在當今能源危機和全球變暖的背景下，生物柴油憑借其低碳、低硫、高閃點、燃燒更為充分等石化柴油不具備的優點，成為燃料界“新寵”，各國政府紛紛出臺相關政策以提高生物柴油在燃料中的摻混比例。
本文我們討論生物柴油產業鏈上下游的基本情況和變化趨勢。
產業鏈上游：依據資源稟賦的不同，各國選擇不同的原材料生產生物柴油，歐洲以菜籽油為主；巴西、阿根廷、美國以大豆油為主；馬來西亞和印度尼西亞以棕櫚油為主；我國以廢棄餐廚油脂UCO和地溝油為主。
產業鏈中游：國內以卓越新能、嘉澳環保、海新能科、山高環能（產能尚在建設之中）等企業為代表、海外以NESTE為代表的加工制造商，購買、收集相關原材料后生產酯基／烴基生物柴油。
產業鏈下游：中游制造商進一步將基／烴基生物柴油進一步深加工為環保增塑劑、醇酸樹脂等化工助劑，生物航煤SAF的主要原料則來自于烴基生物柴油。
依據收集方式的不同，廢棄油脂大致可以分為泔水油、地溝油和棕色油脂三類。泔水油是賓館、飯店和食品加工企業存留和排放的泔水，經過提煉處理制成的油，其主要來源是餐廚垃圾，經預處理、蒸餾、提煉等工序后可加工為工業級混合油（UCO），品質較高一般用于烴基生物柴油的原料；地溝油的主要來源是下水道、隔油池、污水處理系統等，品質較低（含硫量、水雜率等指標差），一般被國內生物柴油制造商用于制取酯基生物柴油（UCOME）的主要原料.
依據ISCC定義，僅在隔油池內收集的廢棄油脂屬于棕色油脂（FFA值較高），其品質介于工業級混合油與地溝油之間，棕色油脂基的生物柴油較地溝油基的生物柴油有50美元／噸的溢價（Argus統計）。
依據歐盟委員會的規定，UCO與地溝油均屬于Part B部分原材料，擁有使用上限；但棕色油脂屬于Part A部分原料，無使用上限。
[1]據Argus消息，2022年12月，歐盟考慮將棕色油脂從所謂先進原料或Part A部分的原料清單中去除，并將其放在Part B部分的原料下。這將使棕色油脂具有與餐廚廢油（UCO）相同的地位。新的原料清單將在2023年1月2日前公開進行意見征詢，正式通過時間尚待確定。
我國廢棄油脂資源化率較低。2021年中國餐廚垃圾產量為1.21億噸，潛在含油率5%，對應約600萬噸廢棄油脂；根據發改委調查數據顯示，僅可統計的地溝油規模已達40萬噸／年，還存在各種尚未得到妥善處理的其他形式廢棄油脂，綜合考慮消費方式、資源集中度、可收集范圍等因素，實際可供收集量約為800萬噸。
雖然可供收集的廢油脂資源眾多，但由于廢棄油脂產生源頭眾多，餐飲企業、酒店賓館、屠宰企業、單位食堂以及居民家庭廚房等數量巨大、分布廣泛，國家層面集中收集較為困難，據不完全統計，目前中國餐飲廢棄油脂收集利用量約為300萬噸（利用率不足40%），2021年約有150萬噸地溝油用于加工生物柴油，114萬噸被制作成UCO出口至國外，65%-70%的目的地都是歐盟。
（二）中游加工端：酯基向烴基轉型升級的趨勢已然顯現
第一代生物柴油是動植物油脂（脂肪酸甘油三酯）與醇類在酸（硫酸）、堿（氫氧化鈉，固體堿）、生物酶等物zi理化學催化作用下發生酯化反應得到脂肪酸甲酯（Fatty Acid Methyl Esters，FAME）。
但由于第一代生物柴油燃燒值低、凝固點高，使用場景受限，且只能按一定比例添加使用（通常為20%），新工藝即通過改變油脂的羧基官能團分子結構，使其脫除含氧基團，轉變成相對應的烷烴，并通過異構化降低凝點，改善生物柴油流動性。
第二代生物柴油就是通過加氫工藝脫除油脂中的氧和部分碳生成的烴類，其組成和結構與石化柴油類似，但對工藝水平和設備的先進性要求較高。
我國生物柴油行業產能利用率較低。由于人口、飲食習慣、糧食戰略等因素，我國生產的生物柴油主要以餐飲廢棄油脂為原料，但廢棄油脂市場呈現“小散亂”的格局，很多生物柴油企業無法獲取足夠的原材料用于生產，如何以低廉的價格獲取更多的廢棄油脂原材料是中國生物柴油企業所面臨的核心難題。
目前我國生物柴油產能以酯基為主，但向烴基轉型升級的趨勢已然顯現。據中國石油和化工聯合會統計，截至2021年我國主要生物柴油生產企業的合計產能為227萬噸／年，頭部前10名企業的總產能就接近200萬噸，馬太效應明顯。
如果將中小企業產能也計算在內，我們認為目前中國酯基生物柴油名義產能約為250-300萬噸，上市公司中除卓越新能和嘉澳環保外，山高環能亦在山東規劃了10萬噸／年產能。
烴基生物柴油較酯基生物柴油工藝上要求更高，國內上市公司僅有海新能科擁有40萬噸／年的產能（2021年產能利用率6.43%）；除海新能科外，山高環能、卓越新能分別規劃了40萬噸／年和20萬噸／年的烴基生物柴油產線。非上市公司中易高環保（25萬噸／年）、揚州建元（14萬噸／年）、石家莊常佑（20萬噸／年）等亦有所布局。
（三）下游深加工端：生物航煤（SAF）藍海亟待開啟
生物航煤是近年來發展最快的生物液體燃料與可持續航空燃料。生物航煤政策的實施起源于全球民航業每年排放的大量溫室氣體。
根據國際航空運輸協會（IATA）統計，當前全球航煤消費量約為2.7億噸／年，對應排放溫室氣體超過9億噸，占全球排放總量的3%。
由于航空燃料產生的溫室氣體基本排放在平流層，對氣候變化影響更大；且航空運輸企業從技術層面實現減碳沒有太多選擇，因此開發可實現碳減排的航空替代燃料已成為國際民航業的共識。
生物航煤與石油基航煤的組成與結構相似、性能接近，滿足航空器動力性能和安全要求，全生命周期二氧化碳可減排50%以上，是目前最現實可行的燃料替代方案和溫室氣體減排途徑。
多國發展規模化航空生物燃料市場。歐盟各國和美國政府紛紛出臺相關政策，以提高生物航煤在飛機燃料中的添加比例。
2021年10月我國政府出臺的《2030年前碳達峰行動方案》，亦提到“保持石油消費處于合理區間，逐步調整汽油消費規模，大力推進先進生物液體燃料、可持續航空燃料（SAF）等替代傳統燃油，提升終端燃油產品能效。”
根據IATA統計，從2008年至今，全球已有超過45家航空公司，37萬架次航班使用了生物航煤。目前美國、加拿大、挪威等國已經形成航空生物燃料規模化市場，建立了“原料—煉制—運輸—加注+認證”的完整產業鏈。各大能源公司、航空公司、飛機制造商也積極參與生物航煤的研發、生產或試用。參考IATA預測，截至2025年，全球SAF使用量將達到700萬噸；2030年將達到2000萬噸，潛在市場空間超過500億美金[2]。
[2]依據S&P對新加坡FOB SAF的價格數據統計
烴基生物柴油（HVO）異構化是成本最低、應用最廣泛的生物航煤技術。當前全球共有7種生物航煤技術路線通過ASTMD7566認證。
主流工藝路線中，油脂加氫脫氧-加氫改質技術路線（HEFA）以非食用動植物油脂為原料，通過兩段加氫工藝生產生物航煤，是當前成本最低、應用最廣泛的技術路線。
低轉化率+高成本仍為行業發展最大限制。盡管動植物油脂HEFA已實現規模化應用，但仍面臨高昂的原料成本。
以餐飲廢棄油脂為例，當前HEFA工藝轉化率最高可達到60%，即生產1噸生物航煤需消耗1.67噸廢油脂。
與酯基生物柴油90%以上的轉化率相比，生物航煤的高原料成本是制約行業發展的重要因素；其缺陷主要來自于加氫脫氧的工藝路線，雖然可以使產品與常規石油基噴氣燃料碳數分布基本相同，但會造成一定原料的分子量減少，并產生大量副產品，致使原料轉化率降低。
中國生物航煤產品自主供應穩步推進。2020年8月，中國首套生物航煤裝置中石化鎮海煉化10萬噸／年生產裝置建成，并于2022年5月通過可持續生物材料圓桌會議認證，成為亞洲第一個獲得全球可持續生物材料圓桌會議認證（RSB認證）的產品。
2024年1月，河南君恒生物可持續航空燃料通過中國民航局適航認證，君恒生物成為我國首家獲得可持續航空燃料適航證的民營企業。
此外民營企業也積極向生物航煤領域延伸，東華能源2022年2月與UOP簽署《戰略合作協議》，計劃引進Ecofining工藝建設2套50萬噸／年生物航煤項目，第1套裝置預計于2023年投產；嘉澳環保2022年9月公告100萬噸／年生物航煤項目分兩期建設，其中第一期計劃投資約40億元，建設50萬噸／年生物航煤項目，市場消息24年9月份投產。
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來源：減碳明星
