2024年生物柴油行业专题报告:SAF元年前夕的三点思考

  • 来源:德邦证券
  • 发布时间:2024/12/26
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生物柴油行业专题报告:SAF元年前夕的三点思考。面对全球气候变化的严峻挑战,可持续航空燃料(SAF)作为一种有效的航空减排手段,多个国家和国际组织出台了一系列政策推动其发展,参照传统航油的庞大市场空间,SAF的替代有望带来可观市场需求。2025恰逢欧盟由推荐加注转向强制加注的大规模应用元年,借此我们对于SAF的重要性、市场空间、盈利能力提出三点思考。SAF的重要性几何?减碳效果与重要性突出,成为航空减排最佳手段。SAF是二代烃基生物柴油(HVO)生产过程中所伴生的凝点更低的烷烃液体燃料。与传统石油航煤相比,SAF全生命周期的二氧化碳排放量最高可降低85%。考虑到全球碳减排任务依旧严峻,交通领域...

1. SAF 环保价值凸显,是航空减碳最佳手段

1.1. SAF:伴生于二代生物柴油(HVO)的可持续航空燃料

生物柴油技术路线日渐明晰,HVO 为生产 SAF 的关键所在。生物柴油是先 进生物燃料的一种,至今已有三代技术路线,即依托酯化反应得到脂肪酸甲酯的 一代酯基生物柴油(FAME);通过加氢脱氧与异构化处理得到烷烃的二代烃基生物 柴油(HVO),并且其生产过程中经处理可伴生凝点更低的可持续航空燃料(SAF); 以及使用更先进的生物质气化等实验性生产技术,使之克服油脂原料限制的三代 生物柴油,代表了未来发展趋势。

SAF 环保优势突出,应用门槛较低。SAF 是一种可直接使用的液体燃料替代 品,与传统航空燃料相比,其最高可减少 85%的碳排放量,并可使用多种动植物 油脂以及废弃油脂生产,不必依赖传统化石能源;与电能、氢能等其他绿色航空 新能源相比,SAF 具有能量密度高、制备方式灵活、与现有航空动力系统兼容度 高等优势,应用上不需要对现有的发动机和其他基础设施做太多改造。同时 SAF 产品只要通过相关标准(如 ASTM-D7566)的认证,则被认为可与目前的化石航 空燃料直接掺混加注,从技术层面来看,未来航空燃料 100%使用 SAF 并不存在 太大难度。

1.2. SAF 拥有四大类生产工艺,HEFA 为主流 SAF 生产路线

根据合成关键中间体的不同,SAF 可对应四大生产工艺方向。截至 2024 年 7 月,美国 ASTM 体系已批准了 11 种 SAF 合成技术路线。不同原料,如废弃油 脂、秸秆、固体废物、木制生物质等经过不同加工和预处理工艺后可获得用于合 成 SAF 分子的关键中间原料。这些中间原料主要有四类:脂类、异丁醇、合成气、 二氧化碳与绿色氢气的合成物,四类中间原料对应所需的 SAF 生产工艺路线可分 为四大方向: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)和电转液工艺(PtL)。

HEFA 是综合竞争力最强的成熟 SAF 生产路线。此路线可使用工业级混合油 (UCO)、棕榈酸化油(POME)或其他动植物油和脂肪加工提炼成 SAF,一般包 括预处理、加氢脱氧、异构降凝等流程,最后经过分馏将混合的液体燃料分离为 低凝生物柴油、生物石脑油和 SAF。目前,此技术路线已在全球范围内处于成熟 水平,当前绝大部分 SAF 的生产均采用该技术路线,如芬兰 Neste、法国 Total Energy 等。对于我国而言,国家层面发展生物质能源有“不与人争粮,不与粮争 地”的政策导向,因此原材料可以使用 UCO 或 POME 等废弃油脂的 HEFA 路线 更加符合现实需求,我国现有 SAF 供应商同样均采用 HEFA 生产,如中石化镇海 炼化、张家港易高环保、河南君恒生物实业等。据 IATA 预测,未来五年内生产的 SAF 中,约 80%可能来自 HEFA,故中短期来看 HEFA 或仍将作为最主要的 SAF 生产路线。

AtJ 与 FT 法多在中试阶段,PtL 法仍处于发展初期。AtJ 法将糖和淀粉类原 料通过发酵产生醇类物质,再通过脱水、低聚、加氢及蒸馏转化为航空燃料。多样 化的原料来源是该技术路线的优势,因此当前 AtJ 主要应用在玉米、甘蔗等农作 物丰富的北美和南美国家,采用此路线的项目大多处于示范和中试阶段;FT 法将 农林废弃物、城市有机固体废物等生物质含碳材料以合成气的形式分解为不同的 单元,再组合成 SAF 和其他燃料。FT 法拥有较低的综合成本和较强的技术优化 潜力,当前全球的 FT 项目同样大多处于示范和中试阶段;PtL 法通过光伏和风能 产生的绿色电力进行电解水产生氢气,再与碳捕集过程中得到的二氧化碳合成转 化为碳氢化合物燃料。相比于传统航空煤油,PtL 航煤在全生命周期内理论上最高 可实现 99-100%的减排,但此路线尚处起步阶段,且碳捕集成本昂贵,目前距离 商业化应用较远。

1.3. 航空减排对全球减排意义重大,SAF 是当前航空减排最佳措施

净零排放为全球性共识,但减排力度仍需加码。据北京大学能源研究院发布 的《中国可持续航空燃料发展研究报告》,截至 2021 年,全球 140 多个国家已宣 布或正在考虑于 2050 年或 2060 年前实现净零排放,这些国家代表了全球 90% 的温室气体排放。但当前减排力度与满足净零排放目标仍有差距,若仅实现现有 净零排放相关承诺,则 2050 年全球二氧化碳排放量可减少到 220 亿吨,虽大幅 低于 2023 年 351 亿吨的二氧化碳排放量,但离真正的净零排放依旧很远,因此 我们认为全球减排任务依旧严峻,各项环保措施仍有较大加码空间。

航空排放量占比仍有上升预期,航空减排对全球减排意义重大。2019 年,交 通领域是全球温室气体排放的第四大来源,占全球总排放的 14.7%,其中航空业 又是仅次于陆路交通的第二大交通领域温室气体排放源,占全球总排放的 1.8%, 对应约 10.6 亿吨二氧化碳当量。据北京大学能源研究院发布的《中国可持续航空 燃料发展研究报告》,随着航空业未来的发展,其产生的温室气体排放绝对量和占 比预计将不断增大,结合 CAEP 的分析,如果航空业不做出额外的减排努力,那 么国际航空将产生的排放量约占总排放量的 7.0%,如果采取不同程度的努力,将 可以把排放量占比减少到 3.1%-5.6%的范围。

SAF 掺混减排方式最具可行性,是技术突破前航空减排必由之路。从减排角 度看,电动或氢能源汽车已经在陆路交通领域体现了有意义的减排示范,但航空 业需要高能量密度的燃料,而电动飞机的动力电池能量密度有待提高,当前无法 满足飞机动力荷载需求,氢能飞机则因为氢气的单位体积能量荷载效率低,携带 同等规模能量需要对燃料仓大幅扩容,从根本上改变飞机的整体结构。二者都需 要对飞机进行大规模改造,难以复刻陆路交通的脱碳手段,除非出现关键性的技 术突破,否则将仅限于中、短程航线应用,长途航线将不具备可行性,使得 2050 年实现净零排放的目标期限较为紧张。因此,在未来 30 年间,具有能量密度高、 制备方式灵活、与现有航空动力系统兼容度高等优势,且可与化石航空燃料直接 掺混的 SAF 或是当前全球航空业减碳的最佳替代方案。据 IATA 预测,届时 65% 的净零排放贡献将来自 SAF,有望为 SAF 打开庞大潜在市场空间。

2. 政策驱动赋予确定性增长,SAF 即将迎来两大需求拐点

2.1. 国内外 SAF 政策频繁加码,商业化应用有望迎来突破

SAF 产业政策驱动属性显著,多国已设定强制掺混比例。我们认为,是否具 有强制或推荐性的 SAF 掺混比例是影响需求侧最重要的因素。当前已有欧盟、英 国、挪威、瑞典、印度等国明确了 SAF 的强制掺混比例路线,且欧盟、英国的强 制掺混比例将于 2025 年正式落地,可被视为具有确定性的潜在 SAF 需求。其余 国家如美国、中国、马来西亚等国则以推荐性的掺混比例或补贴政策为主,若后 续有更多国家参与设定强制掺混比例,在此驱动下,SAF 需求增长斜率有望更趋 陡峭。

中国 SAF 政策落地或将来临,商业化应用有望迎来突破。尽管中国暂无明确 的 SAF 强制掺混比例规定,但已有“力争 2025 年当年 SAF 消费量达到 2 万吨以 上,“十四五”期间消费量累计达到 5 万吨”的定量指引表述。考虑到近期我国 SAF 利好政策密度显著提升,或反映 SAF 绿色减排意义得到重视,同时 2025 年作为 十四五的收官之年,我们预计将出现更多支持性政策接续较高扶持力度,助力 SAF 商业化应用突破。

2.2. SAF 两大需求拐点行将来临,远期全球市场空间或超千亿

拐点一:2025 年是欧盟由推荐向强制加注 SAF 的大规模应用元年。基于欧 盟庞大的航空燃油需求基数,同时 2025 年作为强制掺混比例落实的首年,政策落 地带来的需求刚性有望赋予 SAF 需求量确定性增长。根据 IEA 的预测,2024 年 欧洲 SAF 消费量将达 60.92 万吨,较 2023 年上升 109.06%,假设 2024 年欧盟 航空燃油消耗量恢复至 2019 年疫情前约 6854 万吨/年的水平后见顶不变,后续 随着强制掺混比例逐步加码,要求欧盟航班的 SAF 最低掺混率截至 2025 年达到2%,预计对应 SAF 消费量 137 万吨,有望同比大幅增加约 76 万吨。远期至 2050 年欧盟的 SAF 最低掺混率须达到 70%,预计对应 SAF 消费量约 4800 万吨,市 场拓展潜力显著。

拐点二:2027 年国际航空碳抵消和减排计划进入强制阶段。2016 年,国际 民航组织(ICAO)建立“国际航空业碳抵消与削减机制(CORSIA)”,以政治决 议形式明确了全球民航业减排目标及保障措施。CORSIA 机制的实施分三个阶段: 2021-2023 年为试点阶段,2024-2026 年为第一正式阶段,均为各国自愿参与, 发达国家率先参与;2027-2035 年为第二正式阶段,届时所有成员国将强制承担 其碳抵消责任,而如前文所述,使用 SAF 冲抵碳排放量或正是短期最为可行的方 式。当前 ICAO 已有 193 个成员国,因此预计 2027 年将是全球 SAF 强制应用从 地域性转向全球性的重要拐点年,在全球共同推进下,SAF 应用量或将再上新阶 段。其中,中国作为 ICAO 的一类理事国,更需要遵循 CORSIA 机制,目前民航 局已经在论证到 2035 年实现 SAF 掺混量超过 10%,到 2050 年接近 50%的可行 性,我们认为2027年前中国或将率先开发出较小比例的SAF掺混标准作为响应。 SAF 行业全球前景广阔,预计 2027 年需求近 700 万吨。据 IATA,2024 年 SAF 全球产量将达到 13 亿升,对应约 100 万吨,据此推算可得 SAF 密度约 0.77kg/L,参考此产量与密度,结合 IEA 数据,可知 2023 年全球 SAF 消费量已 达 53 万吨,2024 年“常规”情形下 SAF 消费量有望达到 138 万吨,我们预计 2024 年 SAF 消费量或将达到 100-138 万吨。后续随着现有 SAF 政策的强化,据 IEA 所预测的“常规”和“加速”情形,2025 年全球 SAF 消费量有望快速攀升至 208-415 万吨,取中间值 312 万吨,同比+161.29%,按照 12 月 SAF 欧洲市场 FOB 价格 2100.69 美元/吨估算,2025 年 SAF 市场空间有望达到 65.44 亿美元;2027 年全球 SAF 消费量或达 338-854 万吨,取中间值 596 万吨,同比+38.39%,对应 市场空间约 125.23 亿美元。更远期看,为充分发挥 SAF 减排作用,据 IATA 预 计,其应用量在 2050 年应达到 3.58 亿吨,同样以 2102.72 美元/吨估算,届时 SAF 潜在市场空间将约为 7520 亿美元。

3. 价格核心在于供需格局,成本核心来自收率改善

世界范围内 SAF 的生产和应用尚处于萌芽阶段。据 IATA,2019-2023 年全 球 SAF 产量从 0 提升至约 50 万吨,其预测 2024 年 SAF 产量将达到 100 万吨, 仅占 2024 年航空燃料总产量的 0.3%,大幅逊于此前所预计的 150 万吨的年产 量,主要系美国SAF生产设施的新增产能将推迟至2025年上半年投放。2025年, IATA 给出的 SAF 产量预计为 210 万吨,占航空燃料总产量的 0.7%。我们认为, SAF 产量呈指数级增长的态势正在逐步显现,但产业趋势起点背景下不必过分担 忧超量供应,远期广阔的市场空间仍有能力充分消纳。

HEFA 法生产 SAF 依旧存在一定壁垒。尽管作为目前最主流的 SAF 生产方 法,HEFA 法的产能大规模铺开仍然受到以下因素限制:1)由于废弃油脂组成复 杂、杂质含量高,因此必须通过原料预处理去除非油脂类物质,其难点在于工艺 装备不宜复杂,可酯化物损耗尽量小,废水排放尽量少,尽量不形成危废等。2) 加氢过程中氢油两相物料在反应器催化剂床层中的流动混合特性,对催化加氢反 应效率、过程能耗和物耗、装置长周期运行安全性等具有重要影响,因此加氢脱 氧环节的工艺包先进程度构成了一定技术壁垒。3)因当前在全球范围内支持 SAF 的基础设施体系远未成形。若在现有供应链之外拓展 SAF 专业工厂,也应配套建 设管道运输和分装储存系统,故 SAF 产能从规划到落实生产通常需要 3-5 年。

海外产能不确定性加大,供给格局或超预期偏紧。据 ICAO 和香橙会研究院, 截至 2024 年 10 月,全球已投产且实际可用的 SAF 总产能约为 200 万吨,占全 部 SAF 生产能力的 9%。同时 10 月 Neste 新加坡工厂产线因不可预见的设备故 障导致关闭,虽未影响 SAF 生产,但考虑到去年同样是 Neste 新加坡工厂也发生 过设备故障导致生物柴油和 SAF 产能受损,其稳定生产能力或尚有待验证,以及 Neste 鹿特丹工厂也在 11 月 8 日发生火灾,紧急关停产线数周时间,海外实际供 应端问题频发。新增产能方面,近期在全球 SAF 工厂中已有 9 个工厂项目由于资 金压力等原因被取消,包括 Fulcrum BioEnergy 在美国的 7 家工厂、Shell 在荷兰 的 1 家工厂、Uniper 在瑞典的 1 家工厂,合计影响潜在可投放产能超 100 万吨。我们认为,海外产能稳定性担忧叠加投产节奏放缓,SAF 实际供给格局或持续偏 紧,后续将持续跟踪海外大厂复产与新产能投放节奏。

国内 SAF 产能稳步建设中,免于反倾销调查或带来新机遇。截至 2024 年 12 月,随着嘉澳环保与鹏鹞环保公告 SAF 完成试产,我国 SAF 产能扩容至 105 万 吨,产能集中投放或助力我国 SAF 企业抢占欧盟需求放量前的最后时间窗口。出 口方面,我们认为短期不必过于担忧,在欧盟 7 月 19 日的反倾销调查临时措施预 披露节点中,采取临时反倾销措施的生物柴油产品范围涵盖国内口径的一代生物 柴油以及二代生物柴油 HVO,而 SAF 意外被暂时排除在反倾销范围之外,国内 SAF 生产商或充分受益于较为宽松的出口政策,下游需求旺盛驱动下 SAF 新增产能有望得到充分消纳。

SAF 处于产业趋势起点,测算盈利能力具备现实意义。考虑到 HEFA 是当前 最常见的 SAF 生产技术路线,我们参考其工艺流程、各生产企业公开信息,以及 各数据提供商对原材料、成品价格的跟踪,构建一个 SAF 生产盈利模型,并给出 以下核心假设: 1)假设该项目满产,SAF 收率参考国际主流收率水平设定为 70%,其余副 产品为分馏后得到的生物石脑油、烃基生物柴油以及少许杂质。 2)据 70%收率推算,单吨 SAF 需消耗原料油 1.43 吨,另据深圳市氢能与燃 料电池协会,单吨 SAF 约需要 0.03-0.06 吨外供氢辅助,取中间值 0.045 吨。 3)据钢联数据,截至 2024 年 12 月 23 日,工业级混合油(UCO)12 月均 价为 6440 元/吨;据百川盈孚,截至 2024 年 12 月 23 日,工业氢 12 月市场均价 1.8 元/立方米,合 20022.25 元/吨。 4)参考鹏鹞环保公告,其单吨原料加工成本在 1500-3000 元之间,取中间值 2250 元/吨;参考连云港嘉澳项目总投资 71.57 亿元,对应单吨建设成本约 0.72 万元,假设折旧期 15 年,残值 5%,则每年折旧为 453.28 元/吨。 5)销售价格参考截至 2024 年 12 月 23 日的欧洲 SAF FOB 月均价 2100.69 美元/吨,约折 15335.04 元/吨;所得税率假设 15%。

综上,SAF 原材料成本约 10101 元/吨,制造费用与折旧摊销合计约 2703 元 /吨,在不考虑副产品销售的情况下,据我们大致测算,当前 SAF 销售税后盈利可 达 2151 元/吨。其中,收率对盈利能力影响较大,当前假设情况下,收率至少需 达到 55%才可实现盈亏平衡,后续随着收率的提升,可以看到盈利水平受益于原 材料成本的下降,获得了显著提高,同时收率越高的情形下理论上单吨折旧摊销 费用也将越低,有望进一步强化规模优势带来的盈利能力改善。

UCO 出口退税取消保障国内供给,成本改善有望带动 SAF 盈利中枢上移。 11 月 15 日,财政部、国家税务总局发布《关于调整出口退税政策的公告》,自 2024 年 12 月 1 日起,取消化学改性的动、植物或微生物油、脂等产品的出口退税。作 为可持续航空燃料(SAF)的重要原料,工业级混合油(UCO)位于本次取消退 税产品清单之中。根据卓创资讯,截至 11 月 15 日,UCO 港口出口价约 6800 元 /吨,参考现行 UCO 退税率为 13%,预计取消出口退税后,补贴将对应减少约 884 元/吨。假设退税补贴金额可全部或部分反映至国内 UCO 价格中,据我们测算, UCO 价格每下降 500 元,SAF 单吨税后盈利有望增加 607.14 元,有望增厚相关 企业利润水平。


(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)

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