一、引言随着全球对气候变化问题的重视和经济社会对可持续发展要求的不断提高，国际社会对航空业碳减排的呼声越来越高，国际民航组织(International Civil Aviation Organizition，简称ICAO)、国际航空运输协会(International Air Transport Association，简称IATA)等机构纷纷提出航空业碳减排的目标和实施路径，航空业面临日益严峻的碳减排压力。在“双碳”目标下，中国民航局在《“十四五”民航绿色发展规划》中明确提出要发展可持续航空燃料。2023年4月6日在中法两国元首见证下，中国航油与空客公司签署可持续航空燃料供应合作协议，航空业减碳步伐加快。航空业碳减排关键在于航空油料的绿色化。生物航油以其技术相对成熟、原料丰富、对现有航空发动机适应性好、全生命周期基本实现零碳排放等优势，而成为当前商用规模最大、发展潜力较好的绿色航空燃料品种，近年来其产业在低碳发展理念的推动下获得了较快发展。生物航油发展已有10余年历程，商业应用日益广泛，国内尚鲜见从产业角度对其进行研究。本文对生物航油产业展开研究，分析其产业结构及影响因素，并对我国发展生物航油产业提出建议。

二、生物航油及其产业发展历程

2019年，航空业温室气体排放占全球排放的1.8%(约10.6亿吨二氧化碳)，占排放总量的2.5%～3%。据国际航空运输协会预测，如果不采取减碳措施，到本世纪中叶航空业温室气体排放将占全球排放总量的22%。航油燃烧约占总排放量的79%，可持续航空燃料(SustainableAviationFuel，可持续航油燃料，简称SAF)对传统化石航油的替代是减碳的关键。电动、氢能飞机和以生物航油为燃料的飞机均可大幅降低碳排放，但从当前技术水平看，电动和氢能飞机的大规模商业化应用还不成熟，而生物航油以其来源广泛、具有与化石航油基本相同的特质、无须

改动发动机的特征，在当前最具商业前景，目前所称的SAF即指生物航油。生物航油是以多种动植物油脂或其它生物质材料为原料，采用加氢脱氧等技术生产出来的航空燃料，从原料生产、航油炼制和使用全生命周期角度考虑，较化石航油可以降低80%以上的温室气体排放，且无须改变飞机和机场基础设施。

国际民航组织、国际航空运输协会等机构，均将生物航油的大规模使用作为航空业减碳的有力措施。生物航油从实验室走向商业，经历了较长的尝试和发展阶段。2011年10月7日，英国汤普森航空公司成功推出了首个由英国机场始发的“地沟油航班”，可以视为生物航油首个商业化应用。生物航油产业的发展，可划分为在全球关注航空业碳减排之前和之后两个时期。第一个时期(2011年～2016年)，生物航油的推动力量在欧洲，主要是试验性的商业化飞行。2012年1月1日起，欧盟通过以征收航空碳税的形式将民用航空领域纳入其碳排放交易体系之中。虽然这一做法受到了国际社会的强烈反对，违反了规制气候变化的《气候变化框架公约》和《京都议定书》，也违反了规制民用航空的《芝加哥公约》，但仍然警醒全球逐渐意识到航空业脱碳的必然趋势，也将目光聚集到生物航油的试验应用上。美国、荷兰、中国等相继开展生物航油试验生产和飞行，但这一时期，生物航油市场还未建立，各厂商仍然是试验性质地研究和生产，航空公司也是试验性地飞行，生物航油产业总体上还处于孕育阶段。

第二个时期(2016年～至今)，生物航油的发展仍由欧洲拉动，但全球各国商业化应用的主动性普遍增强。2016年,国际民航组织提出了国际航空碳抵消及减排机制(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation，国际航空业碳抵消与削减机制，简称CORSIA)。这是第一个全球性的行业市场减排机制，并明确从2027年开始该机制将具有强制性。在需求和使用侧，航空业公司在碳排放收紧的政策、补贴激励政策和企业自身对环保、社会和治理(Environment、Social、Corporate Governance，简称ESG)的要求下，加快使用生物航油以降低碳排放。如美国大陆航空、德国汉莎航空、荷兰皇家航空、日本全日空航空等纷纷加大对生物航油的采购和使用;一些机场为了降低碳排放，提出“低碳机场”“近零碳机场”的概念。在生产和供应侧，为满足不断增长的生物航油需求抢占市场，传统油品生产商和新兴企业加快对生物航油产业投资和布局，不断提高生物航油产量以满足市场需要。

英国石油、皇家荷兰壳牌公司、道达尔公司、NESTE、SKYNRG、中石油、中石化、三聚环保等纷纷加大对生物航油的研发、投资和生产，以抢占这一前景广阔的绿色能源市场。

在这一时期，生物航油的技术路线不断创新、原料范围不断扩大，生产和消费量不断升高，生物航油产业进入快速的发展阶段。

三、生物航油供需格局分析经过10多年的发展，全球生物航油逐渐形成了不同于传统化石航油的独特供需格局。从总量上看，全球生物航油的消费量和产量逐年增高。消费量2019年约0.25亿升，2020年约0.63亿升，2021年为1亿升，2022年约3亿升;生产量2019年约0.5亿升，2020年约1.25亿升，2021年约1.5亿升，2022年超过3亿升。从供需总量数据看，一是生物航油生产和消费增长很快，二是随着航空业减碳政策不断收紧，已从供需宽松转向供需紧张的格局。国际航协表示，2022年“航空公司用尽了每一滴生产出的SAF”。但值得注意的是，由于生物航油和二代生物柴油可以共用原材料和工艺设施，烃基生物柴油(Hydrogenated Vegetable Oil，简称HVO)的产能在一定程度上可以视为SAF的生产供应上限。

因此，如果把HVO产能加进去，目前广义的SAF生产供应能力仍然大大超过需求，随着生物燃料厂商不断投资新建、扩建、改建的生物航油工厂投产，SAF的生产供应能力在短期内更将远超需求。但如果欧盟、国际民航组织和国际航协、各国政府等提高对生物航油的强制使用比例和要求，根据国际航协的测算数据，目前的广义SAF产能将远不能满足需求。从区域上看，当前使用生物航油是由欧洲航空公司发起和拉动的，绝大部分的生物航油使用主要集中在欧洲，美国有少量使用，其它区域都是试验性的使用，如中国仅限于国航、东航等试验飞行和空客飞机交付的掺混加注。

但生物航油的生产与使用区域并不重叠，目前主要形成了以欧洲、南北美洲、东南亚和中国为主的几大生产区域，且形成了东南亚、中国、巴西和阿根廷生产出的产品出口至欧洲使用的格局。从结构上看，目前商业化的生物航油生产主要采用脂肪酸类加氢处理的技术路线(Hydroprocessed Esters and Fatty Acids，加氢处理的脂类和脂肪酸燃料，简称HEFA)，其它技术路线由于原材料、产出率、经济性等原因尚很少采用，仍在不断探索中。生物航油与传统化石航油的一个显著区别是，生物航油会以原材料的不同划分为不同的品种，如由菜籽油、大豆油、棕榈油、餐厨废油(Used Cooking Oil，简称UCO)等生产的SAF，不同的SAF价格也不一致。目前，东南亚主要以棕榈油为原料，美国主要以大豆、玉米为原料，欧洲主要以菜籽油和UCO为原料，中国以UCO为原料。随着全球对粮食安全的关注，以粮食作物生产越来越受到制约，如棕榈油SAF已在欧洲受到限制，以UCO生产的SAF市场越来越大。四、生物航油产业结构分析从生物航油产业链条来看，整个产业包括上游原材料环节、中游生产炼制环节、下游供应和消费环节。

(一)上游原材料环节生物航油的上游原材料环节包括原料的收集、生产、加工、销售。生物航油的原料具有不标准、分散化、难获取、难以持续稳定供应等特点。在对SAF的技术认定上，美国材料测试协会(American Society for Testing Materials，简称ASTM)制定了编号为ASTMD7566的行业技术标准。截至2022年底，共有八种主流技术路线，原料结构涵盖非食用动植物油、动物脂肪等，并随着技术迭代逐渐向废油、微生物油转型升级。HEFA是目前商业化应用的主流技术路线，原材料是动植物油和餐厨废油。在当前以HEFA为主流的技术路线下，上游散乱的结构使原材料市场具有鲜明的“因地制宜、分散布局”的特征。从全球原材料市场来看，分为欧洲、美洲、东南亚和中国区域市场。每个市场主要与该区域稳定的原材料和生物燃料原料政策导向有关。原材料在欧洲主要是菜籽油、南北美洲主要是大豆、东南亚主要是棕榈油，中国从“不与人争粮”政策出发，原料主要是餐厨废油。对应于区域特征明显的原料市场，参与上游市场的主体相应具有多样化的特点。为了寻找多余农产品的消费市场，提高议价能力，最早参与上游市场的是农产品公司，如美国从以大豆为乙醇汽油、印度尼西亚和马来西亚以棕榈油为生物柴油提供原料，逐渐扩展到为生物航油提供原料。为了确保原料的稳定供应，传统石化公司和生物燃料生产企业也进入上游市场，如英国石油BP在2022年收购了英国最大加氢植物油供应商GBF30%的股份，还与农业与种子公司Nufarm签订了为期10年的战略承购和市场开发协议，以获得生产可持续生物燃料的原料供应。由于原料和生产区域的分割，且为了从原油、成品油、农产品价格波动中套保或牟利，各大贸易商也加入了上游原料市场，期货市场主体也间接进入了这个市场。除此以外，还有一些原本不涉及该市场的主体也进入该领域，如我国的上市公司山高环能在国内餐厨废油收集领域优势明显，2022年底已达到日收集处理能力约5000吨，顶峰集团也在餐厨废油收集领域展开布局。上游市场的分散特征和多样化的市场参与主体，使其竞争格局较为激烈，并未形成垄断或寡头格局，有利于中游生产环节对上游的议价能力，但不利于上游市场的统一有序发展。

(二)中游生产炼制环节生物航油的生产炼制是整个产业链最关键的环节，决定了整个行业的技术水平和效率，对上游原料市场的发展也具有决定性意义，从产能上对下游供应和消费市场具有重要的约束能力。在技术路线上，与传统化石航油已经具有的成熟稳定生产技术路线不同，生物航油的生产炼制呈现出“多种技术路线并存、HEFA一家独大”的特征。前文已述，目前存在8种主流技术路线，主要受制于原材料稳定获取、工艺复杂性、产出率和生产线投资等因素影响，技术发展较慢。当前，商业化应用最成熟、最主流的为HEFA技术路线，已投产或正在建设的生物航油工厂绝大部分采用该技术路线，费托合成法和醇喷合成法技术路线有部分应用。生物航油的生产和生物柴油密切相关，两者生产原料相同，二代生物柴油装置能够通过工艺延伸和参数调节后直接生产生物航油，因此除部分专用于生产生物航油的装置外，很多工厂可以在生物柴油和生物航油之间根据市场需求切换。从区域布局看，为了兼顾原材料获取和产品贸易销售的便利性，

生物航油炼厂主要分布在荷兰、西班牙、美国的印第安纳和俄勒冈州等区、巴西的皮奥伊和圣保罗州、印度尼西亚、马来西亚、新加坡、中国、日本和韩国等地。

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