在全球能源轉(zhuǎn)型加速與地緣動蕩頻發(fā)的雙重驅(qū)動下,以綠氫、綠氨、綠色甲醇、可持續(xù)航空燃料(SAF)等為核心的綠色燃料,正成為航運、航空、重化工等高耗能、難脫碳領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵支撐,也是重構(gòu)全球能源體系、保障能源安全的重要抓手。當(dāng)前,全球綠色燃料產(chǎn)業(yè)正處于從單一領(lǐng)域試點向全領(lǐng)域規(guī)模化轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵節(jié)點,在減排剛需、技術(shù)突破、政策驅(qū)動的三重推動下,發(fā)展空間廣闊。
中國石化經(jīng)濟技術(shù)研究院 李 雪
全球綠色燃料產(chǎn)業(yè)呈多區(qū)域差異化發(fā)展格局
綠色燃料,是指在全生命周期中符合生態(tài)環(huán)境保護要求,碳排放較低的燃料。政策是全球綠色燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動力。國際海事組織(IMO)2023年修訂船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略,提出到2030年、2040年溫室氣體排放總量較2008年至少降低20%、70%,爭取達到30%、80%,2050年前后實現(xiàn)凈零排放目標(biāo)。國際民航組織(ICAO)通過國際航空碳抵消和減排機制(CORSIA),要求航空業(yè)碳排放量2021年~2035年保持零增長,2050年實現(xiàn)碳中和,CORSIA將在2027年強制實施。此外,歐盟、美國、韓國、日本等地區(qū)和國家政府也相繼出臺政策法規(guī),推動氫基綠色燃料加速發(fā)展。當(dāng)前,各國依托自身能源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)與政策導(dǎo)向,在航運、航空、重化工等三大核心脫碳領(lǐng)域形成了特色布局。
歐洲:法規(guī)強制驅(qū)動,引領(lǐng)綠色燃料多領(lǐng)域應(yīng)用
歐盟將航運業(yè)納入碳市場,并出臺《歐盟海運燃料條例》,從碳配額和技術(shù)層面強制推進碳減排,要求所有5000總噸(GT)及以上的商用船舶,按照歐盟碳市場價格核算應(yīng)繳碳配額,并從技術(shù)層面直接對船舶溫室氣體排放進行限定,超過規(guī)定碳排放強度需要繳納相應(yīng)罰款。
在航空領(lǐng)域,歐盟依托可再生能源指令(RED III)與FuelEU Aviation政策,強制要求民航航班摻混可持續(xù)航空燃料(SAF),2025年摻混比例達2%、2035年達20%、2050年達70%。值得注意的是,歐盟2026年取消向航空業(yè)發(fā)放免費碳配額,并從碳排放交易系統(tǒng)(ETS)收入中劃撥16億歐元(約合128.2億元人民幣)支持SAF發(fā)展,采取財政補貼、稅收減免、金融支持等優(yōu)惠措施降低其生產(chǎn)成本。歐洲現(xiàn)已成為全球SAF應(yīng)用核心區(qū)域,2025年SAF用量已占全球總量70%以上,其中巴黎、法蘭克福、阿姆斯特丹機場已實現(xiàn)SAF常態(tài)化加注。
亞太:綠色燃料產(chǎn)業(yè)增長最快,我國成為核心引擎
我國立足“十五五”規(guī)劃,近期各項政策密集加碼,綠色燃料產(chǎn)業(yè)迎來跨越式發(fā)展窗口期,產(chǎn)業(yè)規(guī)模、技術(shù)突破與場景應(yīng)用均領(lǐng)跑全球。航運領(lǐng)域,截至2025年底,綠色甲醇備案產(chǎn)能已突破6500萬噸/年,上海、寧波舟山、深圳等核心港口實現(xiàn)液化天然氣(LNG)、綠色甲醇雙燃料常態(tài)化加注,綠氨加注、船舶適配改造技術(shù)接連實現(xiàn)突破,保稅加注體系持續(xù)完善。航空領(lǐng)域,SAF產(chǎn)能快速釋放,廢棄油脂、農(nóng)林廢棄物制SAF項目不斷落地,北京、上海、廣州等樞紐機場常態(tài)化開展SAF加注試點。重化工領(lǐng)域,風(fēng)光制綠氫合成氨、綠氫直接還原鐵等項目規(guī)?;涞兀苿痈吆哪苄袠I(yè)從源頭降碳,同時兼顧能源自主可控,減少對海外化石能源的依賴。
日本要求,到2030年,航運領(lǐng)域碳排放量比2008年減少90%以上,并于2050年實現(xiàn)碳中和;SAF占航空燃料的比例必須達到10%,并配套財政補貼與旅客稅費機制,加速航空脫碳。此外,日本和韓國積極研發(fā)適配多場景的綠氨燃燒與儲運技術(shù),提出煤電摻氨燃燒規(guī)?;茝V目標(biāo),到2030年氫/氨發(fā)電將占其總發(fā)電量的1%;到2038年氫/氨發(fā)電將占其總發(fā)電量的5.5%。同時,還布局綠氫、綠氨用于鋼鐵冶煉,推動重化工低碳轉(zhuǎn)型。
新加坡聚焦航運與航空雙樞紐定位,依托自由貿(mào)易港優(yōu)勢,打造全球綠色燃料補給中心,在航運領(lǐng)域推進綠色甲醇、生物燃料、LNG加注業(yè)務(wù)。新加坡提出,2030年起,在港口運營的新工作船必須采用全電動力、B100生物燃料、氫等凈零燃料或其他零排放方案;到2050年,港口船舶必須以凈零排放方式運行。航空領(lǐng)域則通過政策約束與市場化舉措?yún)f(xié)同發(fā)力,計劃2027年起實施SAF強制摻混要求,初期摻混比例為1%,后續(xù)逐步提升,2030年將增至3%~5%,并同步推行旅客SAF附加費制度,設(shè)立專項基金統(tǒng)一采購SAF,以平抑供應(yīng)鏈成本波動。這一模式區(qū)別于歐盟的強監(jiān)管路徑,以柔性市場化手段推動航空領(lǐng)域減碳,為亞太地區(qū)普及SAF提供參考。
美洲:綠色燃料布局分層明顯,聚焦本土資源與合規(guī)需求
美國政策以市場化激勵為主,對國際統(tǒng)一碳規(guī)則持謹慎態(tài)度。航運領(lǐng)域主要依托頁巖氣資源,LNG燃料應(yīng)用成熟,綠色甲醇、綠氨項目正穩(wěn)步試點。航空領(lǐng)域,美國是全球第二大SAF消費市場,農(nóng)業(yè)部積極推動農(nóng)林廢棄物制SAF產(chǎn)業(yè)化,樞紐機場SAF加注覆蓋率持續(xù)提升。美國能源部、交通部、聯(lián)邦航空管理局等推出“SAF大挑戰(zhàn)”行動計劃,擬投入43億美元,到2030年至少實現(xiàn)30億加侖(約906萬噸)的SAF供給,2050年實現(xiàn)100%的SAF供給。重化工領(lǐng)域則聚焦綠氫和生物燃料與碳捕集、利用與封存(CCUS)在煉油、鋼鐵行業(yè)的應(yīng)用。
巴西依托甘蔗、大豆等生物質(zhì)資源優(yōu)勢,已實現(xiàn)生物燃料的全場景滲透,航運與航空領(lǐng)域生物燃料應(yīng)用成本全球最低。通過《未來燃料法》,巴西將乙醇與汽油的混合比例從22%提高到27%,目標(biāo)是2030年達到35%,生物柴油的混合比例2030年達到20%。重化工領(lǐng)域以生物柴油替代傳統(tǒng)燃料,同時布局LNG與綠氨項目,打造南美區(qū)域綠色燃料供應(yīng)中心。
中東:資源賦能,綠氨與航運協(xié)同
中東國家依托豐富的天然氣、風(fēng)光資源,將綠氨作為核心綠色燃料,重點布局重化工與航運領(lǐng)域。憑借低成本能源優(yōu)勢,規(guī)劃建設(shè)全球最大綠氨制備基地,一方面將綠氨用于本土化工、發(fā)電等重化工產(chǎn)業(yè),替代傳統(tǒng)化石能源;另一方面依托全球航運樞紐地位,打造綠氨加注與出口基地,滿足全球遠洋航運脫碳需求。
與此同時,中東國家還啟動航空領(lǐng)域SAF布局,構(gòu)建綠氨為主、多燃料補充的產(chǎn)業(yè)體系,推動向綠色低碳轉(zhuǎn)型。
我國綠色燃料發(fā)展已形成全產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢
“十五五”時期,我國綠色燃料產(chǎn)業(yè)迎來政策與市場雙重機遇。今年政府工作報告明確提出設(shè)立國家低碳轉(zhuǎn)型基金,培育氫能、綠色燃料為新增長點,“十五五”規(guī)劃綱要更將綠色低碳與能源安全置于突出位置,為綠色燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展錨定方向。
目前,綠色燃料產(chǎn)業(yè)政策呈現(xiàn)“頂層設(shè)計引領(lǐng)、央地協(xié)同發(fā)力、全鏈條系統(tǒng)推進”的特征。國家層面出臺行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與專項方案,構(gòu)建起戰(zhàn)略、規(guī)劃、資金、標(biāo)準(zhǔn)四維頂層框架。中央通過以獎代補、試點示范賦能產(chǎn)業(yè)發(fā)展,地方則結(jié)合資源稟賦布局風(fēng)光氫氨醇項目,以上海為代表的城市打造航運加注中心,形成上下貫通、精準(zhǔn)落地的推進格局。政策覆蓋技術(shù)攻關(guān)、原料保障、生產(chǎn)應(yīng)用、儲運加注與碳認證全鏈條,貫通“電—氫—燃料—應(yīng)用”閉環(huán),為產(chǎn)業(yè)規(guī)?;⑹袌龌?、國際化發(fā)展提供堅實支撐。
產(chǎn)業(yè)規(guī)模方面,截至2025年底,我國風(fēng)光氫基能源項目共908個,合計規(guī)劃綠氫產(chǎn)能為1526萬噸/年,已建成綠氫產(chǎn)能突破26.5萬噸/年。累計規(guī)劃綠醇產(chǎn)能約6480萬噸/年、綠氨產(chǎn)能約2570萬噸/年、SAF產(chǎn)能近800萬噸/年。
空間布局上,我國綠色氫氨醇項目呈現(xiàn)“北方資源型省份領(lǐng)跑、東部沿海示范帶動、中西部潛力地區(qū)加速跟進”的格局,與資源稟賦、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和交通條件深度契合。其中,內(nèi)蒙古項目數(shù)量最多,已建立多個綠氫基地,重點建設(shè)配套管網(wǎng)。其次是新疆,以昌吉、烏魯木齊、喀什為主,重點布局煤化工耦合綠氫、綠氨生產(chǎn)項目。沿海地區(qū)依托港口優(yōu)勢布局綠氨、綠醇項目,便于產(chǎn)品運輸和出口。
我國SAF市場供需兩側(cè)均處于起步階段,需求潛力較大。全國已有6家生產(chǎn)企業(yè)投產(chǎn),應(yīng)用場景主要為航司試飛和機場試點。預(yù)計2030年我國SAF需求量將達到130萬~150萬噸,占航煤需求總量的2%~3%。目前我國正在持續(xù)完善SAF政策,暫未出臺強制性摻混比例要求。
多方協(xié)同促進我國綠色燃料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展
我國綠色燃料產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強勁,但仍面臨多重挑戰(zhàn)。首先是標(biāo)準(zhǔn)認證體系尚不完善,與國際認證規(guī)則存在差異,產(chǎn)品認證周期長、成本高等,制約了國際貿(mào)易流通與市場準(zhǔn)入。其次是技術(shù)經(jīng)濟性瓶頸突出,綠氫、綠氨、綠色甲醇及SAF等核心產(chǎn)品的規(guī)?;a(chǎn)技術(shù)尚未成熟,單位能耗與生產(chǎn)成本仍高于傳統(tǒng)燃料,商業(yè)化難度大。與此同時,資源與需求的時空錯配問題顯著,跨區(qū)域長距離輸送設(shè)施建設(shè)滯后,物流成本高、損耗大,阻礙了綠色燃料的高效流通與產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展。
需從以下5個方面協(xié)同推進,促進綠色燃料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
強化頂層設(shè)計,將綠色燃料納入新型能源體系建設(shè)重點,統(tǒng)籌“制儲輸用”一體化產(chǎn)業(yè),明確其在“沙戈荒”新能源基地開發(fā)中的靈活負荷定位。支持“氫電協(xié)同、以氫代儲”的新能源大基地開發(fā)模式,統(tǒng)籌布局全國性輸氫管道,降低氫基燃料儲運成本。
聚焦技術(shù)攻關(guān),設(shè)立國家低碳轉(zhuǎn)型基金綠色燃料專項,重點支持柔性電解水制氫、波動性適配合成、生物質(zhì)高效氣化、液氫等新型技術(shù)攻關(guān)。加速推進綠色氫氨醇一體化示范項目建設(shè),盡快形成可復(fù)制推廣的技術(shù)路徑和商業(yè)模式。
完善標(biāo)準(zhǔn)機制,建立與國際接軌的綠色燃料認證、碳足跡核算和追溯全生命周期標(biāo)準(zhǔn)體系,推動綠色燃料產(chǎn)品納入國家核證自愿減排量(CCER)交易,通過市場機制彌補初期成本差距。完善綠電直供、綠電交易與碳市場協(xié)同機制,為綠色燃料生產(chǎn)提供穩(wěn)定經(jīng)濟的零碳電力保障。
加強政策支持,針對長輸管道工程等一次性投入較大的初期項目,在生產(chǎn)端、消費端提供補貼、無息貸款等支持政策,激發(fā)有效市場需求,推動重點項目盡快落地。
深化產(chǎn)業(yè)融合,支持油氣田與風(fēng)光資源協(xié)同開發(fā),利用油氣產(chǎn)區(qū)豐富用能場景和二氧化碳驅(qū)油需求,構(gòu)建“綠電—綠氫—綠色燃料—綠色化工”循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈,推動油氣企業(yè)向綜合能源服務(wù)商轉(zhuǎn)型。
中國石化綠色燃料實踐案例
綠氫:開啟氫能工業(yè)化應(yīng)用
中國石化在新疆庫車建成我國首個萬噸級光伏制綠氫示范項目,成為開啟氫能時代的關(guān)鍵。氫能是公認的終極清潔能源。新疆庫車綠氫項目配套300兆瓦光伏發(fā)電,年產(chǎn)綠氫2萬噸,通過管道直供塔河煉化,替代天然氣制氫,每年可減排二氧化碳48.5萬噸。該項目貫通“光伏發(fā)電—綠電輸送—電解水制氫—氫氣儲輸—綠氫煉化”全產(chǎn)業(yè)鏈,實現(xiàn)我國綠氫工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用零的突破,為煉化行業(yè)深度脫碳提供了全新路徑。
綠色甲醇:助力航運脫碳
燃料油公司近期為招商輪船旗下全球首艘甲醇雙燃料動力汽車滾裝船完成綠色甲醇加注,標(biāo)志著中國石化船用綠色甲醇業(yè)務(wù)實現(xiàn)零的突破,并證明我國已具備船用綠色甲醇全環(huán)節(jié)國產(chǎn)化供應(yīng)能力。此次加注累計使用綠色甲醇約300噸,全生命周期可實現(xiàn)70%的溫室氣體減排,累計可減少碳排放460噸,從源頭大幅降低航運作業(yè)對海洋生態(tài)、港口環(huán)境的污染影響。中國石化正持續(xù)完善綠色甲醇加注體系和供應(yīng)鏈建設(shè),順應(yīng)航運業(yè)碳減排發(fā)展趨勢,以清潔能源創(chuàng)新實踐助力全球航運業(yè)綠色轉(zhuǎn)型。
生物航煤:實現(xiàn)多場景應(yīng)用
鎮(zhèn)海煉化生物航煤裝置是我國首套生物航煤工業(yè)化裝置,設(shè)計加工能力為10萬噸,若滿負荷運行,一年可消化一座千萬人口城市回收的餐飲廢油,真正實現(xiàn)“變廢為寶”。該裝置每年可減碳約8萬噸,相當(dāng)于近5萬輛經(jīng)濟型轎車停開一年的排放量。2022年5月,裝置原料、工藝及產(chǎn)品獲得可持續(xù)生物材料圓桌會議(RSB)認證,拿到進軍國際市場的“綠色通行證”。目前,鎮(zhèn)海煉化的生物航煤已實現(xiàn)從制造基地到商業(yè)航班、從客運航空到貨運航空、從國內(nèi)航線到國際航線的全覆蓋。
(節(jié)選自《共進》中英文融媒體期刊4月刊)
綠色燃料的技術(shù)路線
綠氫:以電解水制氫技術(shù)為主
目前電解水制氫技術(shù)主要包括:堿性電解水(ALK)、質(zhì)子交換膜電解水(PEM)、固體氧化物電解水(SOEC)、陰離子交換膜電解水(AEM)。
ALK技術(shù)是我國現(xiàn)階段主流的電解水制氫技術(shù),堿性電解槽綜合競爭力已超越國外產(chǎn)品。在技術(shù)層面,以“實用化+規(guī)?;?rdquo;構(gòu)建優(yōu)勢,單槽產(chǎn)氫量普遍達到1000~2000標(biāo)準(zhǔn)立方米/時(Nm3/h),最大單槽產(chǎn)氫量達到5000Nm3/h,遠超國外的500~1000Nm3/h;經(jīng)濟性上,我國產(chǎn)品已形成絕對優(yōu)勢,初始投資僅600~1200元/千瓦(約100~200美元/千瓦),遠低于國外的400~800美元/千瓦。
PEM技術(shù)高效、響應(yīng)快速、氫氣純度高,是當(dāng)前電解水制氫的理想選擇,但成本高于ALK技術(shù)。
SOEC技術(shù)電能轉(zhuǎn)化效率可接近100%,引入二氧化碳還能生產(chǎn)合成氣,為合成燃料生產(chǎn)提供新途徑。但該技術(shù)面臨高溫下材料穩(wěn)定性和系統(tǒng)熱管理難度大等問題,目前仍處于技術(shù)驗證和系統(tǒng)測試階段。
AEM技術(shù)采用鎳、鈷、鐵等非貴金屬材料作為電極和催化劑,成本大幅降低,且產(chǎn)氫純度高、系統(tǒng)響應(yīng)速度快,適合與波動性較大的可再生能源發(fā)電結(jié)合,有廣闊的應(yīng)用前景。目前,AEM技術(shù)正處于千瓦級的開發(fā)階段,要實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,仍需在材料、結(jié)構(gòu)等方面持續(xù)創(chuàng)新。
此外,新型制氫技術(shù)正在迅速發(fā)展。核能制氫(又稱碘硫循環(huán)制氫)是以二氧化硫、水和碘為原料在本生反應(yīng)下生成氫氣,適于大規(guī)模制氫,但目前處于實驗階段;中科院光學(xué)所研發(fā)的多面體鈦酸鍶聚光催化制氫技術(shù),據(jù)測算規(guī)?;茪涑杀究蛇_12元/千克。
綠色甲醇:工業(yè)化生產(chǎn)路徑各有側(cè)重
綠色甲醇主要工業(yè)化生產(chǎn)路徑包括:綠氫和二氧化碳直接制甲醇、綠氫與二氧化碳間接制甲醇、生物質(zhì)氣化耦合綠氫制甲醇。
綠氫與二氧化碳直接制甲醇是現(xiàn)階段產(chǎn)業(yè)化最成熟的主流路線,已初步實現(xiàn)商業(yè)化,中科院大連化物所的“液態(tài)陽光”技術(shù)就是基于該路線。
綠氫與二氧化碳間接制甲醇采用逆水煤氣變換(RWGS)反應(yīng)+合成氣加氫工藝,技術(shù)成熟,催化劑穩(wěn)定性高,但工藝流程較復(fù)雜。
生物質(zhì)氣化耦合綠氫制甲醇的核心在于生物質(zhì)氣化過程,可實現(xiàn)碳循環(huán)利用,但受限于生物質(zhì)原料的穩(wěn)定性和規(guī)模化供應(yīng),在歐盟低碳燃料標(biāo)準(zhǔn)的推動下,被視為符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)的潛力方向。
SAF:多技術(shù)路線并行
美國材料與試驗協(xié)會(ASTM)標(biāo)準(zhǔn)認定的SAF生產(chǎn)技術(shù)路線有11條,航空業(yè)普遍認為有較大發(fā)展前景的路線包括:油脂加氫工藝(HEFA)、生物質(zhì)氣化—費托合成工藝(G+FT)、醇制噴氣燃料(AtJ)、二氧化碳加氫工藝(PtL)。
目前大部分SAF生產(chǎn)采用HEFA工藝,采用G+FT路線的項目大多處于示范和中試階段。由于原料可獲得性問題,我國AtJ技術(shù)研究較少。此外,PtL工藝減碳能力強、無原材料供應(yīng)制約,是當(dāng)前全球SAF研究重點方向。
SAF發(fā)展有助于全球航空業(yè)實現(xiàn)減排目標(biāo),但現(xiàn)階段成本挑戰(zhàn)比較嚴峻,全球范圍內(nèi)SAF成本是化石基航煤的2~7倍。
責(zé)任編輯: 張磊