生物燃料已成全球能源产业角逐新赛道

  [中国石油新闻中心  2025-10-28]
  编者按：国际能源署《全球能源行业2050净零排放路线图》称，在净零排放情景下，生物能源消费将从2020年的不到40艾焦增加到2050年的约100艾焦，占全球总能源需求约20%。生物制造技术作为绿色低碳发展的重要路径，在全球范围内受重视程度不断提高。英国石油公司（bp）、道达尔、雪佛龙等公司积极开发生物基航空燃料、生物塑料单体等产品。生物燃料是生物制造技术在能源领域的重要应用，已成为国际石油公司战略布局的重点。尽管生物制造在原料适应性、过程效率方面仍面临挑战，但其赋能传统能源转型的潜力已获国际共识。本期关注生物制造领域的市场态势与产业化进程，聚焦国际石油公司在生物燃料的应用突破，并探讨发展过程中面临的瓶颈与解决路径。敬请关注。
  近期，国家能源局综合司印发《关于开展绿色液体燃料技术攻关和产业化试点工作（第一批）的通知》，旨在推动以可持续航空燃料（SAF）、可持续柴油、生物燃料乙醇、绿色甲醇、绿氨等为代表的低碳燃料发展。这一政策落地不仅展现了生物燃料在我国能源转型中的重要地位，而且与全球主要经济体的战略布局形成呼应——在净零目标指引下，生物燃料已成为全球能源产业角逐的新赛道。
  全球生物燃料战略差异化推进
  当前，全球主要经济体已将生物燃料纳入能源安全与低碳转型的核心框架，结合自身资源禀赋与产业基础，形成了各具特色的发展路径。
  欧盟以“政策扶持+技术攻坚”双轮驱动，构建生物燃料发展生态。其在《可再生能源指令》（RED?Ⅲ）中明确，到2030年，交通领域可再生能源消费占比须达到29%。其中，生物燃料扮演关键角色。欧盟委员会还要求SAF在航油中的掺混比例至2030年不低于6%。
  美国主要通过《可再生燃料标准》推动生物燃料产业发展。该计划要求炼油商每年必须在燃料供应中混合一定量的可再生燃料。2025年9月16日，美国环境保护署发布了一项提案，将根据小型炼厂豁免计划免除的生物燃料混合义务重新分配给大型炼厂，并将重新分配比例设定为50%或100%，以确保生物燃料消费量不低于既定目标。此外，美国政府还直接资助了生物燃料的技术研发。今年年初，美国能源部与环境保护署宣布投资600万美元，支持3个先进生物燃料开发项目，这些项目重点支持SAF技术的开发。
  东南亚国家凭借农业资源优势异军突起。印度尼西亚通过B35生物柴油强制掺混政策，成为全球最大的生物柴油生产与消费国之一，并积极拓展SAF领域。马来西亚聚焦棕榈仁壳等固体废弃物的能源化利用，将其作为降低燃料碳强度的核心手段。其中，马来西亚生物航油公司（Biojet?Malaysia）等企业正加快商业化进程，计划2025年后实现SAF的规模化生产。
  亚洲其他国家也在加快对生物燃料的布局。日本政府提出，到2030年，将SAF在国内航空燃料中的使用比例提高至10%；韩国也将SAF视为绿色增长的重点领域，该国的SK创新公司、现代炼油公司等企业正在积极投资建设酯及脂肪酸加氢工艺装置，抢占技术与产能先机。
  国际石油公司加快产业链布局
  面对生物燃料尤其是SAF的广阔前景，国际石油公司凭借炼化设施基础、资本实力与技术积累，纷纷制定差异化战略，加速渗透产业链各环节。
  壳牌计划到2030年实现SAF年产量超过200万吨。该公司计划将位于路易斯安那州的炼油厂改造为生产SAF和可再生柴油的设施。在市场合作方面，壳牌已与多家航空公司和机场建立了合作关系。例如，与日本航空公司签署协议，从2025年起，为其在洛杉矶的飞机加注SAF；与卡塔尔航空签订协议，在阿姆斯特丹史基浦机场供应3000吨SAF。
  道达尔能源积极推进炼厂转型。将格兰德普伊特炼厂改造成生物炼厂，确保SAF年产能达到28.5万吨；将拉梅德炼油厂改造为生物炼油厂，每年可生产50万吨氢化植物油生物燃料。
  生物能源业务是英国石油公司（bp）五大转型增长引擎业务之一，该公司计划到2030年将生物燃料日产量提高至10万桶/日。2022年，bp收购了美国可再生天然气公司古生能源公司（Archaea?Energy），将可再生燃料业务扩展到美国市场；同时加大对生物燃料需求稳定的国家投资力度，2024年8月，投资中国生物燃料公司连云港嘉澳，该项目设计的SAF年产能将达50万吨。
  总体而言，主要国际石油公司对生物燃料的布局呈现三大特点：改造现有炼厂以降低转型成本；通过并购快速获取技术与市场渠道；与航空公司、机场构建“原料—生产—应用”产业链，增强产业协同效应与抗风险能力。
  规模化发展仍须突破三大瓶颈
  尽管生物燃料发展势头强劲，石油企业布局积极，但该产业目前处于商业化初期，仍有多重挑战制约其规模化发展。
  成本高企是首要障碍。据国际航空运输协会2025年报告，SAF平均生产成本为传统航空煤油的2—4倍。其中，原料成本占比超50%，直接推高产品价格。以欧盟为例，即便有税收优惠补贴，SAF终端价格仍高于传统航油，若失去政策支持，竞争力将大幅削弱。
  原料供应“量”“质”双重不稳定。一方面，全球废弃食用油年回收率不足40%，且收集分散、储运成本高，难以形成稳定供应；另一方面，非粮原料如农林废弃物、藻类等虽为理想选择，但规模化利用体系尚未成熟——农林废弃物存在收集半径大、预处理工艺复杂等问题；藻类养殖则面临技术门槛高、成本难降的困境，无法满足产业扩张需求。
  政策依赖性与认证碎片化加剧风险。生物燃料产业高度依赖政府补贴与强制掺混政策。若无强制掺混要求，市场需求将大幅萎缩；而税收优惠直接决定产品竞争力——根据国际能源署2024年数据，欧盟对SAF的税收减免可覆盖其成本溢价的30%—50%，若取消该优惠，SAF的价格将比传统航油高出4—5倍。此外，全球可持续认证标准超过15种（如欧盟ISCC、美国USDA认证等），不同标准在碳减排率、原料溯源等要求上存在差异，企业需重复申请认证，合规成本显著增加，同时国际贸易壁垒也加剧。
  面对上述挑战，石油企业需结合自身优势，从技术、产业链、政策协同等维度突破，推动生物燃料产业迈向规模化、商业化。
  一是锚定原料多元化。石油企业需跳出“依赖废弃油脂”的单一路径，拓展多来源原料体系。短期可联合农业企业、地方政府搭建“企业+农户+回收网络”，建立废弃食用油、餐饮废油集中回收体系，通过长期协议锁定原料供应，降低收集成本；中期可投资微藻养殖、木质纤维素转化等前沿领域，既能规避粮食安全风险，又能突破原料供应限制。二是加速技术迭代与规模化。一方面，可重点研发费托合成、电催化转化等前沿技术，提升原料转化效率；另一方面，可通过改造现有炼厂、联合其他企业共建大型生物炼厂等方式，快速扩大产能，创造成本优势。三是深化产业链协同效应。石油企业可发挥“连接生产与消费”的优势，构建协同生态——在下游，与航空公司、飞机制造商建立长期合作，通过长期供应协议锁定销量，既可保障产品销路，又能根据航司需求优化产品性能；在中游，联合技术企业、科研机构搭建技术研发联盟，共享研发资源，加速工艺突破；在上游，推动国际认证互认和核心指标对接，减少跨国贸易中的合规成本，打破市场壁垒。四是创新政策与市场机制。石油企业需主动对接政策，将生物燃料的低碳属性转化为经济效益。一方面，积极参与碳市场交易，将SAF全生命周期的碳减排量转化为碳资产，通过出售碳配额抵消部分生产成本；另一方面，探索绿色融资工具，降低项目融资成本、优化资金成本结构。
  未来十年是生物燃料产业从试点迈向规模化的关键窗口期。据国际航空运输协会预测，2025年和2030年，全球SAF需求量将分别达到600万吨和2000万吨；到2050年，SAF将承担航空业65%以上的减排贡献，需求量高达3.58亿吨。对于石油企业而言，抓住生物燃料机遇，不仅是响应净零排放目标、实现自身低碳转型的必由之路，更是巩固其在未来交通能源领域核心地位的战略抉择。（记者?马睿）
  生物制造赋能炼化行业绿色转型
  杨圣舒?雪晶?中国石油石油化工研究院
  随着全球应对气候变化的进程推进，生物制造作为助力碳减排、促进产业升级的先进制造方式，在全球范围内受重视程度不断提高。美国《生物技术未来蓝图》《构建充满活力的国内生物制造生态系统》、欧盟《工业生物技术2025远景规划》以及我国《“十四五”生物经济发展规划》等均提出推动生物制造与传统产业深度融合。生物制造将生物技术与化学化工深度融合，通过分子重构可将生物质转化为碳氢化合物、高分子材料等，与炼化行业下游产品体系关联度高，成为诸多传统能源化工企业转型升级、培育第三增长曲线的重要战略方向之一。
  融合共进?从实验室迈向产业化的实践之路
  生物制造与炼化生产的核心共性是“分子重构”，炼化行业融合发展生物制造具备三大优势。一是工程体系可共享。炼化企业已建成涵盖反应、分离、检测、储运的完整工艺体系，现有分离提纯、质量检测平台及经验，可为适配生物基产品的生产提供较好支撑。二是产品兼容性强。生物基丁二酸、己二酸、1,3-丙二醇等产品，与石油基产品分子结构、性能一致，可直接接入现有下游生产线。例如生物基丁二酸，无须调整配方即可用于炼化企业聚氨酯生产，保障从化石基到生物基产品的平稳过渡。三是原料资源有保障。一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO_2）、甲烷（CH_4）等工业废气可为第三代生物制造提供低成本原料。通过气体发酵，CO、CO_2转化为饲料蛋白与乙醇，实现废气资源化、减碳的双重效益。
  目前，随着技术发展，秸秆糖中试成本已降至2400元/吨左右，较淀粉糖低22%—31%，显示出一定经济潜力。伴随能源、化学品、材料三大领域的生物制造已初具规模，炼化与生物制造跨界融合进程加快。
  能源替代领域，技术应用稳步落地。第二代非粮转化技术实现突破，乙醇纯度达到99.5%、纤维素降解率超过85%，较传统工艺效率提升25%。朗泽科技（LanzaTech）公司将回收的碳转化为乙醇、丁二醇等化工中间产品，并进一步转化为纤维、洗涤剂、航空燃料等，目前已在实验室条件下合成50余种不同碳氢化合物。生物制氢领域，弗劳恩霍夫界面工程与生物技术研究所在德国建立了一个示范生物精炼厂，采用紫色细菌发酵与微藻光合作用相协同的技术路线，将工业废水及残余材料转化为氢气与有机副产品。
  化学品合成领域，多项技术实现突破。嘉吉（Cargill）和汉姆（HELM）的合资公司Qore建成6.6万吨/年生物基1,4-丁二醇（BDO）装置，产品应用于包装、纺织及汽车等领域；日本东丽公司计划在泰国建设万吨级生物基己二酸装置，助力尼龙及高分子材料产业化；青岛能源所与山东鲁抗医药联合建设国际首条生物基反式乌头酸示范线，已于5月正式投产运行，其产品用于医药中间体、食品添加剂等场景。
  材料创新领域，产业链加快成型。日本思百博（Spiber）在泰国的重组蛋白纤维（Brewed?Protein^）产能已达到数百吨级，应用于高强度可降解纤维、薄膜；道默化学推出基于聚酰胺6（PA6）的工程塑料DOMAMID^系列产品，目前已商业化；法国阿科玛以蓖麻油为原料，成功合成出PA11和PA1010等生物基尼龙产品，并不断扩建装置。国内，凯赛生物构建年产能11.5万吨的生物基长链二元酸、年产能5万吨的生物基戊二胺、年产能10万吨的生物基聚酰胺的完整产业链，助力石化材料脱碳升级。
  面临问题?原料、布局与技术的三个核心瓶颈
  原料供给不稳定。一代原料（淀粉、油脂）需保障粮食安全，难以大规模用于工业生产；三代原料（CO_2）转化技术多处于试验阶段，难以规模化应用；二代非粮原料（秸秆、林业废弃物等）虽然来源广泛，但收集成本占加工总成本的30%以上，并且成分复杂，导致糖转化率低、发酵抑制物多，品质波动大，影响生产稳定性。
  产品布局难抉择。虽然大宗化学品市场空间大，但是利润率低、对成本敏感。目前来看，通过生物发酵生产1,4-丁二醇、己二酸等产品成本尚高，难以具备竞争力；营养保健品消费需求增长快、附加值高，但产品配方复杂且监管标准严苛，炼化企业布局需整合多项非传统炼化技术，跨界难度较大；精细化学品附加值高、替代潜力大，但研发难度大、产业化不足，仍面临较高风险与不确定性。
  生产技术有短板。一是放大效应明显。工业级反应器传热传质效率较实验室下降约20%—30%，菌体活性衰减和杂菌污染易致反应波动，难以实现炼化装置常见的长周期稳定运行。二是过程监测与控制能力有限。关键代谢物与杂质难以实时检测，传感器和智能化手段不足，难以精准调控复杂代谢过程。三是分离提纯环节的能耗与成本高。下游分离占总成本的20%—40%，因发酵液浓度低、体系复杂，需要多步蒸馏、萃取、膜分离操作，整体经济性弱于石化精馏。
  破局路径?构建产业生态圈?实施差异化战略
  一是要构建稳定高效的原料供应体系。一方面联合地方政府建立秸秆收储运联盟，降低原料归集成本，减少储运霉变风险。另一方面利用边缘土地，因地制宜发展木薯、甜高粱、油桐等能源作物，构建非粮原料—能源作物多元供给格局；同时推动工业废气资源化，探索碳一气体发酵生产乙醇、甲醇，形成碳捕集—生物转化—产品输出闭环，助力碳减排。
  二是要实施差异化产品布局。面向大宗产品，突破生物基二元酸、二元醇特别是长碳链单体低成本生产技术，融入现有炼化产业链。加快对可持续航空燃料（SAF）等生命周期减排显著的产品的多元化路径开发，依托政策支持加快市场推广，打通产业化路径。面向未来前沿材料，突破碳纳米管复合材料、仿生材料等低成本制备与改性技术；面向功能性营养品，突破食品级活性成分（如功能性肽等）高效发酵与提纯技术，从创新端打造差异化发展格局。
  三是要提升工程化能力。一是针对放大效应，简化代谢路径设计并优化工业级反应器结构，减少效率损耗与反应波动；二是聚焦过程管控，结合AI算法搭建智能平台，实时优化参数，提高代谢过程的可控性；三是破解分离难题，研发新型膜材料与定向萃取技术，并同步优化菌种，提高产物浓度，降低分离成本，缩小与石化工艺的经济性差距。
  生物燃料近期动态
  壳牌参与挪威航空首条?使用SAF的“绿色国内航线”
  挪威航空表示，从2026年3月起，该公司将在哥本哈根和奥尔堡之间开通丹麦境内首条使用可持续航空燃料（SAF）的“绿色国内航线”。该航空公司计划在该航线上使用至少40%的SAF。该项目由挪威航空、丹麦民航局、壳牌航空和奥尔堡机场等共同合作完成。根据计划，SAF将在奥尔堡机场直接供应并加注，确保与日常航班运营的无缝整合。
  西班牙能源公司Moeve成为首家加入区块链平台Avelia的外部SAF供应商
  据路透社报道，西班牙石油公司（Moeve）成为首家加入壳牌区块链平台Avelia的外部可持续航空燃料（SAF）供应商，旨在推动SAF更广泛使用。Avelia是壳牌与美国运通全球商务旅行和埃森哲于2022年合作推出的平台，该平台以“认购与声明”（Book&Claim）模式运行，连接航空公司、燃料供应商和企业客户。截至2025年中，该平台已在17个机场促成超过12万吨SAF的使用。
  目前，Moeve利用废弃食用油生产SAF，并计划到2030年将产能提高到每年80万吨。
  新加坡国会通过法案对所有离境航班征收绿色税
  据曼谷邮报10月20日报道，新加坡国会通过了一项法案，该法案规定对所有出境航班征收固定费用，旨在减少航空碳排放，鼓励航空公司使用可持续航空燃料（SAF）。
  新加坡设定了一个目标：到2026年，SAF的使用比例要提高到1%以上，并计划进一步将其提升至2030年的3%至5%之间。该国政府表示，这一举措不会显著增加机票价格。相关费用将由所有航空运输用户共同承担。根据早期估算，乘坐经济舱直飞航班的乘客所需支付的SAF附加费为3新元（约合2.30美元）至16新元不等，具体费用取决于飞行距离。
  印度尼西亚拟强制国际航班使用1%的SAF混合燃料
  据印度尼西亚能源部官员称，印度尼西亚正考虑要求从2026年起，从雅加达和巴厘岛出发的国际航班必须使用掺混1%可持续航空燃料（SAF）的混合燃料。按照拟议的时间表，到2035年SAF掺混比例将提高到5%。印度尼西亚国家石油公司（PT?Pertamina）已经在其一家炼厂开始以废弃食用油生产SAF。（刘红梅 整理）