【视角】生物燃料的最近动向和未来：从乘用车到飞机

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随着电动汽车在轿车市场的销量剧增，汽车领域的CO₂减排对策重心正在从生物燃料向电动化转移。另一方面，作为航空部门的低碳化对策，利用废食用油等制造的SAF （Sustainable Aviation Fuel，可持续航空燃料）受到关注。本文分析了包括这种新动向在内的生物燃料的现状，探讨将来生物燃料如何在低碳化中发挥作用的可能性。

生物燃料将在难以通过电动化实现低碳化的运输部门（卡车、航空、船舶）中发挥重要作用，在发展中国家的乘用车领域也将发挥重要作用。政府层面对于扩大利用的支持仍不可或缺。

1. 前言... 1

2. 生物燃料的现状... 1

概要. 1

各国（地区）的生产量和消费量. 3

生物燃料的原料. 4

制造生物燃料的原料比例：担心争夺食材. 5

3. 生物燃料的未来展望：案例分析... 6

案例预测的变化. 6

对生物燃料未来预测的对比. 7

生物燃料的分配. 9

4. 航空领域的生物燃料（SAF）现状... 11

结语... 13

参考文献... 14

1. 前言

回顾生物燃料的历史，20世纪70年代的石油危机开始使用乙醇来代替石油；到1997年在气候公约第三次缔结方会议上达成《京都议定书》后，生物燃料作为全球变暖对策而受到关注；新世纪以来，以乙醇为中心的消费量急剧增加。在研究开发方面，用纤维素生产乙醇、用藻类制造生物燃料等曾在某一时期备受关注，但是由于担心争夺食材和对森林的破坏等，到目前为止还没有实现大规模的商业生产。

最近，以欧洲为中心，作为对环境更友好的生物燃料而受到关注的是将废食油等进行氢化，可用作drop-in燃料（不改变发动机等，可以作为传统燃料替代品的燃料）的HVO （Hydrotreated Vegetable Oil，氢化植物油）和SAF （Sustainable Aviation Fuel，可持续航空燃料，也被称作HEFA，Hydroprocessed Esters and Fatty Acids）。

在本文中，针对最近的生物燃料动向，尤其是以新的趋势为中心进行了分析，然后通过几种案例介绍今后运输部门如何利用生物燃料来应对全球变暖。

2. 生物燃料的现状

概要

现在使用的生物燃料是乙醇和生物柴油，但是生物柴油中含有将植物油等酯化的FAME（脂肪酸甲酯）和通过氢化处理“drop-in”化的HVO（氢化植物油，在美国被称为Renewable-Diesel）。

如图1所示，直到2000年左右，乙醇的生产和消费几乎都是在两个国家，其中巴西占60～80%，美国占20- 40%。巴西于1975年制定国家乙醇计划后，正式开始生产乙醇燃料。在美国，1977年的《空气净化法》和1978年的《能源税法》成为乙醇燃料利用的助推器，之后在2005年的《能源政策法》中，根据可再生燃料标准，强制推广乙醇，生产和消费迅速增加。结果，2006年美国超过巴西，成为世界第一大乙醇生产国。从2000到2010年，全球乙醇产量增长了5倍，2000到2022年、2010到2022年分别增长了6.5倍和1.3倍。

生物柴油（FAME）于90年代初在欧洲正式开始生产，美国则晚了10年左右。由于2000年生物柴油的产量很低，从2000年到2010年增长了23倍，和乙醇相比是非常高的数字。2000年到2022年、2010年到2022年分别增长了59倍和2.6倍。HVO是在2000年代开始正式生产的，目前美国、欧洲都在生产，包括SAF。从二氧化碳削减能力和可持续性的角度来看，生物柴油今后将逐渐从FAME向HVO转变。在美国，HVO的消费量已经在2022年首次超过FAME，可以确认该趋势。

图1. 世界生物燃料的生产变化

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3. 生物燃料的未来展望：案例分析

案例预测的变化

对未来的预测通常会根据目前的市场和社会状况随着时间而变化，近几年对生物燃料的预测也会随着周边情况的变化而变化。IEA（国际能源机构）的两份主要刊物《世界能源展望》（WEO，World Energy Outlook）和《能源技术视角》（ETP，Energy Technology Perspectives）的运输部门燃料Mix数据如图5所示。该图显示了2014-2020年间对2050年生物燃料和电力消费比例预测的变化。方案分为相当于2℃温升方案的2DS、SDS、APS和相当于1.5℃温升方案的B2DS和NZE方案。两组方案都表现出对生物燃料预测减少，对电力预测增加的倾向。

这几年电动汽车在乘用车市场的销量迅速增长，反映出未来低碳化的对策重心已从生物燃料转向电力。另外，关于图5没有明确的运输部门内生物燃料的分配，如下所述，由于对最近的净零排放和航空业对SAF的关注不断提高，所以正在将乘用车通过电动化后剩余的生物燃料量，分配给难以实现更低碳化的部门。

图5. IEA方案中未来预测的变化

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4. 航空领域的生物燃料（SAF）现状

目前，航空领域的喷气燃料消费约占世界总石油消费的6%，比新冠疫情之前的8%还略低。在能源导致的CO₂排放量中，航空部门约占整体的2%，运输部门约占整体的9%。未来，由于发展中国家的经济增长，到2050年航空需求将增长到现在的2倍以上，这样下去CO₂排放量也会成比例增加，因此航空业针对2050年提出了各种CO₂削减对策。其核心是SAF，目前有101个机场提供SAF，其中65个机场可以使用与传统喷气燃料相同的装置进行供油。到目前为止，有50家航空公司在超过49万次的商业航班中使用SAF，其中一部分是定期航班。如图9所示，SAF的生产量（消费量）急剧增加，但仅占航空部门消费的全部喷气燃料的0.1%左右（2022年）。作为喷气燃料消费大户的美国，其数据与全球数据非常相似，2022年的消费比例为0.1%，与全球水平相当。

图9. SAF的生产量（2022年为推测值）

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