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可持续航空燃料SAF,碳中和领域的下一个万亿级赛道机会

为实现“3060”下25%的净零碳排放目标,和全球航空业ABC(即空客、波音、中国商飞)三足鼎立的战略目标,中国也进一步加大了对可持续航空燃料SAF的投入及重视,有望孕育碳中和领域的下一个万亿级赛道机会。

自中国“3060”目标提出,新能源和碳中和领域已成为中国的支柱产业,孕育出多个万亿级别的投资机会。

航空业是公认的“难减排”行业,但全球航空业已制定2050年实现净零排放目标,可持续航空燃料SAF被认为是最重要的措施,国际航空运输协会(IATA)规划到2050年65%的减排将通过SAF实现

中国作为全球第二大航空市场,年航空运输量高达4.4亿架次。为实现“3060”下25%的净零碳排放目标,和全球航空业ABC(即空客、波音、中国商飞)三足鼎立的战略目标,中国也进一步加大了对可持续航空燃料SAF的投入及重视,有望孕育碳中和领域的下一个万亿级赛道机会

本文核心观点

·SAF是解决航空碳排最有效的手段:SAF在整个生命周期比传统航空燃油的碳排放量减少80%以上,是全球公认未来30年航空业最有效的减排方案

·SAF万亿级市场空间亟待爆发:2050年全球SAF需求量高达35,800万吨,对应市场规模超7万亿人民币;目前SAF处于全球供给紧缺,2025年供给缺口近千亿人民币

·HEFA是生产SAF的综合最 优路线:短期来看,HEFA是唯 一实现商业化的成熟路线;长期来看,HEFA的应用成熟度和产品经济性依然最 优,将作为SAF长期的基础产能

·中国具备HEFA制SAF的战略性机会:HEFA通过废弃餐油加工制造,中国是全球废弃餐油的主要生产国,原材料资源禀赋将决定国家的强势产业

·SAF赛道的3大关键成功要素:原料资源,原料处理能力和SAF出品率

航空降碳迫在眉睫,SAF是结局航空碳排最有效的手段

针对《巴黎协议》全球平均气温较前工业化时期上升幅度控制在2℃内,努力将温度上升幅度限制在1.5℃内的目标,国际民用航空组织(ICAO)和国际航空运输协会(IATA)承诺在2050年实现全球航空业净零排放。但航空领域是公认的“难减排”行业,主要是实施措施有限:

1. 碳抵消等方案:主要解决航空活动自身无法完全消除的碳排放,但无法实现自主减排从根本解决问题

2. 更高效的运营和基础设施优化:如改进飞机设计和运营来减少燃料消耗,或机场使用低排放技术车辆等措施,但非飞行活动碳排占比较低,且方案实施复杂、无法有效量化碳排

3. 使用电动、氢能等新技术:需要放弃现有航空基础,重新开发设计飞机和基础设施,技术、安全等问题需长期攻克,且飞行距离无法满足民航需求

上述措施均存在各种局限性,并且航空领域主要的碳排来源是航空燃油,占比高达79%,想要解决航空碳排问题,就必须从燃油着手。可持续航空燃料SAF被提出:

可持续航空燃料SAF是一种可直接使用的生物燃料,其特性与传统航空燃料相似,都属于煤油型燃油,可以与现有航空燃油进行掺混或者100%使用。因为其以各类可持续、重复获得的原材料进行生产,如使用废弃食用油脂、农/林业废弃物、城市固体废弃物等经过化学反应生成,或通过直接空气碳捕获技术合成,使得SAF在整个生命周期比传统航空燃油的碳排放量减少80%以上,是全球公认未来30年航空业最有效的减排方案

1、可直接使用,无需改变飞机的机型设计和现有基础设施

2、技术和生产工艺成熟,多个100%使用SAF的航班已经试飞成功

3、即用性强,可立即开展应用实现降碳,效果好且可量化

这些优势使得SAF具备强大的商业可行性,根据国际航空运输协会(IATA),到2050年65% 的减排将通过使用SAF来实现。

SAF万亿级市场空间亟待爆发

根据国际航空运输协会(IATA)规划的SAF发展目标,SAF需求量将从2020年的5万吨, 增长到2025年的630万吨,再到2050年的35,800万吨,对应2050年市场规模超过7万亿人民币。

然而,SAF目前处于全球供给紧缺。自2020年起,全球主要SAF厂商加速产能布局,虽然供应量年均翻倍增长,但2024年预计全球供给能力仅150万吨,与2025年全球630万吨市场需求还有近500万吨缺口,对应市场规模近1000亿人民币,将带来巨大的机会

针对航空降碳的急迫性和对SAF的巨大使用需求,全球主要国家均出台积极的政策:

1. 美国:美国能源部、交通部、农业部与美国环境保护局等发布,2030年SAF使用量达到30亿加仑/年(约900万吨),2050年350亿加仑(约10581万吨);为 SAF 项目提供总计43亿美元的资助;《减少通胀法案》给予使用特定SAF的航司1.25-1.75美元/加仑的退税优惠等政策

2. 欧盟:《ReFuelEU航空法规》强制2025年2%,2030年6%,2050年70%的SAF添加量;从航空碳排放交易体系(ETS)中支取16亿欧元用于补贴航司的SAF应用;取消对航空化石燃料的免税政策以加速传统化石燃料的淘汰,鼓励使用可持续航空燃料等政策

3. 中国:《“十四五”民航绿色发展专项规划》,到2025年SAF累计消费量5万吨。

虽然目前中国政府在SAF的消费并非强制性,但中国作为国际民用航空组织(ICAO)成员国,需要遵循国际航空业碳抵消与削减机制(CORSIA)计划,从2027年起强制添加2%的SAF。此外,一系列支持政策陆续出台:2023年7月民航局适航审定司《航空替代燃料可持续性要求(征求意见稿)》发布,2024年7月民航二所可持续航空燃料发展研究中心正式揭牌成立。

SAF技术路径明确,HEFA是综合最 优路线

航空领域在产品质量和安全标准上要求高,SAF产品要通过美国材料与试验协会(ASTM)标准认证,则可以与目前的化石航空燃料直接进行掺混。截至2021年10月,被美国材料与试验协会(ASTM)标准认定的SAF生产技术路线一共有9条,目前航空业公认4种技术路线最 具发展前景:包括酯类和脂肪酸类加氢工艺(HEFA)、醇喷合成工艺(AtJ)、费托合成工艺(FT或G+FT),以及一条尚未被其认定的电转液工艺(PtL)。

1、脂肪酸类加氢工艺(HEFA)

将动植物油、废油或脂肪通过使用氢气(氢化)加工提炼成SAF,一般包括加氢脱氧、异构化、裂化和分馏等流程。适用于HEFA的原料较多,主要以油脂为主,包括动物油、植物油、废弃餐油等,但利用非废弃油脂生产SAF存在与人争粮等问题。该技术路线原料来源丰富且技术成熟,是全球范围内主要的生产路线,中国已经投产和预计投产的项目也均采用该路线

2、醇喷合成工艺(AtJ)

将糖和淀粉类原料通过发酵产生醇类物质,再通过脱水、低聚、加氢转化以及蒸馏转化为SAF。原料来源有多种获取途径,如玉米、甘蔗等农作物以及农林废弃物等,但在不同国家原料可获得性存在较大差异,如在美国和巴西,农作物原料较丰富,而在中国此类原料的可用量则有限。

3、费托合成工艺(FT或G+FT)

将含碳材料以合成气的形式分解为不同的单元构建,再组合成 SAF。合成气一般是通过气化生物质,如农林废弃物、城市有机固体废物等。费托合成工艺本身比较成熟,最初是应用于将煤炭和天然气等化石原料转为液体燃料等煤制油项目,而SAF产品要求原料不能是化石原料而应是生物质、城市固体废物等,相关技术还需要突破。

4、电转液工艺(PtL)-尚未批准

采用空气碳捕捉和电解水制氢技术,合成转化为SAF。电转液技术目前还处于起步阶段,尚未包含在ASTM认证体系中,但因为其原料的理论资源无限量,可通过光伏和风能为电解水过程提供电力,同时对从各类途径铺集来的CO2加以利用,也是一个具有潜力的工艺路线。

目前HEFA是唯 一实现商业化的成熟路线,醇喷和费托法处于示范项目阶段,电转液还处在研发试验阶段。同时,HEFA被认为是2030年前最主要的工艺路线,IATA预计约85%的SAF项目会使用此工艺制造。长期来看,当SAF市场需求量超过HEFA的潜在供应量时,醇喷和费托法等新技术将作为补充进入到商业化阶段,但从应用成熟度和产品经济性角度HEFA依然最 优,将作为SAF长期的基础产能。

全球废弃餐油看中国,

中国具备HEFA制SAF的战略性机会

纵观全球生物能源的发展,原材料资源禀赋决定了国家的强势产业。例如巴西85%的汽车使用生物乙醇作为燃料,是全球最 大的生物乙醇生产国和消费国之一,这源于巴西自17世纪起作为甘蔗种植园后,一直是全球最 大的甘蔗产地,因而造就了其成为甘蔗制乙醇的主要国家。

SAF作为生物能源的一种,不论是HEFA、醇喷还是费托法工艺均需依赖原材料资源。得益于独特的饮食结构,中国是全球废弃餐油的主要生产国,并建立了广泛的收集渠道,使得中国具备HEFA工艺的战略性机会

目前中国废弃餐油的潜在储备量超过1200万吨,按照75%的SAF出品率,可支撑近1000万吨的SAF供应量。然而,目前中国的废弃餐油主要用于出口,2023年中国废弃餐油产量超300万吨,其中206万吨用于出口,比例高达68%,并未实现在SAF等高价值场景的经济效益。未来,随着国家“因地制宜发展新质生产力”的战略推进,以及金尚科技等国内SAF行业先行者的积极布局,中国有望成为全球SAF的主要供应国。

SAF赛道的3大关键成功要素

原料资源,原料处理能力和SAF出品率是SAF赛道的3大关键成功要素:

1、原料资源决定公司发展的底气

废弃餐油是有限资源,掌握原料资源的规模越大,公司发展的底气越足

金尚科技扎根于四川成都,卡位废弃餐油稀缺资源地,从2005年开始经营废弃餐油回收渠道,经过近20年的积累,已掌握全类型、大规模的渠道资源和精益化、规范化的渠道运营能力。通过废弃餐油处理和精加工生产的工业混合油,是SAF的原材料。公司自2013年起进行工业混合油生产,在2019年进入SAF产业链,现有产能超20万吨,是中国西部最 大、全国龙头的工业混合油生产企业

2. 原料处理能力决定SAF生产的成本

金属离子含量是工业混合油的关键指标,会影响后端生产SAF装置的使用年限和催化剂效率,直接决定了SAF的生产成本

金尚科技是全球主要SAF厂商的核心供应商,多年来其工业混合油产品性能和稳定性深受客户认可,能在低处理成本下控制金属离子含量在10ppm内(VS行业平均50ppm),并获得ISCC(国际可持续发展与碳认证)和适航认证。

3、SAF出品率决定盈利能力

SAF作为大化工行业,在大规模生产时,仅1%的出品率差异就会导致近亿元的盈利差距

得益于对工业混合油的深度理解和多年经验,结合研发团队的不懈努力,金尚科技实现了原料和成熟工艺包的高匹配度,于2023年成功完成了SAF产品中试,出品率高达75%(VS行业平均60%),并成为中国SAF三大国家标准制定参与单位。

川渝是中国废弃餐油的主要产出地,但仅用其生产工业混合油产品作为SAF原材料,一方面产业链最 大的经济价值都给了SAF厂商,另一方面基于自身技术能力和多年经验积累,金尚经过全面、深度的研判,响应国家因地制宜发展新质生产力战略,进一步延伸业务布局到终端SAF产品。

2024年5月,金尚科技启动了年产40万吨SAF的开工奠基仪式,标志着中国西部最 大的SAF项目建设拉开帷幕,也意味着中国开启了SAF的规模化生产制造,该项目投产后可实现80亿人民币产值。至此,金尚从全球SAF厂商主要供应商延展到SAF产品的生产建设,成为了行业内首家全产业链一体化布局的SAF企业

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