(xiàn)下降趨勢。與此同時,隨著歐盟碳排放交易體系覆蓋范圍的不斷擴(kuò)大以及國際民航組織對航空業(yè)碳減排進(jìn)入強(qiáng)制階段,預(yù)計(jì)生物航煤和綠色船用燃料需求將顯著提升。我國企業(yè)可結(jié)合自身特點(diǎn)適時開展裝置和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整,以更好地滿足市場需求。近期主要以生物柴油和燃料乙醇為主,未來可側(cè)重發(fā)展生物航煤和生物甲醇等航空和航運(yùn)領(lǐng)域燃料。
其次,我國企業(yè)應(yīng)密切關(guān)注國內(nèi)產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)展,積極建言獻(xiàn)策,支持行業(yè)健康發(fā)展。從全球來看,生物燃料發(fā)展整體帶有顯著的“政策驅(qū)動”屬性。歐美等國家和地區(qū)通過制定可再生能源發(fā)展整體路線圖、出臺相關(guān)法規(guī)和財(cái)稅支持政策,不斷構(gòu)建和完善其政策支持體系,促進(jìn)生物燃料市場供需兩側(cè)率先發(fā)展。我國也應(yīng)加大針對生物航煤、生物甲醇等先進(jìn)生物燃料發(fā)展的政策性鼓勵力度。建議相關(guān)企業(yè)密切關(guān)注國內(nèi)產(chǎn)業(yè)政策進(jìn)展,在政策建設(shè)方面積極建言獻(xiàn)策,支持行業(yè)健康發(fā)展。
再次,我國生物燃料生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)充分發(fā)揮科技創(chuàng)新主力軍作用,加強(qiáng)研發(fā)投入,做好技術(shù)儲備,積極參與標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。當(dāng)前生物燃料技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)多元化特征,國際上正在持續(xù)進(jìn)行新技術(shù)路線的研發(fā)及認(rèn)證工作。我國企業(yè)需進(jìn)一步加強(qiáng)生物燃料領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā),推進(jìn)我國技術(shù)自主可控與多元化發(fā)展;同時,積極參與可持續(xù)等標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證體系建設(shè),建設(shè)我國自主的可持續(xù)認(rèn)證體系,并開展國際互認(rèn),改變我國生物燃料可持續(xù)認(rèn)證受制于人的現(xiàn)狀。
另外,各企業(yè)需擴(kuò)大合資合作,多角度降低成本,提高產(chǎn)業(yè)鏈競爭力。當(dāng)前全球生物燃料發(fā)展受全產(chǎn)業(yè)鏈多種因素影響和制約,建議原料供應(yīng)、產(chǎn)品生產(chǎn)和銷售等上下游各企業(yè)加強(qiáng)合資合作,組建多元化的產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,充分發(fā)揮各方優(yōu)勢,從原料保供、技術(shù)進(jìn)步、就近加注等多角度降低成本、分擔(dān)風(fēng)險(xiǎn),提高產(chǎn)業(yè)鏈競爭力。
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