【案例整理】生物质燃料推广应用的国际经验及启示

发布者:刘召峰发布时间:2024-04-23浏览次数:12

生物质燃料通过为现有技术提供低碳解决方案,在运输脱碳方面发挥着特别重要的作用,例如在短期内的轻型车辆和在长期内的重型卡车,船舶和飞机,几乎没有可替代和具有成本效益的解决方案。2022年,生物质燃料需求达到4.3 EJ(1700亿升),超过了2019Covid-19大流行之前的水平。然而,要实现2050年净零排放(NZE)及相关减排目标,仍需要大幅增加生物质燃料产量。本报告对生物质燃料投资发展障碍、推广应用国际经验进行了梳理总结,以期为中国生物质燃料的发展提供有益启示。

一、/目前生物质燃料投资发展面临的难题

据国际可再生能源署(IRENA)估算,要实现净零排放目标,生物质燃料需要从2016年的1300亿升增加至2050年的6500亿升。20232028年间,生物质燃料需求将增加380亿升,比过去五年增长近30%。事实上,到2028年,生物质燃料的总需求将增长23%,达到2000亿升,其中可再生柴油和乙醇占这一增长的三分之二,生物柴油和生物喷气燃料占其余部分。尽管如此,自2011年以来,全球对先进生物质燃料生产的投资一直呈下降趋势。当前生物质燃料投资发展主要面临以下难题。一是监管的不确定性。国际关于生物质燃料的管理框架一直在变化,导致生物质燃料有关投资活动在过去十年中一直停滞不前。例如,自2009年以来,随着欧盟《可再生能源指令(RED) I(2009)、《间接土地利用变化指令(ILUC)(2015)的颁布和2018年《可再生能源指令(RED) II》政治协议的批准,三次重大立法变化都对生物质燃料投资活动产生了不确定性冲击;《能源独立与安全法》(EISA)下的美国可再生燃料标准(RFS)为生物燃料公司的运营提供了一个更可预测的框架,但美国国会试图修改或驳斥EISA立法,对生物质燃料市场投资带来不可预期的风险。二是生物质燃料混合阈值(blend wall)的限制。生物质燃料混合阈值是在不对燃油管线和车辆发动机造成腐蚀的情况下,可以混合到汽油中的最大乙醇量,目前阈值为10%左右。生物质燃料混合阈值受限导致生物质燃料生产投资规模难以扩大。三是有限的原料供应制约了生物质燃料生产规模扩大,特别是能源作物稳定供应的问题。由于生物质燃料的市场有限,在乙醇工厂进入市场并提供有保障的供应之前,农民不会专门种植原料作物,投资者将认为原料供应得不到保证。四是来自相对低成本化石燃料的竞争替代。当生物质燃料通过税收激励而不是强制推广时,生物质燃料和化石燃料之间存在竞争问题,投资者更倾向于对具有较低成本的化石燃料项目进行投资。

二、/生物质燃料推广应用的国际经验

尽管欧盟、美国、加拿大、日本等发达经济体生物质燃料应用走在世界前列,近些年巴西、印度尼西亚、印度等新兴经济体对生物质燃料的需求越来越大,在生物质燃料推广应用方面积累了丰富经验。作为二十国集团(G20)成员国,2023G20峰会期间,印度、巴西、美国等多位国家领导人共同宣布正式成立全球生物质燃料联盟(GBA),旨在推动全球生物质燃料持续健康发展。目前全球超过80%的生物质燃料生产集中在四个市场,即美国、巴西、欧洲和印度尼西亚。从国际经验来看,目前印度、巴西、和美国通过采取一系列政策,都成功地扩大了生物质燃料生产,进而减少运输部门的温室气体排放。

 

印度发布《国家生物质燃料政策》(2018),设定了乙醇(2030年混合20%)和生物柴油(2030年混合5%)的混合目标,不同燃料的原料要求,并规定了11个部委协调政府行动的责任。2018年至2023年间,印度用于汽油混合的乙醇产量和需求增长了近两倍,目前占比接近12%(按能源基础计算为7%),现在成为世界第三大乙醇生产国和消费国。为了使原料多样化,除了甘蔗之外,印度还为玉米乙醇提供了单独的定价,包括从棉花秸秆、小麦秸秆、水稻秸秆、甘蔗渣和竹子等农业残留物生产的乙醇。同时,印度鼓励使用灵活燃料的汽车,包括两轮车在内的老式汽车也可以进行改装。此外,温室气体测量和报告要求将有助于印度确保和改善运输部门使用生物燃料造成的温室气体减排。

 

巴西是生物质燃料生产和部署的全球先驱,成功将生物质燃料法规、财政激励措施和可持续性要求结合起来,扩大了安全和可负担得起的生物质燃料供应,随着1975ProAlcohol计划的实施,乙醇混合要求正式开始实施,此后,混合要求逐渐增加到27%(按体积计算),目前可以使用汽油或乙醇的灵活燃料汽车占巴西轻型汽车的近90%。为了提高生物质燃料工厂的绩效,减少温室气体排放,并建立液体生物质燃料的长期激励机制,2016年巴西实施RenovaBio计划,该计划为运输部门设定了全生命周期温室气体强度降低目标。据巴西政府估计,到2030年,乙醇的使用量将增加55%,达到460亿升,生物柴油的使用量将从2022年的水平增加85%,达到115亿升。对于生物柴油,巴西在2005年制定的混合目标为2%,到2023年逐步增加至12%,到2026年增加至15%

 

美国是迄今为止世界上最大的生物质燃料生产国,占全球产量的40%,美国乙醇和生物柴油的混合始于2005年通过《能源政策法案》引入的可再生燃料标准(RFS),该标准随后在2007年的《能源独立与安全法》下进行了修订和扩展,可再生燃料标准要求燃料分销商根据其市场份额完成规定的年度可再生能源数量义务,燃料供应商通过可交易的可再生识别号码证明其合规性。另一方面,美国通过出台税收抵免、补贴和农业政策等方式支持可再生燃料标准的混合义务。2022年,美国发布了《通货膨胀削减法案》(IRA),其中规定生物质燃料的生产、投资和基础设施税收抵免和补贴将一直延续到2032年,以上政策极大促进了美国生物质燃料的发展,截至2022年,美国乙醇产量达到580亿升,几乎相当于汽油能源需求的7%

三、/对中国的启示

虽然每个国家的做法和面临的挑战不同,但各国在支持生物质燃料规模发展扩大方面存在广泛的相似之处,这对推动中国生物质燃料产业的发展具有良好启示,主要体现在以下几个方面。一是制定生物质燃料长期发展战略,将原料供应、能源安全、食品安全、投资需求、经济影响、技术标准和规范、贸易政策以及与更广泛的政府目标协调纳入生物质燃料发展战略规划。二是制定生产授权、财政激励、基于绩效的温室气体强度目标等一些明确的政策措施,对投资者释放明确的利好市场信号。三是促进生物质燃料技术创新,通过制定温室气体减排政策、采取对新技术的财政激励以及提高效率和原料要求推动持续创新。四是确保生物质燃料供应安全和成本可负担,通过全面了解生物质原料的可用性(如可用供应的背景下设定目标)、政策的灵活性(如可以修改政策的条件)和降低成本的措施(如信贷市场、基于绩效的政策和成本门槛),有助于确保生物质燃料安全和可负担的供应。具体而言,首先是提高土地生产力,充分利用现有耕地和边际用地。其次是改进与现有生物燃料技术(如残植物油)兼容的原料的废物和残渣收集。再次是采用能够处理不同原料(如纤维素乙醇)的技术。此外,通过碳捕集利用和封存(CCUS)等技术以及提高效率,显著降低生物燃料的生命周期碳强度,也有助于减少以减少温室气体排放为目标的市场的原料压力。五是提升生物质燃料的可持续性,政策设计应包含明确的技术指南、度量方法、报告和实践验证。例如,确立全生命周期温室气体阈值和基于绩效的减排目标,可以确保温室气体减排并鼓励更有效的工厂运营;再如,粮食安全,生物质燃料政策制定的一个核心原则是保护和加强粮食安全。年度成本和原料评估、灵活的政策设计、原料指导以及在粮食和燃料供应之间转换的技术灵活性,都是在扩大生物质燃料生产的同时保护和加强粮食安全的重要举措。六是加强国际合作,国际论坛和双边协议有助于分享生物质燃料相关政策经验、转让技术、协调可持续性要求和加速创新,同时可以加速可持续生物质燃料的部署并改善贸易。

 

     (罗理恒,上海社会科学院生态与可持续发展研究所助理研究员)

参考文献

[1] IEA. Clean Energy Transitions Programme[R].2024.

[2] IEA. Biofuel Policy in Brazil, India and the United States[R].2023.

[3] IEA. Net Zero Roadmap A Global Pathway to Keep the 1.5°C Goal in Reach[R].2023.

[4] IEA. Renewables, Analysis and Forecast to 2028[R].2023.

[5] IEA.World Energy Outlook[R].2023.

[6] IRENA. Advanced Biofuels, What Holds Them Back?[R].2019.