在全球能源轉型加速與地緣動蕩頻發的雙重驅動下,以綠氫、綠氨、綠色甲醇、可持續航空燃料(SAF)等為核心的綠色燃料,正成為航運、航空、重化工等高耗能、難脫碳領域實現低碳轉型的關鍵支撐,也是重構全球能源體系、保障能源安全的重要抓手。當前,全球綠色燃料產業正處于從單一領域試點向全領域規模化轉型的關鍵節點,在減排剛需、技術突破、政策驅動的三重推動下,發展空間廣闊。
中國石化經濟技術研究院 李 雪
全球綠色燃料產業呈多區域差異化發展格局
綠色燃料,是指在全生命周期中符合生態環境保護要求,碳排放較低的燃料。政策是全球綠色燃料產業發展的核心驅動力。國際海事組織(IMO)2023年修訂船舶溫室氣體減排戰略,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年前后實現凈零排放目標。國際民航組織(ICAO)通過國際航空碳抵消和減排機制(CORSIA),要求航空業碳排放量2021年~2035年保持零增長,2050年實現碳中和,CORSIA將在2027年強制實施。此外,歐盟、美國、韓國、日本等地區和國家政府也相繼出臺政策法規,推動氫基綠色燃料加速發展。當前,各國依托自身能源稟賦、產業基礎與政策導向,在航運、航空、重化工等三大核心脫碳領域形成了特色布局。
歐洲:法規強制驅動,引領綠色燃料多領域應用
歐盟將航運業納入碳市場,并出臺《歐盟海運燃料條例》,從碳配額和技術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繳碳配額,并從技術層面直接對船舶溫室氣體排放進行限定,超過規定碳排放強度需要繳納相應罰款。
在航空領域,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年取消向航空業發放免費碳配額,并從碳排放交易系統(ETS)收入中劃撥16億歐元(約合128.2億元人民幣)支持SAF發展,采取財政補貼、稅收減免、金融支持等優惠措施降低其生產成本。歐洲現已成為全球SAF應用核心區域,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SAF常態化加注。
亞太:綠色燃料產業增長最快,我國成為核心引擎
我國立足“十五五”規劃,近期各項政策密集加碼,綠色燃料產業迎來跨越式發展窗口期,產業規模、技術突破與場景應用均領跑全球。航運領域,截至2025年底,綠色甲醇備案產能已突破6500萬噸/年,上海、寧波舟山、深圳等核心港口實現液化天然氣(LNG)、綠色甲醇雙燃料常態化加注,綠氨加注、船舶適配改造技術接連實現突破,保稅加注體系持續完善。航空領域,SAF產能快速釋放,廢棄油脂、農林廢棄物制SAF項目不斷落地,北京、上海、廣州等樞紐機場常態化開展SAF加注試點。重化工領域,風光制綠氫合成氨、綠氫直接還原鐵等項目規模化落地,推動高耗能行業從源頭降碳,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,航運領域碳排放量比2008年減少90%以上,并于2050年實現碳中和;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適配多場景的綠氨燃燒與儲運技術,提出煤電摻氨燃燒規模化推廣目標,到2030年氫/氨發電將占其總發電量的1%;到2038年氫/氨發電將占其總發電量的5.5%。同時,還布局綠氫、綠氨用于鋼鐵冶煉,推動重化工低碳轉型。
新加坡聚焦航運與航空雙樞紐定位,依托自由貿易港優勢,打造全球綠色燃料補給中心,在航運領域推進綠色甲醇、生物燃料、LNG加注業務。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。航空領域則通過政策約束與市場化舉措協同發力,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,設立專項基金統一采購SAF,以平抑供應鏈成本波動。這一模式區別于歐盟的強監管路徑,以柔性市場化手段推動航空領域減碳,為亞太地區普及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需求
美國政策以市場化激勵為主,對國際統一碳規則持謹慎態度。航運領域主要依托頁巖氣資源,LNG燃料應用成熟,綠色甲醇、綠氨項目正穩步試點。航空領域,美國是全球第二大SAF消費市場,農業部積極推動農林廢棄物制SAF產業化,樞紐機場SAF加注覆蓋率持續提升。美國能源部、交通部、聯邦航空管理局等推出“SAF大挑戰”行動計劃,擬投入43億美元,到2030年至少實現30億加侖(約906萬噸)的SAF供給,2050年實現100%的SAF供給。重化工領域則聚焦綠氫和生物燃料與碳捕集、利用與封存(CCUS)在煉油、鋼鐵行業的應用。
巴西依托甘蔗、大豆等生物質資源優勢,已實現生物燃料的全場景滲透,航運與航空領域生物燃料應用成本全球最低。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%,目標是2030年達到35%,生物柴油的混合比例2030年達到20%。重化工領域以生物柴油替代傳統燃料,同時布局LNG與綠氨項目,打造南美區域綠色燃料供應中心。
中東:資源賦能,綠氨與航運協同
中東國家依托豐富的天然氣、風光資源,將綠氨作為核心綠色燃料,重點布局重化工與航運領域。憑借低成本能源優勢,規劃建設全球最大綠氨制備基地,一方面將綠氨用于本土化工、發電等重化工產業,替代傳統化石能源;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域SAF布局,構建綠氨為主、多燃料補充的產業體系,推動向綠色低碳轉型。
我國綠色燃料發展已形成全產業鏈優勢
“十五五”時期,我國綠色燃料產業迎來政策與市場雙重機遇。今年政府工作報告明確提出設立國家低碳轉型基金,培育氫能、綠色燃料為新增長點,“十五五”規劃綱要更將綠色低碳與能源安全置于突出位置,為綠色燃料產業發展錨定方向。
目前,綠色燃料產業政策呈現“頂層設計引領、央地協同發力、全鏈條系統推進”的特征。國家層面出臺行業標準與專項方案,構建起戰略、規劃、資金、標準四維頂層框架。中央通過以獎代補、試點示范賦能產業發展,地方則結合資源稟賦布局風光氫氨醇項目,以上海為代表的城市打造航運加注中心,形成上下貫通、精準落地的推進格局。政策覆蓋技術攻關、原料保障、生產應用、儲運加注與碳認證全鏈條,貫通“電—氫—燃料—應用”閉環,為產業規模化、市場化、國際化發展提供堅實支撐。
產業規模方面,截至2025年底,我國風光氫基能源項目共908個,合計規劃綠氫產能為1526萬噸/年,已建成綠氫產能突破26.5萬噸/年。累計規劃綠醇產能約6480萬噸/年、綠氨產能約2570萬噸/年、SAF產能近800萬噸/年。
空間布局上,我國綠色氫氨醇項目呈現“北方資源型省份領跑、東部沿海示范帶動、中西部潛力地區加速跟進”的格局,與資源稟賦、產業基礎和交通條件深度契合。其中,內蒙古項目數量最多,已建立多個綠氫基地,重點建設配套管網。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、綠氨生產項目。沿海地區依托港口優勢布局綠氨、綠醇項目,便于產品運輸和出口。
我國SAF市場供需兩側均處于起步階段,需求潛力較大。全國已有6家生產企業投產,應用場景主要為航司試飛和機場試點。預計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%。目前我國正在持續完善SAF政策,暫未出臺強制性摻混比例要求。
多方協同促進我國綠色燃料產業高質量發展
我國綠色燃料產業發展勢頭強勁,但仍面臨多重挑戰。首先是標準認證體系尚不完善,與國際認證規則存在差異,產品認證周期長、成本高等,制約了國際貿易流通與市場準入。其次是技術經濟性瓶頸突出,綠氫、綠氨、綠色甲醇及SAF等核心產品的規模化生產技術尚未成熟,單位能耗與生產成本仍高于傳統燃料,商業化難度大。與此同時,資源與需求的時空錯配問題顯著,跨區域長距離輸送設施建設滯后,物流成本高、損耗大,阻礙了綠色燃料的高效流通與產業整體發展。
需從以下5個方面協同推進,促進綠色燃料產業高質量發展。
強化頂層設計,將綠色燃料納入新型能源體系建設重點,統籌“制儲輸用”一體化產業,明確其在“沙戈荒”新能源基地開發中的靈活負荷定位。支持“氫電協同、以氫代儲”的新能源大基地開發模式,統籌布局全國性輸氫管道,降低氫基燃料儲運成本。
聚焦技術攻關,設立國家低碳轉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、生物質高效氣化、液氫等新型技術攻關。加速推進綠色氫氨醇一體化示范項目建設,盡快形成可復制推廣的技術路徑和商業模式。
完善標準機制,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準體系,推動綠色燃料產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同機制,為綠色燃料生產提供穩定經濟的零碳電力保障。
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,在生產端、消費端提供補貼、無息貸款等支持政策,激發有效市場需求,推動重點項目盡快落地。
深化產業融合,支持油氣田與風光資源協同開發,利用油氣產區豐富用能場景和二氧化碳驅油需求,構建“綠電—綠氫—綠色燃料—綠色化工”循環產業鏈,推動油氣企業向綜合能源服務商轉型。
中國石化綠色燃料實踐案例
綠氫:開啟氫能工業化應用
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300兆瓦光伏發電,年產綠氫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“光伏發電—綠電輸送—電解水制氫—氫氣儲輸—綠氫煉化”全產業鏈,實現我國綠氫工業化規模應用零的突破,為煉化行業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,標志著中國石化船用綠色甲醇業務實現零的突破,并證明我國已具備船用綠色甲醇全環節國產化供應能力。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對海洋生態、港口環境的污染影響。中國石化正持續完善綠色甲醇加注體系和供應鏈建設,順應航運業碳減排發展趨勢,以清潔能源創新實踐助力全球航運業綠色轉型。
生物航煤:實現多場景應用
鎮海煉化生物航煤裝置是我國首套生物航煤工業化裝置,設計加工能力為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“變廢為寶”。該裝置每年可減碳約8萬噸,相當于近5萬輛經濟型轎車停開一年的排放量。2022年5月,裝置原料、工藝及產品獲得可持續生物材料圓桌會議(RSB)認證,拿到進軍國際市場的“綠色通行證”。目前,鎮海煉化的生物航煤已實現從制造基地到商業航班、從客運航空到貨運航空、從國內航線到國際航線的全覆蓋。
(節選自《共進》中英文融媒體期刊4月刊)
綠色燃料的技術路線
綠氫:以電解水制氫技術為主
目前電解水制氫技術主要包括:堿性電解水(ALK)、質子交換膜電解水(PEM)、固體氧化物電解水(SOEC)、陰離子交換膜電解水(AEM)。
ALK技術是我國現階段主流的電解水制氫技術,堿性電解槽綜合競爭力已超越國外產品。在技術層面,以“實用化+規模化”構建優勢,單槽產氫量普遍達到1000~2000標準立方米/時(Nm3/h),最大單槽產氫量達到5000Nm3/h,遠超國外的500~1000Nm3/h;經濟性上,我國產品已形成絕對優勢,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技術高效、響應快速、氫氣純度高,是當前電解水制氫的理想選擇,但成本高于ALK技術。
SOEC技術電能轉化效率可接近100%,引入二氧化碳還能生產合成氣,為合成燃料生產提供新途徑。但該技術面臨高溫下材料穩定性和系統熱管理難度大等問題,目前仍處于技術驗證和系統測試階段。
AEM技術采用鎳、鈷、鐵等非貴金屬材料作為電極和催化劑,成本大幅降低,且產氫純度高、系統響應速度快,適合與波動性較大的可再生能源發電結合,有廣闊的應用前景。目前,AEM技術正處于千瓦級的開發階段,要實現大規模商業化應用,仍需在材料、結構等方面持續創新。
此外,新型制氫技術正在迅速發展。核能制氫(又稱碘硫循環制氫)是以二氧化硫、水和碘為原料在本生反應下生成氫氣,適于大規模制氫,但目前處于實驗階段;中科院光學所研發的多面體鈦酸鍶聚光催化制氫技術,據測算規模化制氫成本可達12元/千克。
綠色甲醇:工業化生產路徑各有側重
綠色甲醇主要工業化生產路徑包括:綠氫和二氧化碳直接制甲醇、綠氫與二氧化碳間接制甲醇、生物質氣化耦合綠氫制甲醇。
綠氫與二氧化碳直接制甲醇是現階段產業化最成熟的主流路線,已初步實現商業化,中科院大連化物所的“液態陽光”技術就是基于該路線。
綠氫與二氧化碳間接制甲醇采用逆水煤氣變換(RWGS)反應+合成氣加氫工藝,技術成熟,催化劑穩定性高,但工藝流程較復雜。
生物質氣化耦合綠氫制甲醇的核心在于生物質氣化過程,可實現碳循環利用,但受限于生物質原料的穩定性和規模化供應,在歐盟低碳燃料標準的推動下,被視為符合可持續發展目標的潛力方向。
SAF:多技術路線并行
美國材料與試驗協會(ASTM)標準認定的SAF生產技術路線有11條,航空業普遍認為有較大發展前景的路線包括:油脂加氫工藝(HEFA)、生物質氣化—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技術研究較少。此外,PtL工藝減碳能力強、無原材料供應制約,是當前全球SAF研究重點方向。
SAF發展有助于全球航空業實現減排目標,但現階段成本挑戰比較嚴峻,全球范圍內SAF成本是化石基航煤的2~7倍。
責任編輯: 張磊