在实现碳排放目标中扮演着越来越关键的角色

随着国际海事组织（IMO）于2018年提出温室气体减排战略和2020年短期减排措施，生物船燃的发展逐渐成为航运行业绿色转型的焦点。包括生物海运燃油（生物船燃）在内的生物燃料，在实现碳排放目标中扮演着越来越关键的角色，成为推动航运行业向更环保方向发展的重要推动力。虽然，生物船燃在其发展过程中也面临着诸多技术挑战，尤其是在可持续性和生产技术方面的问题，但随着碳税体系的建立，这种新型燃料规模化应用逐渐面向更广泛市场。未来生物船燃将成为航运业可持续发展的重要方向之一，为全球航运行业迈向更环保、可持续的未来提供了新的可能性。

[全球各国或组织的相关政策支持]

IMO作为国际航运政策的制定者，其会议不仅是行业关注的焦点，更是决定未来海运规范的关键场合。2018年4月，IMO海洋环境保护委员会第72届会议通过了《船舶温室气体减排初步战略》，旨在尽快减少船舶温室气体（GHG）排放。根据该战略，到2030年，每项运输工作的二氧化碳排放量至少减少40%，力争到2050年比2008年减少70%。同时，其绝对目标是到2050年将国际航运业的温室气体排放量至少降至2008年的一半，即减少至5亿吨二氧化碳当量，并在21世纪内实现船运行业的温室气体零排放。全球航运业正在全面进行绿色化变革。

实际上，为了落实《巴黎协定》，全球各国或组织也纷纷对生物船燃领域颁布了相关政策支持。其中欧盟在此方面行动较早，推出了一系列措施确保燃油减碳的绿色目标。通过实施《可再生能源指令》（RED II），欧盟为会员国设定了到2030年使用至少32%的可再生能源。同时，正在推动减少传统船用燃油使用，并且鼓励使用生物燃料。此外，通过“Fit for 55”计划，欧盟希望到2030年将温室气体排放量减少至少55%，这也加大了对生物燃料的支持。

而在北美地区，美国环保局（EPA）实施的可再生燃料标准计划（Renewable Fuel Standard，RFS）要求在交通燃料中混入一定比例的可再生燃料，包括生物柴油和其他非石化燃料。一些亚太国家，如日本和新加坡，也在积极推动绿色航运，并探讨生物燃料使用政策的制定。新加坡作为全球最大的船用燃料供应港之一，已经在测试生物燃料混合物，并寻求制定相应的标准。

[在实现碳排放目标中的关键作用]

生物燃料在推动航运绿色转型中的灵活性较强，并且随着全球推行绿色燃油的法规，航运业正日益增加生物燃料的应用。从技术角度看，生物燃料可以作为船舶的唯一燃料使用，或与传统化石燃料混合使用，而无需对现有发动机进行改造。特别是生物甲醇和生物液化天然气，它们与化石燃料性质类似，只要船只安装了适当的设备，就可以无需大规模改造和资本投资实现碳减排。

从减排角度来看，生物燃料，包括生物甲烷、生物甲醇和生物燃料油等形式，在航运领域达到绿色航运目标能效较高。相比传统的化石燃料，生物燃料的主要优势是在其整个生命周期内，能够显著降低温室气体的排放。生物燃料的生产过程涵盖原料的种植、收获、转运、加工和最终燃烧。在这个周期中，生物质原料如作物或藻类在生长阶段会通过光合作用吸收大量的二氧化碳，这个吸收的二氧化碳量几乎等于生物燃料在使用时所释放的量，因此，理论上它们的净碳排放接近零，或比化石燃料的碳排放要低得多，这有助于对抗气候变化。

并且，生物燃料是可再生的能源，意味着它们来源于能够不断生长的物质，如植物或废弃物。这与有限的化石燃料资源形成对比，后者在燃烧后将二氧化碳从地下释放到大气中，是增加大气中新碳的主要来源。根据Statista的统计口径，2000年至2021年全球生物燃料日产量从18.7万桶油当量增长至174.7万桶油当量。

生物燃料产量的大幅增长离不开全球各国相关政策的推动与支持。从生产工艺来看，生物燃料按来源和制作工艺分为第一代、第二代和第三代。第一代生物燃料主要来自作物如淀粉、玉米、甘蔗、小麦以及动植物脂肪，用以生产生物乙醇等。第二代生物燃料，则是由木材、有机废弃物、食物残渣等非食品作物制成，虽然目前尚未广泛商业化生产，但在北美、欧洲、巴西、中国、印度和泰国等地的试点和示范工厂已有所研究和开发。至于第三代生物燃料，例如利用藻类，其产能是传统陆地作物如大豆的30多倍，可以用来制造各类生物燃料，包括生物柴油和生物醇类，并且前景看好。通过这些综合性能量来源和技术，生物燃料在航运业中的应用正变得日益重要，不仅对环境的影响小，而且为船只提供了灵活、经济的方式以实现全球碳排放减少的目标。

[面临的技术难题与可持续性前景]

尽管生物燃料作为一种可再生能源在能源转型中扮演着重要的角色，然而，其发展仍然面临一系列技术挑战。在当前阶段，我们迎来了第二代和第三代生物燃料的兴起，但与此同时，生产效率的提升、原料可持续性的确保、成本的降低等方面仍然是亟待解决的问题。

一是提升生物燃料生产效率仍然是重要挑战，尤其是在第二代和第三代生物燃料领域。关键目标在于提高原料的转化率，并优化发酵或热化学过程的效能。为实现这一目标，必须改进生物质的预处理方法，优化发酵条件，并进行热化学转化过程的精细调节。这些努力将有助于提高整体生产链的效率，使生物燃料的制备更为经济和可持续性。

二是生物燃料的制备涉及大量生物质原料，确保这些原料的可持续供应面临巨大挑战。由于食物和材料制造等竞争性用途可能对原料的可用性造成影响，因此，寻找新的非竞争性原料来源以及提升现有原料的可持续性成为至关重要的挑战。在这一背景下，努力实现可持续的生物质采集和利用，有助于缓解资源竞争压力，为生物燃料产业的可持续发展奠定基础。将废弃物有效地转化为高效的生物燃料仍需克服技术上的挑战，这可能包括提高废弃物的可降解性、改进废弃物的预处理技术，以及优化废弃物的发酵或热化学转化过程。解决这些技术难题将为废弃物的可持续再利用提供更广泛的机会，不仅有助于废弃物管理，还为生物燃料产业的发展创造更为环保和经济可行的解决方案。

三是生物燃料的生产过程相对复杂，生产成本相对较高。生物燃料的制备牵涉到一系列复杂的程序，例如原料处理、发酵或热化学转化，以及最后的产品提取。这些程序的成功整合和协同运作是一项技术上的挑战，需要工程学、生物学和化学等多个领域的交叉合作。要达到高效、可持续的生产，需要不同专业领域的专家共同努力，以优化生产流程和提高生物燃料的产量和质量。

从成本端看，主要涉及生产过程中的能源消耗、催化剂的使用、原料采购以及后处理等多个方面。在推动生物燃料商业化的过程中，降低生产成本成为至关重要的因素。因此，优化生产流程、提高能源效率、采用更经济实惠的催化剂以及寻求成本效益更高的原料采购策略，都将为生物燃料产业的可持续发展提供实质性支持。Argus的数据显示，高级脂肪酸甲酯（Fame）和VLSFO的混合物B30，以及用过的食用油甲酯（Ucome）和VLSFO的混合物B31，分别为191美元/吨和291美元/吨，高于VLSFO的平均水平。

四是确立和推广生物燃料标准是确保生产可持续性、品质和一致性的关键。标准化不仅有助于提升生物燃料在市场上的认可度，同时还降低了使用过程中可能出现的技术障碍。通过建立明确的规范和指导原则，生物燃料行业能够更有效地满足全球需求，并在不同地区和应用中实现更一致的性能和质量标准，从而为其可持续发展奠定基础。全球科研、工业和政府的协同努力是解决这些技术挑战的必要条件。随着技术的不断进步和投资的增加，未来生物燃料的生产效率有望提高，成本将下降，从而增强其竞争力和可持续性。这共同的努力将为生物燃料行业创造更为有利的发展环境，推动其成为能源转型中的关键参与者。

[碳税体系的影响与未来市场方向]

由于欧盟的严格环保政策以及2024年即将开始生效的欧盟碳税交易体系，2022年鹿特丹的生物燃油销量是新加坡的三倍。具体而言，2022年鹿特丹的生物燃油销售量达到78万吨，按照30%的比例计算，相当于23万吨纯生物柴油；而新加坡的生物燃油销售量为14万吨，按照30%比例计算，相当于4.2万吨纯生物柴油。在欧盟严格的碳税体系下，EUA交易在2021年持续走强。按照B30生物燃油的比例计算，生物柴油部分可以相比于普通燃料油节省约85%的碳排放，即节省25.5%的碳排放。按照2024年实施的40%排放量纳入碳税计算，目前来说可以节省8美元/吨二氧化碳当量，但到2026年则预计能够节省20美元/吨二氧化碳当量。

图为鹿特丹和新加坡的生物燃料加注情况（单位：百万吨石油当量）

图为EUA结算价（单位：吨二氧化碳当量）

然而，需要注意的是，碳税只在进入欧盟地区的航程才需要支付相应排放量的碳税，并且从外部地区进入欧盟地区的航程只需要支付50%的碳税。此外，当前生物柴油的掺和比例仍处于起步阶段，普遍使用的是B30及以下掺和的生物燃油，未来期望提高掺和比例以提高经济性。另外，生物柴油的掺和作为减少碳排放的一种尝试，只能作为中间过渡方式，难以被视为真正绿色的燃料。IMO组织很可能要到2027年才会逐步开始加入碳税系统，因此生物燃油的迫切性尚未完全体现。（作者单位：广发期货）