2024绿色化工系列研究：可持续燃油（SAF）

2024Research Report on China Green Chemical Industry–Sustainable Fuel ©2024.10SixsigmaResearch 绿色化工系列深度研究-可持续燃油 SAF市场天花板高、刚性强 不同于船舶、工业领域降碳，SAF是航空领域降碳的唯一路径。也是双碳赛道为数不多千亿刚性TAM机会。其增长驱动力本质由全球性的民航公约及国际法支持，无关地缘属性，市场空间及增速均具备确定性。 SAF具备标品化属性，将围绕成本展开充分市场化竞争 SAF与传统航空燃油一样是标品，需与传统航油组分尽可能接近。一方面适航认证周期将大幅缩短，带来更加低资金门槛的赛道准入机会。另一方面，降本也是SAF赛道最关键的竞争力评判要素。 SAF赛道中长期面临成本出清逻辑 随供应商产能爬坡，SAF全球价格长期将逐渐下降，赛道将迎来出清逻辑。综合成本难以压低的玩家将逐步退出舞台。原料及生产流程低碳合规、成本低廉、工艺稳定可持续的玩家有望快速占领市场份额。 SAF产业链环节多、上下游资源协同需求极强 SAF的生产是多环节协同的系统工程。成本作为SAF竞争力的具现化体现，受产销链条的多重因素影响。SAF产业的本质是围绕技术工艺本身的性能特点和成本优势，创造更大利润空间，并进一步向上下游分润，从而打通产业链条，深度绑定上下游资源，最终塑造其他玩家难以超越的终端综合成本优势 上游原料将展开竞价效应，可持续关注中长期绿色原料的技术变革机会 需充分重视SAF、绿醇等一系列绿色化工产业需求增长对生物质原料价格在2030-2040年这一时间窗口内的抬升效应。DAC、CO2共电解作为终局路径，长期有望成为新的绿色碳源和氢源，耦合高收率费托玩家掀起新一轮产业变革。 可持续燃油（SAF）专题研究报告摘要 政策&市场 产品 •传统生物柴油难以满足商飞掺混的性能要求，新一代SAF具有更好的物化性质，可实现100%掺混；•航司作为终端客户，力推SAF验证，国内外各大航司与发动机厂商均已完成SAF试飞安全性测试•SAF作为标品，成本是唯一竞争要素；未来SAF价格随传统航油价格波动，15000是成本生死线•HEFA路线技术壁垒较低，长期受限于成本，发展受限；而费托、醇喷及其他新兴路线有望实现更低成本的规模化量产•ASTM是SAF国际化销售的统一产品认证机构，HEFA、费托等七条路径已得到其认证 •随着CORSIA的出台，全球性强制政策已形成，航空降碳势在必行•电动化、氢能路线无法适用商飞，SAF成为商飞唯一路径，形成全球共识•欧美亚各国纷纷出台法案，规定SAF掺混比例；掺混的目标、罚款机制清晰，市场需求明确且确定•SAF的全球化市场形成，传统航油的总消耗量*掺混比例*SAF价格释放出数千亿级的刚需市场 上下游产业生态 核心能力与关注点 •工程共建方：成熟的规模化化工建造团队•下游客户：航油运营商为主，国内集中、海外分散•地方政府：单厂的建设资质与用地审批，原料供应资源等方面均可形成强力赋能•上游原料方：高产能天花板+低集中度+低工艺复杂度 •核心技术能力：高收率、低成本、稳定连续生产能力是关键•工艺包正向的迭代能力：规模化放大的基础上，保持并提高效率，固投边际效用释放•工程化建设能力：化工国家队，能力与经验最为成熟，可直接复用•销售能力：连续生产稳定性及价格是打动航油客户的核心指标 可持续燃油专题研究-政策&市场 通过CORSIA已形成受国际民航公约保护的全球航空业降碳约束力，欧盟已率先执行 政策趋势 •ICAO采用SARPs (国际标准和建议措施)形式将实施CORSIA机制的所有关键要素和程序、管理纳入附件16第IV卷•SARPs的法律效力来源于《国际民用航空公约》第37条，该条明确各成员国应当与ICAO标准、建议措施保持最大程度的一致性。•《国际民用航空公约》属国际法，具备法律效力 阶段1（2023） 欧盟ETS+RefuelEU落地实施，在欧盟成员国内部形成降碳指标强制性落地+罚款碳税征收措施 阶段2（2024-2026） CORSIA第一阶段（自愿阶段）。航空业降碳监测+实施相关措施通过CORSIA向外辐射，对126个自愿参与的成员国开始征收碳税+罚款 受益于强监管、跨国境的特点，民航业得以成为为数不多以行业为单位在全球统一开展减碳安排的行业 阶段3（2027-） CORSIA第二阶段（强制阶段）。欧盟对CORSIA运行效果进行评估，如达到预期效果，则对所有非豁免CORSIA成员国强制推行CORSIA降碳政策。若CORSIA未能充分实现《巴黎协定》，则以ETS+RefuelEU政策替代CORSIA，对全球强制推行。CORSIA受《国际民航公约》保护，具备全球意义上的法律约束力 可持续燃油专题研究-政策&市场 从综合能量密度以及现有航空动力适配度看，低碳燃油是航空业降碳的最优路径 氢能与现有商飞系统适配度低 受限于电池能量密度，纯电架构难以适配商飞 SAF能兼顾减碳和能量密度需求 5000Wh/kg SAF生物燃油能量密度：9944Wh/kg •航空商飞跨越里程长，单位距离能耗高。能量密度随代际线性增长的动力电池难以追赶商飞所需的能量密度水平。 •飞机燃料需要液氢以满足操作和安全要求，现阶段低温高压大规模液储存在技术瓶颈，相同能量下，液态氢体积是常规喷气燃料的数倍 •现阶段，链状SAF能量密度可达到传统燃油的79.7%，通过添加适量环烷烃和芳香烃（从纤维素合成）后，能量密度可进一步提升 •一架北京到上海的90座飞机需要搭载45吨电池*，等于其自身起飞重量。如果换成燃油只需3.6吨。燃油架构在商飞场景确定性强，难以被电气化架构替代。 •生 产 并 使 用SAF相 较 于 传 统 燃 油，能 降 低69%-90%的CO2排放 •氢动力电池和氢汽轮机尚未完全解决寿命和系统鲁棒性问题。商飞动力系统需要按照氢能架构重新设计，并完成安全性验证和试飞。 •现有飞机配套基础设施也需按氢能制储运架构重新投资建设 •SAF组分与传统燃油相仿，按要求掺混后能无缝衔接现有的商飞动力系统，今年5月，罗尔斯罗伊斯已完成100%SAF航空燃料第一阶段飞行测试 可持续燃油专题研究-政策&市场 欧美亚各国出台强制掺混令，非油基SAF需求增量明确 英国： 2024.04.20，英国政府发布英国SAF掺混强制令。以2025年2%，2030年10%的比例对航司进行约束 强制掺混： 相较于碳税等基于市场的调节手段，强制掺混相当于直接安排了SAF的渗透率，市场逻辑更加直接 欧盟： 2023年10月，欧盟理事会通过《RefuelEU航空法规》，2025年SAF强制掺混比例2%，2030年需达6%，到2035年需达20%，到2040年需达34%，到2045年占比需达42%，到2050年占比需达70% 日本： 出台强制政策规定截至2030年SAF强制掺混率需达到10%，对应140万吨SAF需求增量 HEFA-Cap： 印度： 掺混强制令中，原料方面，截至2030年，英国规定HEFA法将只占据71%以内的SAF供应量，其余SAF来源应由更先进的可持续航油如生物质费托、电制SAF（共电解）或其他非油基路径构成 2023年11月，印度国家生物燃料协调委员会制定了SAF初步指示性掺混目标，到2027年实现航空燃料中SAF的掺混比例达到1%，到2028年达到2% 印度尼西亚： 2025年5%的SAF强制掺混，对应40万吨SAF增量需求 土耳其： 2025年1%强制掺混，2030年5%，对应30万吨SAF需求 可持续燃油专题研究-政策&市场 政策刚性驱动，生物燃油市场规模有望在2025和30年分别达980亿和1638亿元 欧盟今年出台RefuelEU协议，规定了欧盟2025年航空燃料至少需要掺混2%生物燃料。该比例在2030年为6%。除此之外，工业生产、船舶运输也受制于碳税落地，增加对生物燃油的需求。基于HEFA/SAF生产生物原油可通过精馏调整组分，用于各降碳场景。截至2023，全球已有合计数百万吨生物燃油产能落地 2022年中国生物燃油生产100多万吨，均为HEFA路线。其中龙岩卓越能源占据40万吨，2022年龙岩卓越出售生物燃油收入40亿元。市场未来增长驱动力主要为随碳税收紧，中国与欧洲存在航空、化工用品贸易往来的相关大型公司对生物燃油降碳降本的整体需求增加 可持续燃油专题研究-产品分析 生物燃油中，新一代HVO和SAF具备更好的物化性质，且掺混比例不受限制 生物燃油是指以可再生的油脂资源如动植物油脂、微生物油脂以及餐饮废油等为原料，经过酯化反应、氢化裂解等工艺制得的液体燃料，可作为石化燃料的替代品。根据制备方法与最终产品的不同，生物燃油可以划分为三大品类：酯基生物柴油(FAME)、烃基生物柴油(HVO)和可持续航空燃料(SAF），国内习惯将FAME称为第一代生物柴油，HVO称为第二代生物柴油。 可持续燃油专题研究-产品分析 可持续燃油专题研究-产品分析 由于对标的传统航油具备标品属性，SAF所需实现的组分和理化性质也需标准化。不存在产品层组分及性能差异的竞争要素 可持续燃油专题研究-产品分析技术路径选择方面，HEFA成熟度最高，其他SAF路线均处于量产放大的窗口期 可持续燃油专题研究-产品分析 SAF长期理性价格在1-1.5万元。产能爬升加速价格回归理性区间。新路线有望在长期出清格局中快速占据市场份额 RefuelEU对罚款政策的具体要求规定，对未掺混达到额定目标的航司额外处以“不低于传统航油价格2倍”的罚款。因此SAF长期具备经济性的理性价格水平为传统航油的3倍左右* 过往传统航油价格3倍测算，SAF超过50%以上的时间落在单价14970元以上 可持续燃油专题研究-产品分析 可持续燃油专题研究-产品分析 HEFA路径几大技术来源中，NESTE总在产规模最大，Honeywell授权客户最多 可持续燃油专题研究-产品分析 农林废弃物、沼气等前道生物质潜在天花板高，有望成为SAF重要原料来源 可持续燃油专题研究-产品分析 农林废弃物、沼气等前道生物质潜在天花板高，有望成为国产SAF重要原料来源 可持续燃油专题研究-产品分析 费托路径以CANS项目成熟度最高，授权建厂规模最大；醇喷路径大型投产产能较少 可持续燃油专题研究-产品分析 SAF路径需进入ASTM标准才能实际应用，目前已有7条技术路线获批 可持续燃油专题研究-产业链分析 成本是竞争力的具现化体现，但受多重要素综合影响 可持续燃油专题研究-产业链分析 立足技术驱动的综合利润空间，协调、撬动上下游资源是燃油合成方的重要竞争力 标准认证方 技术授权/工艺包出售方 分为绿色认证（ISCC）和适航审定（民航二所/ASTM）两种，分别考察SAF单厂生产从原料到成品全生命周期的碳排放量，以及组分物化性质是否达到航空标准。 单纯的技术授权方以AirBP这类绑定承购协议，以“上游伙伴稳定、低价供油”的战略目标为出发点，并不出售工艺包，相反会向有潜力的合成方进行战略投资加深控制权。工艺包出售方的角色则以海外催化大厂为主，集中于HEFA这一成熟路线。 原料供应点位 廉价、大量、绿色。HEFA前道供应商往往需同时具备复杂的地沟油纯化工程能力，其他路径前道伙伴选择更加灵活。沼气/生物质处理工程公司、市政污水垃圾类环保工程公司、农林畜牧业产业集团甚至地方政府都能直接成为合作对象 燃油合成方 航油加注运营方 无论何种工艺路径，综合转化率、单位产能前置固投、能耗是合成方工艺包最需关注的核心指标。也是合成方的核心竞争力 也即SAF直接采购方。自身往往配备较强的炼化及油品组分调控能力，与审定机构保持长期良好合作关系。在SAF新浪潮中核心战略诉求是“低价、稳定、大量地获得SAF供应”。 合成方自身大多需要承担“承上启下”的工程化建设任务，如原