先进生物燃料（SAF、可再生柴油与生物甲烷）

01概览与价值链

标记：[EC: ReFuelEU Aviation & RED III | OECD: Bioenergy | 监管机构: EPA（美国）、ADEME（法国）、FERC（美国）]

先进生物燃料将废弃油脂、作物与木质纤维素残余物转化为直接替代（drop-in）燃料，在全生命周期内 较化石对应物减排 50–90%，且无需改造发动机或基础设施。可持续航空燃料（SAF）是需求高峰： 2024 年全球 SAF 产量约达 150 万吨——约 19 亿升，但仍仅占航空燃料的 0.53%；IATA 预计 2025 年需求约 600 万吨，2030 年达 2000 万吨，到 2050 年升至约 35,800 万吨，届时 SAF 将 贡献航空业 65% 的减排量。三条转化路线占主导：油脂加氢（HEFA）、醇制航煤（ATJ）与厌氧消化 制生物甲烷。其协同效应在于原料灵活性与炼厂复用：同一股废弃油脂可随价格与政策强制比例 在可再生柴油与 SAF 之间切换。

先进生物燃料的关键方向：

1. HEFA 可再生柴油与 SAF (Hydroprocessed Esters & Fatty Acids)： 将废弃食用油、动物油脂 与植物油加氢制成柴油与航煤——当前主流路线，废弃油脂路径碳强度约 20 克CO2e/兆焦。
2. 醇制航煤 SAF (Alcohol-to-Jet)： 乙醇或异丁醇经脱水、齐聚与加氢制成航煤范围石蜡， 与 Jet A-1 完全兼容。
3. 作为燃料与平台的生物乙醇 (Bioethanol)： 玉米、甘蔗与纤维素糖发酵制乙醇，用于 E15+ 掺混并作为 ATJ 原料。
4. 生物甲烷与沼气 (Biomethane)： 城市与农业残余物经消化产沼气，再提纯为可注入管网的 可再生天然气。

部门价值链

[原料] ──> [预处理] ──> [转化] ──> [提质]
                                  │
                          (H2 + 催化)
                                  │
                                  ▼
[SAF + 柴油 + RNG] <─── [认证] <─────┘

价值链层级

部门交叉技术：

• HEFA 加氢 (HEFA Hydroprocessing)： 用氢对油脂进行催化脱氧。
• 醇制航煤催化 (Alcohol-to-Jet Catalysis)： 醇类的脱水–齐聚–加氢。
• 碳捕集与封存 (Carbon Capture & Sequestration)： 第六类封存以降低路径碳强度。

02美国

美国坐拥全球最大的乙醇基础，并在 EPA 可再生燃料标准与 IRA 清洁燃料抵免下扩大醇制航煤。

renewable fuel standard, alcohol-to-jet scale-up, corn ethanol base

• POET： 美国最大的生物乙醇生产商，拥有 35 个生物炼厂；其谢尔比维尔工厂将产量从 9800 万加仑/年翻倍至 1.93 亿加仑/年（2 亿美元投资，2027 年第四季度完工），仅爱荷华州 2024 年就生产了 46 亿加仑乙醇。
• LanzaJet： 位于佐治亚州索珀顿的 Freedom Pines Fuels 是全球首座商业规模的乙醇制 SAF 工厂，投资逾 3 亿美元，自 2025 年 11 月起运营。
• Gevo： 位于北达科他州理查顿的 ATJ-30 项目将乙醇制航煤与第六类碳封存结合，依托逾 550 项专利组合。

03中国

中国通过废弃油脂 HEFA 工厂与 CAAC 适航认证为航空脱碳，自 2023 年起在四个机场开展国家级 SAF 试点。

waste-oil HEFA SAF, CAAC certification, airport pilots

• EcoCeres： 其张家港工厂以废弃残余原料生产 HEFA-SPK，全生命周期减排达 90%，并于 2025 年 9 月成为第 5 家获 CAAC CTSOA 的中国生产商，成为在成都为商业航班加注的"火花计划"试点支柱。
• Jiaao Enprotech（603822.SH）： 其连云港生物航煤项目以废弃油脂年产 50 万吨，引入 BP 作为战略投资者并获 ISCC 与 CAAC 认证；2025 年 5 月完成中国首单约 1.34 万吨生物航煤出口。
• 国家级 SAF 试点： CAAC 与发改委在主要机场开展分阶段 SAF 试验，推进常态化掺混。

04欧盟

欧盟以强制性的 ReFuelEU Aviation 法案拉动需求，并在 HEFA 产能与生物甲烷炼厂方面领先。

ReFuelEU mandate, HEFA leadership, biomethane biorefineries

• Neste： 全球最大的 SAF 生产商，在新加坡、鹿特丹与波尔沃拥有约 330 万吨/年可再生产能、2025 年约 150 万吨 SAF，目标到 2027 年实现 220 万吨/年 SAF 与 680 万吨/年可再生产品。
• Verbio： 运营生物甲烷、生物柴油与生物乙醇炼厂，约 1400 名员工，通过乙烯解增加可再生化学品，并在美国内华达州设有乙醇/生物甲烷工厂。
• ReFuelEU Aviation： 要求 SAF 份额自 2025 年起逐步上升至 2030 年的 6%，RED III 要求至少 50% 的减排并禁止使用粮食基原料。

05领先企业与研究机构

06技术栈与创新

技术栈依托三大转化平台，各自匹配一类原料。

1. HEFA 加氢 (HEFA Hydroprocessing)：
   • 废弃油脂加氢产出可再生柴油与 SAF，全生命周期减排 50–90%。
   • Neste 在现有炼厂内共炼 SAF，可再生产能约达 330 万吨/年。
2. 醇制航煤催化 (Alcohol-to-Jet)：
   • 乙醇或异丁醇经脱水、齐聚与加氢制成与 Jet A-1 兼容的燃料。
   • LanzaJet 的 Freedom Pines 于 2025 年成为首座商业乙醇制航煤工厂；Praj 许可 Axens Jetanol 路线。
3. 厌氧消化与生物甲烷 (Biomethane)：
   • 城市与农业残余物消化产沼气，再提纯为可注入管网的 RNG。
   • Verbio 以区域生物质运营循环型生物甲烷炼厂。

07价值链与生产流程

HEFA SAF 生产工业流程 (ASTM D7566)

┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 1. 原料收集               │ ───> │ 2. 预处理                 │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
                                                 │
                                                 ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 4. 加氢裂化               │ <─── │ 3. 加氢处理 (HDO)         │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘
              │
              ▼
┌───────────────────────────┐      ┌───────────────────────────┐
│ 5. 分馏                   │ ───> │ 6. 认证与发运             │
└───────────────────────────┘      └───────────────────────────┘

阶段 1：原料收集

废食用油、动物油脂与作物残余物被汇集，并就水分、游离脂肪酸与杂质进行质检。

阶段 2：预处理

脱胶、脱色与脱酸对油脂进行调质，保护下游催化剂免于中毒。

阶段 3：加氢处理 (HDO)

用氢进行催化加氢脱氧，从油脂中脱除氧，产出直链石蜡。

阶段 4：加氢裂化

裂化与异构化将石蜡分解并支化为航煤与柴油范围的分子。

阶段 5：分馏

蒸馏将物流分为 SAF 与可再生柴油馏分，按需求与价格平衡。

阶段 6：认证与发运

组分按 ASTM D7566 与 ISCC 检测，掺混至规格后发运至航司与车队。