环保行业专题研究：地沟油再生“高端化”，行业升级将至

国际政策推动国内地沟油利用“高端化”，产业升级良机将至。1）将废油脂转化为生物质燃料可实现碳减排+提升食品安全双重功效。地沟油转化生物质燃料的隐含碳税更高，出口经济性较好，同时也有助于阻止废油脂经非法途径流回餐桌，正在成为国内地沟油的主流再利用方式。2）欧盟和国际航协的碳中和目标推动地沟油利用进一步脱氧加氢。目前国内地沟油利用主要以脂肪酸甲酯等产品为主，未来伴随欧洲对于添加比例、排放标准等约束趋严，车用油面临“烃基化”趋势，同时国际航协2050碳中和目标也推动生物质烃基航煤需求释放。3）国内地沟油利用“高端化”，产业升级良机将至。我们认为地沟油脱氧加氢的技术已经基本成熟，脂肪酸甲酯产品向生物质烃基柴油/航煤进化的窗口期已经出现，在政策进一步保证原材料供应的同时，产品附加值将逐步提升，产业升级良机将至。 地沟油作为生物质航煤原材料具有成本较低、减碳效果显著的优势。1）以地沟油作为原材料的生物烃基航煤是再生油的“高端化”产品之一，同时地沟油为原材料的生物烃基航煤（HFEA），相比菜籽油航煤，成本更低、得油率更高，经济性优势突出。2）从全生命周期测算，地沟油生产的生物质燃料碳密度均远低于其他原材料，碳减排效果出众。 需求端：国际航协2050碳中和目标释放全球生物质航煤需求。1）航空业为高排放行业之一，国际航协设立2050年实现碳中和的强制性目标，释放生物质航煤需求。生物质航煤为主的环保燃料将为最重要的减排手段，环保燃料预计贡献65%碳减排量。2）欧洲与美国本地地沟油原材料放量空间较小，受原料端限制，欧美生物航煤供给缺口将通过进口实现。 供给端：垃圾分类政策提升地沟油再生利用率，加速释放我国生物质航煤产能。1）我国地沟油产量全球最高，但是我国地沟油原材料端回收体系尚不完善，回收率为5.6%，仅为美国回收率的七分之一。2）我国垃圾分类政策加速推进，餐厨垃圾中的废油脂回收率有望攀升，释放生物质燃料原材料端地沟油产量。IEA测算，我国生物质航煤产能扩张将进一步提速，2026年产能相较2019年（疫情前）增长890%。 投资建议：国际航协及欧盟的碳中和目标，推动国内废油脂利用由简单的脂肪酸甲酯向生物烃基柴油/航煤进化，附加值大幅提升。同时原料供应瓶颈逐步解除，行业迎来量价双升格局。推荐卓越新能，公司废油脂制备烃基生物柴油技术研究已进入小试阶段，开展年产10万吨烃基生物柴油项目准备工作。具备餐厨垃圾处理产能，占据稳定废油脂收集资源的北清环能；以塑化剂起家，并在近两年切入再生油市场的嘉澳环保为受益标的。 风险提示：政策推进程度不及预期、海外疫情造成的供应链风险等。 1.地沟油经资源化可再利用为生物质燃料 废油脂为经过非正规途径再加工的废动植物油，去向包括流回餐桌或再生为生物柴油等。废油脂（广义的地沟油）指餐厨废弃物、肉类加工废弃物和检验检疫不合格畜禽产品等非食品原料生产、加工的油脂，包括煎炸油、酸化油、潲水油等。目前，废油脂的去向复杂，既包括非法途径回流餐桌、用作饲料，也包括生物柴油、化工原料等。 地沟油流回餐桌对人体危害极大，我国推动地沟油资源化利用。1）由于收集及炼制的源头环境恶劣，地沟油、潲水油等经过处理后黄曲霉素、重金属等含量严重超标，如经非法途径流回餐桌，对人体危害极大。2）国务院办公厅印发《进一步加强“地沟油”治理工作的意见》，将“地沟油”治理作为“十三五”期间食品安全重点工作任务。在加强源头治理、杜绝“地沟油”流向餐桌的基础上，推动废油脂的无害化处理和资源化利用。 地沟油经处理可再利用为生物质燃料，双效实现碳减排+食品安全保障。 根据IEA Bioenergy，废油脂经处理可再利用为生物质柴油/航煤/汽油。 生物质柴油可与化石柴油调合使用，有效改善低硫柴油润滑性，有利于降低柴油发动机尾气颗粒物、硫化物等污染物排放量。生物质燃料替代化石燃料在实现减污降碳的基础上，也能有效遏制地沟油流回餐桌，保证食品安全。 2.地沟油资源化终端产品向高端生物质航煤升级 2.1.地沟油经资源化可制成生物质柴油与航煤 随着地沟油资源化为高端生物烃基柴油/航煤技术进入成熟阶段，我国地沟油利用产业将实现高端化升级。地沟油经加工可再利用为生物质燃料，包括生物柴油、可再生柴油以及生物质航煤。根据技术不同，可分为脂肪酸甲酯以及生物烃基柴油/航煤。目前我国地沟油资源化终端产物主要以脂肪酸甲酯为主，随着国际上地沟油脱氧加氢制先进燃料生物烃基柴油/航煤技术进入成熟阶段，我国地沟油资源化终端产品将由脂肪酸甲酯产品向生物质烃基柴油/航煤升级，产品附加值将逐步提升。 生物柴油（Biodiesel）：废油脂或动植物油脂在催化剂作用下经酯交换或酯化反应制成的脂肪酸甲酯（FAME），国际上认可为常规生物燃料。地沟油作为原材料可生产地沟油甲酯（UCOME）。根据IEA，由于生物柴油组分与化石柴油不尽相同，目前的发动机并不可以完全使用生物柴油作为燃料，而是将生物柴油根据规定的比例与化石柴油配比调和得到调和燃料。 可再生柴油（烃基柴油，Renewable Diesel）：废油脂或动植物油脂通过加氢和异构化可得到的烃基柴油（HVO/HEFA-derived diesel），具有十六烷值高、低硫、低冷滤点等特点，国际上认可为先进生物燃料。HEFA相较FAME具有较低氮氧化物排放量、较易储存、冷流性能佳等优点。根据IEA，可再生柴油与化石柴油化学组分相同，可完全替代化石柴油或与化石柴油制成调和燃料。 生物质航煤（Biojet）：废油脂经加氢处理得到HEFA后，经过异构化也可生成航煤。由于HEFA进一步异构化成为航煤的生产成本高于烃基柴油，目前全球HEFA主要产物为烃基柴油，占总产量的85%。 现有的烃基柴油生产线如通过增加异构化及分离反应器进行升级改造，烃基航煤产能有望提升7倍达到10亿升/年。（IRENA，2021） 图1：废油脂根据技术的不同可制成甲酯燃料以及烃基燃料。 图2：废油脂经加氢、异构化可制成汽油、航煤以及柴油。 2.2.地沟油作为生物质航煤原材料成本低、减碳效果好 地沟油为我国主要的生物质燃料原材料。1）生物质燃料原料主要为菜籽油、葵花籽油、大豆油、棕榈油、废油脂。国际上主要的生物质燃料生产国根据各自区域的自然资源，选择了适合自身发展生物柴油制备技术路线，如欧洲生物柴油的原材料以菜籽油为主，美国、巴西、阿根廷以大豆油为主，马来西亚和印尼以棕榈油为主。2）我国《粮食加工业发展规划（2011-2020年）》中，明确严格控制以粮食为原料的生物质能源加工业发展，因此我国主要的生物质燃料原材料为地沟油。 以地沟油等废油脂作为原材料的生物烃基航煤（HFEA）技术成熟、成本相对较低、得油率较高。HFEA作为目前唯一进入商业化应用阶段的生物质航煤技术，生产成本为0.88欧元/升，为各技术中最低，且得油率为0.9，远高于其他技术得油率（Pavlenko et al., 2019）。生物质航煤主要技术路线包括： 烃基航煤（油脂加氢脱氧，HEFA）：废油脂经过脱氧反应后加氢异构化后，脂肪化合物转变为烃基化合物。技术已进入成熟阶段，欧盟已于2011年批准添加比例上限为50%。 气化费托法（Gasification Fischer-Tropsch）：生物质原料气化生成一氧化碳与氢气的合成气，催化后生成烃基化合物，经过精炼得到生物质航煤。 PtL（Power to Liquids）:电解水产生的氢气与碳捕集得到的二氧化碳气体混合，经反应生成烃基化合物，经过精炼得到生物质航煤。 低碳醇法（Alcohol-to-jet，ATJ）：蔗糖、淀粉或水解纤维素经过发酵生成异丁醇或乙醇，经过反应生成烃基化合物。 649774 糖发酵加氢法（Synthesized isoparaffins，SIP）：含糖原料经过发酵生成法呢烯，再进一步升级为法呢烷，现有发动机可直接使用。 图3：烃基航煤生产成本（欧元/升）低于其他技术路线。 图4：生物烃基航煤生产技术已进入商业化。 地沟油作为原材料生产生物质烃基航煤具有成本优势。1）据IRENA，地沟油生产生物质烃基航煤的成本低于大豆油、棕榈油，根据现有资料测算，地沟油航煤成本仅相当与棕榈油航煤的62%，具有较强的成本优势。2）受到成本和隐含碳税影响，目前海外的生物质航煤价格远高于化石航煤，生物质航煤的需求基本都是受到政策驱动。据Argusmedia统计，2020年生物质航煤价格为化石航煤的3-6倍。在生物质航煤价格较高的背景下，地沟油有望凭借成本优势成为原材料的最优选之一。 图5地沟油生产生物质烃基航煤成本（美元/升）最低。 地沟油相较其他原材料生产生物烃基航煤减碳效果好。由于农产品在种 植过程中造成间接的土地用途改变（ILUC），从全生命周期测算，地沟油生产的生物质燃料碳密度均远低于其他原材料。以生物烃基煤油为例，地沟油碳密度仅为大豆油、棕榈油的十分之一，碳减排效果出众。 表1：地沟油生产烃基航煤全生命周期碳密度低（单位：gCO2e/MJ）。 3.全球生物质航煤需求扩大，我国有望加速释放地沟 油资源化产能 3.1.需求端：国际航协设定2050碳中和目标，释放生物质航煤需求 国际航协设立2050年实现碳中和的强制性目标，生物质航煤作为主要减排手段需求量将攀升。1）航空业为高排放行业之一，2019年航空业占全球碳排放量的2%。国际航协（IATA）于2021年10月通过决议，290个成员航司在2050年实现碳中和，助力实现巴黎协定控制温升的目标。2）IATA本次净零排放计划的减排量大，相当于2050年前累计减排212亿吨二氧化碳当量。现有技术中，生物质航煤为主的环保航空燃料将为主要的减排手段，环保燃料预计贡献65%碳减排量。IATA初步目标为，2025年环保航空燃料产量由2019年的1.4亿升提升至79亿升。在此背景下，IEA测算全球生物质航煤的产量在2021至2026年大幅提升，CAGR达到77%。 图6：国际航协减排量主要由生物质燃料贡献。 图7：全球生物质航煤产能（百万升/年）预计大幅攀升。 欧洲与美国在IATA政策下新增的生物质航煤需求将通过进口实现。1）由于饮食结构的区别，欧洲与美国年地沟油产量远低于亚洲地区，且欧 洲与美国在低产量的基础上回收率较高，因此欧洲与美国本地地沟油原材料放量空间较小。2）棕榈油、大豆油等其他植物油脂存在ILUC风险、碳密度较高，航空业碳中和背景下将减少该类植物油脂原料的使用量。 3）因此，受原料端限制，欧洲与美国在IATA碳中和政策下的生物质航煤供给缺口将通过进口实现。根据IEA，欧洲预计于2023年产生生物质航煤供给缺口并逐步增大至4.73亿升/年，美国生物质航煤供给缺口自2022年至2026年由1.38亿升快速攀升至11.92亿升。 表2：欧洲与美国地沟油回收率较高。 图8：欧洲与美国生物质航煤供给缺口（百万升/年）将逐步增大。 3.2.供给端：垃圾分类政策提升我国地沟油再生利用率 我国地沟油产量虽高，但受制于尚不完善的回收体系，回收率总体较低。 1）根据IRENA，我国地沟油产量全球最高，根据不同统计口径计算，国内年地沟油产量为558-1000万吨，占全球地沟油产量的31%以上。然而，我国目前回收率仅为5.6%，是美国回收率的七分之一，未来还有很大的提升空间。2）由于地沟油主要从餐饮或食品加工等企业的下水道或隔油池进行收集，工作环境恶劣、工作时间特殊、劳动强度大、人力成本高等因素导致我国地沟油原材料端回收经营者众多、市场集中度低，回收体系尚不完善。 垃圾分类政策将释放原材料端地沟油产量，原材料放量推动我国生物质航煤扩产进度提速。1）我国在46个垃圾分类重点城市试点的基础上，于2019年发布《在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》，要求到2025年，全国地级及以上城市基本建成生活垃圾分类处理系统，统筹解决餐厨垃圾、农贸市场垃圾等易腐垃圾处理问题。随着垃圾分类设施渗透率提高、回收体系的完善，餐厨垃圾中的废油脂回收率有望