全球生物柴油產業鏈前瞻
根據國家能源局,生物柴油通常指由植物油、動物油或廢棄油脂(俗稱“地溝油”)與甲醇或乙醇反應形成的脂肪酸甲酯或乙酯,也稱 BD100 生
根據國家能源局,生物柴油通常指由植物油、動物油或廢棄油脂(俗稱“地溝油”)與甲醇或乙醇反應形成的脂肪酸甲酯或乙酯,也稱 BD100 生物柴油。
具有十六烷值高、低硫、 無芳烴等特點,可作為車用柴油調和組分,是國際公認的可再生清潔燃料。
在國際上,此 種酯基生物柴油通常對應英文“Biodiesel”,以及根據原料區分的 FAME、RME、SME、 PME、TME、UCOME 等,有時也用“傳統生物柴油”與加氫生物柴油相區別。
生物柴油“Biodiesel”和可再生柴油“Renewable Diesel”區別何在
根據美國能源信息署 EIA、北美第一大可再生柴油生產商 DGD 和第一大生物柴油生產商 REG 定義,可再生柴油與生物柴油均屬于生物質柴油(Biomass-based diesel)。
但具有不同的分子結構:生物柴油是一種主要由大豆油制成的甲酯,對應 ASTM D6751;可再生柴 油用可持續的原料生產。
包括餐廚廢油脂 UCO、提煉的動物脂肪、以及不可食用的玉米 油等。采用加氫處理-異構化-分餾的方式加工而成,是一種清潔燃料,可將溫室氣體排放 量減少 80%。
可再生柴油是一種真正的碳氫化合物,在分子結構和化學成分上與化石柴油 相同,符合 ASTM 國際柴油燃料油標準 (D975),被稱為“石油柴油的低碳雙胞胎”。
其與現有引擎和基礎設施 100%兼容,可以在任何使用柴油的地方使用,且無需修改發動機或管 道。可再生柴油的能量密度值與超低硫柴油(ULSD) 相當,并且在寒冷和溫暖的氣候下都 表現良好。
在我國,區分“第一代生物柴油和第二代生物柴油”。第一代生 物柴油和第二代生物柴油的生產原料相同,但是采用不同的生產工藝,分別為酯交換和催化加氫。
第二代生物柴油又稱“氫化植物油 HVO/加氫脂肪酸脂和脂肪酸 HEFA、烴基生物 柴油”。與第一代生物柴油即脂肪酸甲酯相比,第二代生物柴油在化學結構上與柴油完全 相同。
具有與柴油相近的黏度和發熱值。具有較低的密度和較高的十六烷值、硫含量較低、 傾點低以及與柴油相當的氧化安定性等優勢。
因此在我國,使用餐廚廢油脂 UCO 采用酯 交換做出的 UCOME 屬于第一代生物柴油、采用加氫生成脂肪烴的可再生柴油屬于第二代 生物柴油;
在國際,區別“第一代生物燃料和第二代生物燃料”。根據英國石油網,第二代生物燃料(Second Generation Biofuels)與第一代的核心區別主要在于生產原料,以人類不可食 用的可持續、可再生的原料(或稱以廢棄資源綜合利用的油脂原料)來生產的先進生物燃料。
例如,使用不可食用的餐廚廢油脂 UCO 采用酯交換做出的 UCOME 和采用相同原料 加氫生成脂肪烴的可再生柴油兩種生物柴油,在歐盟都屬于第二代生物燃料。
為何要關注生物柴油產業鏈?
氣候變化是一項跨越國界的全球性挑戰。解決這一問題需要在各個層面進行協調,需要國際合作,幫助各國向低碳經濟轉型。為應對氣候變化,197 個國家于 2015 年 12 月通過了 《巴黎協定》。
于 2016 年 11 月 4 日正式生效,是具有法律約束力的國際條約,旨在大幅 減少全球溫室氣體排放,將本世紀全球氣溫升幅限制在 2℃以內
同時尋求將氣溫升幅進 一步限制在 1.5℃以內的措施。目前,共有 193 個締約方(192 個國家+歐盟)加入了《巴 黎協定》。
為實現二氧化碳減排目標,近年來,全球多個國家的能源使用結構悄然變化。歐盟、美國、日本、英 國、加拿大、韓國和南非等國家或地區紛紛提高溫室氣體減排承諾行動目標。
使用天然氣 替代燃煤發電,這導致其能源結構中天然氣的消費量大幅增長。從 2020 年來不斷創新高 的價格走勢上也反應出此種清潔能源的供不應求。
隨天然氣消費量增加的是生物燃料的需求。不同于前者不可再生的化石能源屬性,后者是 可再生的清潔能源,近年來發展迅速。
其中,生物燃料因原料來源多樣,產成品結構和性能等方面更接近化石燃料,且可以相對于其他形式的替代燃料產品以相對較低的代價廣泛 應用于交通運輸行業中,因而備受相關市場青睞。
生物燃料總供給量受制于原料供給。目前,生物燃料以燃料乙醇、生物柴油(含可再生柴 油)為主。其中燃料乙醇當前主要原料仍以糧食為主,非糧類原料(如纖維素乙醇等)工 業化仍在推進。
因此不同國家在生產能力上差別較大,生產端限制因素較多,導致總產量 大幅增長可能性較低;而生物柴油的原料來源多樣,同時得益于近 10 年來技術的進步和 政策的推動。
其原料結構和產品性能都在不斷優化,尤其是在非糧原料等原本被視為人類 社會廢棄物的原料方面的開發,這使生物柴油供給量得以不斷增加,同時隨全球對實現減 碳目標的也推進有望大幅提升總需求量。
目前,歐盟是全球生物柴油的主要生產和消費地區,本地區產能常年供不應求,需要進口 補充供需缺口。
政策方面,根據歐盟 2021 年新完善的 RED II,要求 2030 年可再生能源在 交運領域摻混比例達到 27-29%。由于生物柴油(&可再生柴油)是交運領域有替代潛力的 可再生能源之一
這使其總需求量受益政策強制要求而不斷上升。根據 USDA 2021 年數據, 預計 2021 年歐盟生物柴油總消費量在 186.60 億升,同比增 2.56%,其中 161.11 億升自產, 其余來自進口。
對歐盟出口量的快速攀升給我國生物柴油產業帶來新機會。生物柴油產銷走勢在我國國內 和國外的市場行情差異明顯。
根據 USDA 數據,2012 年-2019 年,我國生物柴油總產量幾 無增量,而 2019 年后開始快速增長。
細究其結構,我們注意其增長原因來自我國對外出 口量自 2015 年后持續增長,與歐盟減碳要求逐步增強帶來的需求發展呈正相關。
自 2016 至 2020 年,我國生物柴油出口量自 0.76 億升(≈7 萬噸)上升至 10.35 億升(≈90 萬噸), 其中主要出口目的地聚集在歐盟各國,包括荷蘭、西班牙、比利時、意大利、以及以歐盟 作為目的地的中轉國馬來西亞。
綜上所述,我國生物柴油產業有望長期受益于歐盟為達減 碳目標而不斷上漲的對相關燃料的需求。我國于 2021 年提出碳中和的目標,生物柴油有望在我國逐漸站上歷史舞臺。
根據 2022 年 3 月 22 日發布的《“十四五”現代能源體系規劃》,第三章增強能源供應鏈穩定性和安 全性之強化戰略安全保障提及,一是要增強油氣供應能力,二就是要加強安全戰略技術儲備:
要按照不與糧爭地、不與人爭糧的原則,提升燃料乙醇綜合效益,大力發展纖維素 燃料乙醇生物柴油、生物航空煤油等非糧生物燃料。
我們認為,隨生物柴油產業鏈在 資源利用效率再提升方面的價值不斷在國際市場被認可,生物柴油在我國國內市場亦將擁 有相應地位。
從全球來看,生物柴油產業鏈主要是因下游需求端的快速增長而整體帶動中游生產端和上 游原料端的供給而得到發展。
因此本報告將以生物柴油產業鏈下游-中游-上游的順序,梳 理產業發展趨勢,以明示具體到細分賽道和個股的投資機會。
下游·消費端:全球減碳大勢所趨,生物柴油應用廣泛,歐盟減碳需求增長是我國生物柴油產業鏈高速發展的核心驅動力。
交運領域需求大——道路運輸為基,航空運輸為翼
歐盟是生物柴油生產和應用最早的地區,在 20 世紀 90 年代便將其應用于交通運輸部門。 生物柴油主要替代的是化石燃料在歐盟交運部門中的使用。
根據歐盟 2030 年氣候目標, 目前排名前三的溫室氣體排放部門分別是能源、工業、交運。生物柴油以非化石原料進行 生產,屬于可再生清潔能源,具有高十六烷值、高閃點、燃燒性質與化石柴油相近等特點。
摻混于化石柴油中可有效降低二氧化碳排放,是化石柴油的優良替代能源。同時,由于生 物柴油對柴油引擎、加油設備等兼容性高,推廣的技術門檻較低,因而成為交通領域的主 要減碳途徑之一。
目前,生物柴油已成為歐盟交通運輸最重要的生物燃料,使用比例持續高達 81%。根據歐 盟統計局數據,2009-2020 年,可再生能源在交運領域的占比由 4.9%提升至 10.2%。
其中 混摻柴油中的生物柴油使用量由 790.7 萬噸油當量增加至 1273.6 萬噸油當量,11 年 CAGR 達 4.4%,能源消耗占比從 2.8%上升至 5.1%。
根據 USDA 數據,道路運輸的使用量常年占生 物柴油總使用量的 90%以上,預計 2021 年達到 169 億升(約 1470 萬噸)。
除道路運輸外,航空運輸領域對于擁有第二代生物柴油相關原料和技術的公司也同樣存在 較大的市場。
從第二代生物柴油的原料和工藝路徑上來看,使用植物油、廢油、脂肪等原 料制成的烴基生物柴油可以通過進一步分餾組分產出生物航空煤油(也稱“生物航煤”)。
國際航空運輸協會 IATA 認為,發展生物航煤是航空業實現減排目標的重要手段。生物航煤是可持續航空燃料(sustainable aviation fuels, SAF)的一種。
美國 ASTM D7566 規范中批準的 SAF 生產工藝有 7 種。
根據 Kuehne Nagel,根據生產方法不同,SAF 分為兩 種主要類型,可持續航空生物燃料,由有機生物質(廢物和低碳含量的原料)所生產, 是指用于替代現有石油基航空燃料的生物燃料;
可持續航空合成燃料,主要能源和原 料為可再生電力、水和二氧化碳。盡管可持續航空合成燃料被認為是航空業脫碳的更為長 遠的解決方案。
因為它可以在沒有供應限制的情況下生產,突破了生物質供應限制的瓶頸, 并且可以實現 100%零排放,但目前以 NESTE 為代表的國際主流 SAF 生產商生產的產品皆 為以廢油作為原料的可持續航空生物燃料。
SAF 被全球航空業視為能否實現減排突破的關鍵。根據氣候行動追蹤組織 CAT 數據,2019 年國際航空業總計排放了超過 6 億噸二氧化碳,約占全球溫室氣體排放量的 1.2%。
為應對 氣候變化,航空業同樣提出減排目標,即在 2050 年將二氧化碳排放量降至 2005 年排放量 的 50%。SAF 具有與常規噴氣發動機所用燃料煤油幾乎相同的特性,可以與最多 50%的傳 統煤油安全地混合。
其中,可持續航空生物燃料,根據原料成分,可減少約 75%到 90%的 碳排放,目前已在許多航班上投入使用。SAF 市場規模或達萬億級人民幣。
根據 IASC 基于美國能源信息署數據預測,到 2050 年, 全球對 SAF 的需求將劇增至 2300 億加侖(約 2 億噸)。
即使按照普通航空燃油每加侖 1.5 美元的價格計算目前 SAF 的價格是普通燃油的 3 倍左右。截至 2021 年 11 月數據,也 意味著 SAF 會是一個萬億人民幣的超級市場。
目前全球 SAF 產量和需求量間缺口較大, 根據航空運輸行動組織 ATAG 數據,2020 年全球 SAF 產量僅有約 10 萬噸,占當年航空業 燃油使用量不到 0.1%。
根據 REN21 數據,全球已有 45 家航空公司使用了生物航煤,有 7 家航空公司積極參與投資生物航煤產能。
國際:油企巨頭轉型加速,著力增加可再生柴油和 SAF 產能
環保約束和碳成本沖擊下,能源企業“去碳化”轉型成為必然趨勢。
根據 IEA 數據,截至 2021 年 9 月,歐盟和其他 52 個國家已確立“凈零排放”目標,對應經濟主體涵蓋全球 GDP 的 2/3,并有 16 個國家將其寫入法律。具體到第一大溫室氣體排放來源能源領域。
歐 盟提出至 2030 年可再生能源消費占全部能源消費的比例提升至 40%、美國提出到 2030 年 將低碳能源消費占比提升至 20%以上、中國提出到 2030 年低碳能源占比達 35%。
在 2050 年前,除非 CCS 技術能夠被廣泛應用,否則全球超過 1/3 已探明 儲量的化石燃料可能會被拒絕開采;國際石油公司約 50%以上的生產將受到碳成本的沖擊。
在此背景下,限制化石燃料使用成為首要操作目標,以化石能源為主的傳統油氣公司紛紛 承諾減碳目標:截至 2022 年 3 月,殼牌、BP、道達爾、埃克森美孚、雪佛龍等已均做出 碳中和承諾,并將低碳資產、生物柴油等新能源業務納入未來的投資和發展規劃。
國際油企減碳手段多管齊下,生物燃料均有布局。從短期、中期(過渡)、長期角度劃分, 當前國際石油企業的減碳路徑主要包括生產效率提升以減少直接排放、發展碳捕獲(CCU/S) 等新型技術、優化產品結構以減少下游排放;
其中,產品結構優化的可選方案包括生物燃 料、太陽能、風能、氫能、電氣化等。通過梳理埃克森美孚、殼牌、BP、雪佛龍等主要油 企業務近年動向。
我們注意到,生物燃料中尤其是生物柴油&可再生柴油及生物航煤 SAF 領域,各大公司均已有相關產能通過自建、收并購、聯合獨立生物柴油企業等方式獲得并 運營。
埃克森美孚:內外齊發力,大幅提升可再生柴油供應
埃克森美孚(Exxon Mobil)成立于 1882 年,發展至今已從區域性的煤油營銷商成長為能 源和化工領域的行業領導者。公司致力于在 2050 年前實現運營資產的凈零排放,并提供 低碳解決方案 LCS,主要包括生物燃料、氫和碳捕獲等業務。
立足現有基礎設施,側重生物燃料研發。相對于其他處于轉型中的國際石油企業,公司專 注于利用現有技術和基礎設施發展低碳燃料,并將可再生柴油等生物燃料作為長期解決方案。
公司已與全球 80 多所大學、5 個能源中心及美國國家實驗室進行科研合作,深化對生 物燃料和能源系統模型等的理解。
在過去十年中,公司在生物燃料領域的累計研發投入達 3 億美元。此外,公司積極推進新型生物燃料研究,與 Viridos、密歇根州立大學等聯合推進藻類生物燃料項目,計劃至 2025 年相關產能達 10000 桶/天。
持續提升可再生柴油等生物燃料供應能力:外部采購。公司于 2021 年擴大與替代燃料 開發商 Global Clean Energy 的供應協議,每年向其采購 500 萬桶可再生柴油;
2022 年, 公司收購 Biojet AS 的 49.9%股權,并簽訂每年 300 萬桶的生物燃料承購協議;內部生 產。公司通過提煉廠改造、新設等方式持續擴張產能,預計至 2025 年新增可再生柴油年 產能合計超 1100 萬桶。
殼牌:加速商業化,將可再生柴油和 SAF 列入戰略
殼牌公司(Shell)是全球領先的國際能源公司,于 2016 年正式成立新能源業務部,由石 油、天然氣、化學品等傳統業務拓展至可再生能源解決方案。并主要關注新型燃料(生物 燃料、氫能)和新能源發電(風能、太陽能)兩大領域。
隨著“凈零排放”承諾目標的提 出,公司正致力于生產和供應生物柴油、可持續航空燃料 SAF 等低碳生物燃料,已成為全 球最大的生物燃料貿易商和摻混油供應商之一。
發布中期“減碳”計劃,提高生物燃料銷售占比。2021 年,公司設定 2030 年排放量目標 較 2016 年減少 50%。為實現此目標,公司計劃至 2030 年傳統燃料產量減少 55%。
并將生 物燃料、氫能的合計銷量占比由 3%提升至 10%。2017-2020 年,公司的生物燃料摻混量始 終保持在 90 億升以上,相對傳統石化產品產量的摻混比例由 6.7 升/桶上升至 7.7 升/桶 。
我們認為,隨著“凈零排放”階段目標的日期臨近,生物柴油等生物燃料在殼牌能源轉型過程中的關鍵作用將進一步突顯。生物柴油列入未來“增長支柱”,“賦能進步”加速碳中和
2021 年,公司發布“賦能進 步”戰略(Powering Progress),將現有業務活動劃分為上游支柱、轉型支柱和增長支柱。
其中,生物柴油、可持續航空燃料等作為增長支柱的構成,有助于打造多樣化的低碳能源 供應,加速公司向凈零排放過渡。
在此基礎上,公司計劃短期內對增長支柱的資本支出可 達 50~60 億美元,同時在生物燃料等低碳能源領域的年投資額由 10 億美元增至 20 億美元。
作為賦能進步戰略的一部分,公司計劃將 13 個傳統煉油廠整合成 6 個高價值能源和化工 園區,形成生物燃料、合成燃料、氫能等低碳燃料一體化業務單元;在減少傳統燃料產量 的同時,提供更多清潔燃料如生物柴油、SAF等
2021 年 9 月,公司宣布年產 82 萬噸的 鹿特丹生物燃料設施建設,是歐洲最大的可再生柴油提煉廠,預計該設施于 2024 年投產, 其中超一半產能用于可持續航空燃料 SAF 生產。
構建外部合作生態,加速 SAF 商業化應用。鑒于電動、氫能等低碳技術在中短期內難以實 現規模化應用,公司將 SAF 視作航空脫碳的中長期解決方案,并致力于推進外部供應合作。
截至 2022 年 3 月,公司的 SAF 供應商包括 Neste、World Energy、SkyNRG、RedRock 等, 通過協作提升 SAF 在航空供應鏈中的可用性。
公司與漢莎航空、DHL Express、亞馬 遜航空、勞斯萊斯等標桿客戶達成供銷協議,加速 SAF 的測試與應用。我們認為,殼牌的 SAF 業務布局有望形成行業效應,推動 SAF 需求增長。
BP:SAF 供應全球領先,22 年收購英國 HVO 龍頭GBF
英國石油公司(BP)正從一家專注于資源生產的國際石油公司向提供解決方案的綜合能源 公司轉型,當前的低碳能源組合包括生物燃料、陸上風電、海上風電、太陽能等;
其中生 物燃料是公司未來新能源業務的主要發展方向之一。公司已成為生物燃料供應鏈的積極參 與者,基于生物質原料生產可再生柴油,預計在 2022 年可再生柴油產能可達 260 萬桶。
以生物燃料為轉型增長引擎,驅動“凈零”目標加速實現。公司的轉型增長策略包括彈性 碳氫化合物、便利及流動性、低碳能源三大重點模塊;其中,低碳能源模塊旨在于可再生 能源特別是生物能領域實現規模化。
根據 2021 年報,公司計劃至 2025 年將轉型增長業務 的資本支出占比提升至 40%,并在 2030 年繼續提升至 50%,以支持包含生物燃料在內的五 大增長引擎的發展。
2021 年,公司的生物能(含 HVO、SAF、燃料乙醇、沼氣)日均產量 為 2.6 萬桶/天,預計至 2025 年提升至 5 萬桶/天,至 2030 年超 10 萬桶/天。
收購 Green Biofuels,擴大可再生柴油供應。2022 年,公司收購了 Green Biofuels Ltd(GBF) 30%股份,旨在擴充生物燃料產品組合,在建筑、貨運、越野和海洋運輸領域進行脫碳合 作。
GBF 成立于 2013 年,是英國最大的 HVO 供應商,也是首家獲得 Zemo 可再生燃料 保證計劃批準的 HVO 供應商。
GBF 的主要產品 HVO Gd+可直接替代傳統柴油,在 2020-2021 年產量超 5500 萬升。此外,公司計劃投資 5 個主要的生物燃料項目,以實現 SAF 等生物燃料的協同生產。
公司是全球領先的 SAF供應商之一。公司自2008年參與首次SAF飛行航班的加油工作后, 持續關注 SAF 的測試與應用,于 2016 年向 Fulcrum Bioenergy 投資 3000 萬美元并達成 5 億加侖的 SAF 供銷協議,每年向 Fulcrum 采購 5000 萬加侖。
公司于 2020 年擴大與 Neste 的 SAF 供應數量至 2019 年的 5 倍。基于 Fulcrum、Neste 等外部供應合作,公司 SAF 業務遍及 3 個大洲,在 20 多個地方銷售 Jet-A、Jet-A1 可持續航空燃料。
雪佛龍:大力投資,22 年收購美國生物柴油龍頭 REG
雪佛龍公司(Chevron Corp)是全球十大石油企業之一,也是世界領先的綜合能源公司, 致力于提供可再生能源和能源效率解決方案,發展生物燃料、氫、碳捕獲等低碳業務;
其 中,生物燃料包括生物柴油、可再生柴油、SAF、燃料乙醇等。公司于 2006 年收購加爾維 斯頓灣生物柴油公司,至 2017 年開始在加利福尼亞州銷售 B6~B20 的可再生柴油;
2021 年,公司提出至 2028 年對可再生燃料等低碳投資達 100 億美元。之后,公司在可再生燃 料特別是生物柴油領域加速布局,先后與 Gevo、谷歌、達美航空在 SAF 領域達成合作, 并于 2022 年宣布收購美國生物柴油龍頭 REG。
REG(Renewable Energy Group, Inc.,可再生能源集團)是美國產量最大的生物柴油生產 商,亦是北美最大的先進生物燃料生產商之一,主要供應生物柴油、可再生柴油和可再生 化學品。
2016-2021 年,REG 生物柴油及可再生柴油銷售量由 5.67 億加侖增加至 6.21 億 加侖,CAGR 為 1.84%;同期總營收由 20.41 億美元增至 32.44 億美元,CAGR 達 19.73%。
若以公司 2021 年營收為參考,則并購 REG 新增的生物柴油業務收入占比可達 2.01%。強強聯合,加速生物柴油產能擴張。2022 年,雪佛龍作價 31.5 億美元協議收購 REG。
通過并購 REG,公司計劃至 2030 年將可再生燃料產能擴至 10 萬桶/天。截至 2022 年 3 月, REG 在美國、歐洲擁有 11 家生物煉油廠,其中有 10 家生產生物柴油,1 家生產可再生柴 油,合計年產能達 4.7 億加侖。
國內:生物柴油尚多用于精細化工領域
在國內市場,目前主要以將第一代生物柴油(酯基生物柴油)應用于精細化工領域。生物 柴油主要成分為脂肪酸甲酯,除直接用作清潔燃料外。
還可作為原材料再加工為環保型增 塑劑、表面活性劑、工業溶劑等生物基綠色材料。生物基綠色材料具備無毒、環保、可再 生、生物降解等特性,是化石材料的最優替代方案。
在全球“減碳”背景下,隨著相關政 策推動和居民環保意識增強,以生物柴油制備的生物基綠色化學品的社會接受度逐漸提升, 并大規模應用于增塑劑、洗滌劑等領域。
不同于歐美等國家以動力燃料為主的需求結構,國內生物柴油主要應用于精細化工領域, 以替代傳統材料的使用:
生物酯增塑劑:是國內生物柴油的最主要的應用方向,在環保領域備受青睞。生物酯 增塑劑是生產 PVC(聚氯乙烯)的重要替代原料,在環保健康制品領域備受青睞。
生物酯增塑劑是以中短鏈飽和占比較高的生物柴油深加工后得的新型增塑劑,相較于 DOP 等傳統石油基增塑劑,生物酯增塑劑具備無毒、環保、可降解、不含芳烴等特性。
利用生物酯增塑劑生產的 PVC 產品可廣泛應用于食品包裝、醫療用品、兒童玩具、人 造皮革、塑膠跑道和供水管道等,同時也用作纖維素樹脂和合成橡膠的無毒增塑劑與 軟化劑。
在制品加工環節,以生物柴油制備的環保型增塑劑與鄰苯類增塑劑、鋇、鎘、 鋅等金屬穩定劑配合使用時,可發揮良好的協同作用,并提高塑料制品的綜合性能。
表面活性劑:生物柴油可直接制備表面活性劑。表面活性劑指有固定的親水親油基團, 可在溶液表面定向排列、使表面張力顯著下降的相關物質;
其具有潤濕、抗粘、乳化、 起泡、增溶、防腐、抗靜電等物理化學作用,是牙膏、洗面奶、洗衣粉、洗滌劑、潤 滑油等的添加成分之一。
天然脂肪醇:生物柴油可通過加氫深加工為天然脂肪醇,再繼續用于表面活性劑生產。 由天然脂肪醇制備的表面活性劑對人體刺激性更小,多用于個人清潔及家具洗滌用品。
2011-2021 年,我國脂肪醇凈進口量由 20.9 萬噸增長至 41.5 萬噸,可見國內脂肪醇 的供需缺口長期存在。
醇酸樹脂:由長鏈不飽和占比較高的生物柴油、高碘值廢油脂、副產物工業甘油進行深加工得到,主要用作涂料材料,是一種由多元酸改性共縮聚而成的低分子量聚酯。
相較于傳統的豆油制備、脂肪酸制備方式,生物柴油制備法的酯化反應時間可分別縮 短 1/2、1/4,大幅降低生產成本,并在制漆、刷漆、噴漆過程可大幅減少有機溶劑的 使用和 VOC 的排放。
隨著我國環保意識的增強,醇酸樹脂涂料作為生物基綠色化學 品,代表了涂料行業未來發展的新方向,具備良好的市場前景。
除上述領域外,生物柴油還可應用于工業溶劑、潤滑劑、金屬皂等綠色化學品生產:
工業溶劑:是一種溶解固體物質并生成均勻混合物體系的溶液,廣泛應用于涂料工業、 石油化工、橡膠工業、纖維工業、洗滌工業、醫藥等領域。
生物柴油具備揮發性有機 物含量低、閃點高、無毒、可生物降解等特點,是一種環境友好型溶劑。生物柴油作 為工業溶劑的主要應用領域包括:代替甲苯用作印刷油墨清洗劑、代替礦物油精用作 涂鴉清除劑以及工業零件清洗劑、樹脂洗滌和脫除劑等。
工業潤滑劑:是一種降低工業機械摩擦副的摩擦阻力、減緩其磨損的潤滑介質,并可 起到冷卻、清洗和防止污染等作用。
生物柴油具有較好的潤滑性,在實踐中添加 0.5% 以上比例就可使低硫柴油滿足潤滑性要求,可作為食品機械潤滑劑、日用除銹潤滑劑 等使用。
金屬皂:是高級脂肪酸金屬鹽的總稱,現有生產工藝主要包括復分解法和熔融法,一 般以脂肪酸作為起始原料,存在生產周期長、反應條件苛刻等缺點;而以生物柴油為 起始原料可直接合成脂肪酸鈣,具備材料成本低廉、不產生廢水等優點。
中游·生產端:受益下游需求,生產商紛紛進入快速發展期
以歐盟地區需求為主導,帶動全球生物柴油產量整體呈現增長趨勢。根據全球可再生能源 組織 REN21 發布的《RENEWABLES 2021 GLOBAL STATUS REPORT》,2020 年全球液體生 物燃料總產量為 1520 億升(3.8EJ,約合 9076 萬噸標油)。
數據主要統計了燃料乙醇、酯 基生物柴油、烴基生物柴油三類生物燃料。生物燃料強制摻混指令是各國在道路運輸領域 最主要使用的政策。
截至 2020 年底,至少 65 個國家執行了強制摻混指令,至少 17 個國 家要求強制摻混基于廢棄生物質的先進生物燃料。
2020 年發生疫情,盡管全球生物燃料總產能略有下降,但生物柴油產量都在增加:酯 基生物柴油同比增加不到 1%,主要得益于印尼和巴西的產量增加;烴基生物柴油同比 增加達 12%,對應 2020 年 75 億升(約合 616 萬噸標油)。
主要增長來自美國,受美國可 再生燃料標準(RFS2)和加州低碳燃料標準(California’s LCFS)的政策刺激以及投資稅 收減免政策的鼓勵,2020 年美國二代生物柴油消費量增加了約 48%,達到 35 億升。
進入 2021 年,生物柴油下游需求的繼續增加為產業鏈生產環節帶來的利好仍在繼續擴大。 目前除 3.2 章中所提及的因減碳需求而加速布局生物柴油產能的國際油企巨頭外,還有獨 立生物柴油生產商也同樣受益于這一趨勢
我們將介紹國外可再生柴油產能第一的芬 蘭耐斯特 Neste,以及國內 A 股兩家上市公司卓越新能(688196.SH)、嘉澳環保(603822.SH), 其中我國企業由于新產能仍在建設中、同時烴基生物柴油產能尚未規模化,因此業績增長 主要來自酯基生物柴油售價的增長。
NESTE:可再生柴油產能全球第一,致力提供解決方案
Neste Oyj 創立于 1948 年,于 1995 年在芬蘭赫爾辛基證交所上市(股票代碼:NESTE.FIN)。 公司成立之初主營石油精煉業務,后于 2011 年大力推動向可再生能源企業的轉型。
公司 發展至今已成為世界領先的可再生柴油和可持續航空燃料生產商。目前,公司擁有可再生 產品、傳統石油、市場服務三大業務部門。
其中,可再生產品部主要面向批發市場生產、 銷售可再生柴油、SAF、可再生溶劑等,應用于交通燃料、化工等領域。
公司在芬蘭波爾 沃、荷蘭鹿特丹和新加坡設有煉油廠,可再生柴油的總產能為 320 萬噸,是全球規模最大 的可再生柴油供應商,致力于成為可再生能源和循環解決方案的全球領導者。
順應全球減碳趨勢,推進可再生能源戰略。公司自 2011 年設定“全球領先的可再生柴油 生產商”目標以來,不斷推動內部業務結構變革,形成了以可再生產品為新增長點、以石 油業務為利潤基礎、以終端零售為輔助的業務布局。
2010-2021 年,公司可再生產品業務 收入由 3.28 億歐元增長至 58.95 億歐元,CAGR 30.03%,占未抵消前的營業收入比重由 2.35% 上升至 33.35%;
2021 年可再生產品的營業利潤貢獻度達 92.25%,成為公司利潤的第一大 來源,可再生產品業務已成為公司業績增長主力。
可再生柴油產能全球第一,主要銷往歐美市場。公司可再生柴油產能升級計劃穩步推進, 2016 年至 2021 年,公司產能由 260 萬噸擴大至 330 萬噸。
其中,2021 年末 SAF 產能為 10 萬噸。公司產能利用率保持高位運轉,2016-2021 年可再生柴油產量由 221 萬噸增至 300.5 萬噸,銷量由 222 萬噸增至 302 萬噸,呈現出“高產能利用率+高產銷率”特征。
分地區結構看,2021 年公司的可再生柴油有 65%銷往歐洲,35%銷往美國,歐美地區是公 司可再生柴油的主要市場。
以研發創新為運營核心,提升循環解決方案能力。公司內部設立研究實驗室,每年可進行 25000 次分析實驗,并與質量控制平臺共享專業知識和實驗數據,形成研發端與產品端的 雙向良性互動;2021 年公司研發投入 6700 萬歐元,期末研發人員數量占比 23.2%。
公司于 2017 年收購 Neste Jacobs Oy 全部股權,并將其改制為工程部門,基于已有的 NEXSAT、NAPCON 技術方案開展核心建模、自動化和過程工程技術的研發工作,促進生 產工藝提升。
外部合作方面,公司建立了 Veturi 生態系統,聯合 Aalto 大學、VTT 芬蘭技 術研究中心等 25 家大學和研究機構開展科研合作,在清潔燃料、催化劑、過程自動化等 領域開發新的解決方案。
公司獨創 NEXBTL 技術,持續提升原料處理效率。公司基于 NEXBTL 精煉技術,持續拓展 對動物脂肪、UCO 等廢棄物的利用率。
2012-2021 年,廢棄物在公司產品原料中的使用量 由 70 萬噸增至 340 萬噸,原料投入占比由 33%提升至 92%,極大地減少了對棕櫚油等植物 油的依賴。
公司運用 NEXBTL 生產的可再生柴油 Neste MY 可相對石油減少 90%的溫室氣 體排放,已取得 ISCC、RSPO-RED、TOP TIER 等認證,并通過 HVO 驗證體系。
后向并購+流程數字化+新市場開拓,夯實原料獲取優勢。公司通過收購不斷強化自身原 材料供應鏈,先后于 2018、2020、2021 年收購歐洲最大的動物脂肪交易商 Demeter、美 國領先的 UCO 回收企業 Mahoney 和可再生廢棄物貿易商 Agri Trading,迅速擴大原材料基礎。
在外部采購環節,公司在線上建立起可持續供應商平臺(SSP),數字化供應商評估、 盡職調查、文件提交等流程;在線下于上海、墨爾本等地增設辦公室,拓展在中國、澳大 利亞和新西蘭等地的廢棄物原料獲取能力。
2018-2021 年,公司的可再生原料供應商由 53 家增至 389 家,保障全球可再生原材料采購的有效增長。構建產業鏈下游生態,To B、To C 雙端發力。
To B 端,公司積極拓展標桿客戶以強化品 牌形象,增強市場影響力,與 UPS 快遞、谷歌、新澤西港務局、殼牌、英國石油公司 BP 等達成可再生柴油 Neste MY 的銷售協議。
可持續航空燃料 Neste MY SAF 在德國漢 莎航空、荷蘭皇家航空、達美航空、英國國際航空集團等 10 余家航空公司中實現商用。
To C 端,公司利用原傳統石油業務的零售品牌,在芬蘭、波羅的海國家建立自有分銷渠道, 截至 2021 年末擁有 947 個終端站點,推動可再生柴油的零售業務發展;
2019 年-2021 年 站點數量有所減少,主要原因在于公司對原俄羅斯零售業務進行剝離。公司創新循 環合作模式,與麥當勞、HAVI 達成協議,由公司對麥當勞進行 UCO 回收,用于提煉 Neste MY 可再生柴油,供給為麥當勞送貨的 HAVI 車隊使用,形成價值鏈閉環。
公司計劃至 2030 年每年至少減少 2000 萬噸二氧化碳排放,并從以下方面推進該計劃的 實現:
對新加坡、鹿特丹煉油廠進行改擴建,擴張生產能力。根據 2021 年財務報告,公司 預計至 2023 年可再生能源總產能可達 450 萬噸,其中可持續航空燃料 SAF 產能增至 150 萬噸。
推進木質纖維素、藻類等新型原料開發工作,持續優化原料投入結構和利用率,公司 預計至 2023 年傳統棕櫚油原料的投入占比可降至 0,以迎合市場和監管偏好;
公司計劃至 2030 年將廢棄塑料處理能力擴大至 100 萬噸,已于 2021 年宣布與 Ravago 合資設立 5.5 萬噸處理能力的廢棄塑料工業設施。
公司致力于成為化學回收解決方案的重要提供商,在與宜家、聯合利華的合作基礎上, 繼續推動在可回收塑料 Neste RE、化學品領域的發展,計劃至 2030 年將可再生聚合 物和化學品培育成三大可再生業務之一。
卓越新能:生物柴油產能國內第一,技術實力行業領先
龍巖卓越新能源股份有限公司創立于 2001 年,于 2019 年在科創板上市,是一家專業從事 以廢油脂(地溝油、酸化油等)為原料進行生物柴油及其衍生品生產的資源高效循環利用 企業。
公司產品包括生物柴油、工業甘油、生物酯增塑劑、環保型醇酸樹脂等,主要應用 于清潔動力能源和生物基綠色化學品等領域;
當前擁有龍巖平林、龍巖東寶、龍巖美山、 廈門卓越四個生物柴油生產基地,合并年產能約 38 萬噸。
公司深耕生物柴油領域 20余年, 已成為國內產銷規模最大、持續經營時間最長的生物柴油生產商,是國內生物柴油行業的 龍頭企業。立足生物柴油主業,推動產業鏈縱向延伸,實現多層次覆蓋。
公司以“生物質能一體化” 為目標,專注于以廢油脂為原料進行生物柴油的生產加工,形成了以生物柴油主業為核心, 輔以副產品工業甘油、衍生品生物酯增塑劑、環保型醇酸樹脂的產品布局:
主產品生物柴油根據碳鏈、冷凝點、色號等可劃分為 2#、3#和 4#主要銷往歐洲市場作為交通燃料,3#、4#洲市場作為交通燃料,3#、4#等則主要應用于國內的增塑劑、 鍋爐燃料等領域;
生物酯增塑劑、環保型醇酸樹脂是對生物柴油進行深加工得到的衍生品,分別應用于 PVC、油漆成膜基料等,可提升生物柴油的附加價值;
工業甘油是以廢油脂生產生物柴油的制備過程中分離得到的副產品,可用于涂料、造 紙、制革等,有利于提高廢油脂的綜合利用率。
公司產銷規模國內第一,營業收入穩步提升。2021 年,公司實現營業收入 30.83 億元,同 比增長 92.93%,實現凈利潤 3.45 億元,同比增長 42.56%,主要由于生物柴油產銷量的大幅 提升。
我們注意到,公司營收轉折點在 2016 年,原因在于海外市場的成功開拓,生物柴 油實現大批量出口,扭轉了當時國內用戶認知度低、應用市場小導致的業績頹勢;
2016 年-2021 年,公司營收 CAGR 為 60.4%,生物柴油銷量由 10 萬噸增長至 33 萬噸,并主要 銷往歐盟市場。公司生物柴油出口量已連續 6 年位列國內生產企業第一,產銷率持續保持 高位。
盈利能力方面,2016-2021 年,公司分產品毛利率整體呈現出“衍生產品>公司整體>生物 柴油”的特點;公司未來將繼續開發天然脂肪醇、生物基丙二醇等生物基新材料,持續做 深、做細生物柴油產品鏈,以提升綜合獲利水平。
自主研發與聯合研發相結合,研發創新能力行業領先。公司核心技術以自主研發為主,設 有省級企業技術中心、重點實驗室、工程技術中心等,依托技術團隊、先進設備和持續研 發投入進行自主創新。
2021 年研發投入 1.26 億元,研發費用率 4.1%,期末研發人員 113 人。公司與廈門大學、中科院廣州能源所等科研院校進行產研學合作,與清華大學、 中科院成都生物研究所等組建“生物質能源產業技術創新戰略聯盟”,開展生物質汽化供 熱等專項技術攻關。
截至 2021 年末,公司累計獲得技術專利 137 項,掌握廢油脂純化、 連續甲酯化、高真空多塔分餾等關鍵核心技術或工藝裝備,并擁有甘油催化制備丙二醇等 技術儲備,當前甲酯化轉化率超 99%、生物柴油得率超 88%,處于行業領先水平。
公司積極開展烴基生物柴油(HVO)的開發工作,于 2019 年成功開發以廢油脂為資源采 用固定床催化加氫脫氧、加氫異構工藝制備烴基生物柴油(HVO)的應用新技術,“廢油 脂制備烴基生物柴油技術研究”項目已于 2021 年進入小試階段;
相較于酯基生物柴油, HVO 具備高十六烷值、低硫、低冷濾點等優點,還可通過深加工應用于航空燃油領域(SAF)。
公司于 2021 年參與《柴油機燃料調合用烴基生物柴油》行業標準制訂工作,并在 7 月份 通過議案,擬投資 4.8 億元新建年產 10 萬噸烴基生物柴油生產線項目,建設周期 24 個月。
雙端協同打造產業鏈優勢,優質客戶保障業績增長。采購環節,公司基于長期經驗積累建 立起良好的供應商關系,并針對廢油脂收集以個人經營者為主、靈活分散等特點,通過覆 蓋全國的渠道網絡和大規模采購等保證議價能力和供應穩定;
公司積極開拓海外棕 櫚酸油采購渠道,降低對單一原料市場的依賴度。銷售環節,公司以直銷為主,主要客戶 為國際知名的大型燃料油生產和貿易商,包括 Gunvor International BV、Petroineos Trading Limited、Kolmar Group AG、Eni Trading and Shipping SPA 等。
2021 年的 CR5 銷售額對收入貢獻為 64.5%,與大客戶的良性合作一方面保證了業績的可持續性,另一方 面證明公司生物柴油品質優異,未來有望繼續開拓其他國際大客戶,擴大市場份額。
未來,公司將繼續擴張產能,完善產業鏈布局。公司成立至今,生物柴油產能持續提升, 特別是在 2016 年開拓歐盟市場后進入快速擴張階段,并逐步增加天然脂肪醇、丙二醇等 生物基深加工產品,進一步推進產業鏈延伸,形成較完整的產業鏈布局。
2019 年,公司規 劃投入募集資金 5.61 億元用于年產 10 萬噸生物柴油(非糧)和年產 5 萬噸天然脂肪醇項 目,至 2021 年末工程累計投入占預算比例達 31.66%;
公司計劃投資 2.8 億元用于 年產 5 萬噸丙二醇項目建設等;根據 2021 年 7 月投資者調研紀要,公司計劃通過 3-5 年 時間將生物柴油產能提升到 60 萬噸。
在產能擴張和產業鏈延伸的同時,公司將繼續在原 料供應、銷售渠道、技術研發等方面發力,穩步推進技術研發中心建設項目,為“走出去” 戰略夯實基礎。
嘉澳環保:國內環保型增塑劑龍頭,生物柴油協同發展
浙江嘉澳環保科技股份有限公司于 2003 年成立,于 2016 年在上交所上市,是一家專門從事環保型增塑劑、環保型穩定劑及生物質能源研發、生產和銷售 的精細化工企業。
公司擁有明洲環保、嘉興若天、嘉澳鼎新、東江能源、嘉穗進出口、綠 色新能源六家子公司,截至 2021H1 擁有環保型增塑劑產能 20.6 萬噸、生物柴油產能 15 萬噸。
經過 19 年發展,公司已成為國內規模最大、品種最齊全的環保型植物油脂基增塑 劑生產企業,全資子公司東江能源是長三角地區以地溝油生產生物質能源的龍頭企業。
立足環保型增塑劑業務,向上游生物柴油領域擴張。公司深耕環保型增塑劑領域 19 年,于 2016 年收購脂肪酸甲酯原料供應商東江能源 100%股權,在保證增塑劑原材料穩定供應 的前提下,將業務拓展至生物質能源領域,打造產業鏈閉環。
公司已形成以環保型增塑劑 為主、生物柴油協同發展的產品布局,在原料成本、客戶資源、技術創新等實現業務協同。
公司主產品環保型增塑劑包括環氧類、石化類兩大類別,涵蓋環氧大豆油、DOA、TOTM、 DOTP 等多種細分類別,可廣泛應用于 PVC 醫療器械、汽車內飾、玩具、建材、食品 包裝等塑料制品加工領域,其中的 J108 型號主要以脂肪酸甲酯為原料進行生產;
生物柴油一部分優先用作內部環保型增塑劑的原材料,其余則通過精煉提純為符合國 際要求的生物質燃料,有利于強化環保型增塑劑產品的成本優勢。
上一篇:生物柴油龍頭卓越新能研究報告
下一篇:地暖管生產廠家直銷









