全球生物燃料系列报告：从LCFS修正案看美国生物燃料长期需求

期货研究 二〇 二2023年10月16日 三年度 从LCFS修正案看美国生物燃料长期需求 ——全球生物燃料系列报告 国泰君安 期报告导读： 傅博投资咨询从业资格号：Z0016727fubo025132@gtjas.com 李隽钰（联系人）期货从业资格号：F03119603lijunyu028807@gtjas.com 货LCFS（LowCarbonFuelStandard）是加州空气资源委员会为加州制定的低碳燃料标准，旨在减少研交通运输行业的温室气体排放。在过去的10年里，LCFS在支持加州从石油转向使用更清洁的运输燃料方究面取得了巨大的成功，并成为全球如何减少运输部门排放的典范。 所 2023年9月8日，该法规被修订，提高了到2030年的碳减排目标，并将目标延长到2046年。此次 对规划的修正和更新是加州对实现温室气体减排目标（包括到2045年实现碳中和）的整体战略需求的回应。它表明，如果不加强LCFS，就无法实现加州的气候目标。 修正案通过提高碳强度基准目标、自动加速机制、扩大碳赤字范围这三种主要工具来继续推动加州替代运输燃料创新，确保LCFS计划是最大限度地减少温室气体排放行动中所必需的。 我们认为，不论是下调碳强度基准（CI）还是自动加速机制，都是加州空气管理委员会为了维持LCFS计划对清洁燃料的投资创新的促进作用而设置的适配性调整，这体现了加州现阶段绿色能源目标的超额完成及对未来提出的更高要求，对加州碳价产生利好支撑。 就近五年来看，碳基准的下调使生物燃料获得的单位碳积分变少，而目标提高，由于美国不存在对生物燃料的上限规定，因此义务主体需要通过提高数量来完成年度碳积分的上交目标。同时考虑到此次修正案取消了对航空燃料的豁免，这意味着碳积分的需求将大幅增加约2276.6万吨每年，需用约3.3亿加仑（115万吨）左右生物质柴油的清洁燃料进行补充。目前SAF仅在加州两个商业机场进行使用，用量不足0.2亿加仑，因此，在形成足够产能前，航空燃料供应商只能通过购买碳积分来完成义务，对生物质柴油和燃料乙醇打开承接空间，法案正式生效后的中短期内将导致加州碳积分需求上涨及对传统生物燃料的需求提升。 然而，远期来看，2040年前后生物柴油和可再生柴油都将无法获得碳积分，产生碳赤字，从而被更高级的清洁燃料取代，因此目标的加速将对长期10年以后的公路用生物燃料市场将形成降维打击。考虑到配合措施中电车对内燃机车的全面取代计划及加州零排放车辆目标的贯彻执行，未来公路铁路领域燃料的使用下降之势正在形成，因此对加州碳积分需求形成的利好并不意味着10年后仍可向生物燃料传导，生物燃料的下一个需求亮点还需看公路铁路领域外的使用，如可再生航空燃料或远洋船舶。 （正文） 1.LCFS碳市场介绍 美国加州的空气污染治理问题采用三级处理的组织架构：美国环境保护署制定全国空气质量和排放标准，并监督各州的执行情况。加州空气资源委员会侧重于加州自身的空气质量问题，通过设置加州自身更严格的排放标准，管控全州范围内车辆，燃料和消费产品的污染情况。35个地方空气污染控制区负责监管企业和固定设施的排放，包括炼油厂、汽车修理厂和干洗店。 加州空气资源委员会于2009年通过LCFS法规，并于2011年1月正式开始执行。LCFS（LowCarbonFuelStandard）为低碳燃料标准，旨在减少交通运输行业的温室气体排放。标准中对汽柴油等常规运输燃料领域设定年度碳强度指标，目标为到2020年将加州的交通燃料全生命周期碳强度（CarbonIntensity,CI）相比2010年的基准水平降低10%。2018年加州行政法办公室通过该法规的修正案，目标升级为交通领域燃料全生命周期碳强度（CI）于2030年下降20%。2023年9月8日，该法规再次被修订，提高了到 2030年的碳减排目标，并将目标延长到2046年。后文我们会对此次修正案的所有主要变动做具体的解读。 LCFS的运行机制是：义务方提供碳强度低于基准值的燃料可获得相应的碳积分（credit），而碳强度超过标准的燃料则获得相应的碳赤字（deficit）。CARB通过逐年下调碳强度基准的运行方式来增加义务方对碳积分的需求，从而增加清洁燃料的使用，也迫使燃料企业不断发展清洁的替代性燃料。因此，基准值的下降本身就代表了每年的碳减排目标的完成情况。 图1：LCFS碳积分与赤字生成示意图图2：LCFS减碳目标完成情况（2011-2022年） 资料来源：CARB，国泰君安期货研究资料来源：CARB，国泰君安期货研究 LCFS法规监管的交通燃料包括:汽油、柴油、CNG、LNG、L-CNG、电能、氢能、乙醇占比超10%的混合燃料、生物质柴油、变性燃料乙醇、替代性航空燃料、丙烷等。因此，LCFS对传统的汽油、柴油和航空燃料等领域均制定了碳强度基准。 LCFS中受监管的义务主体：一般来讲碳积分的卖方为清洁燃料的供应商、清洁项目的运营商，碳积分的买方为传统化石燃料的生产商及进口商。该群体必须在LCFS数据管理系统开设账户，定期申报其出售燃料的种类、销量和全生命周期碳强度。他们可以通过两种途径来达到标准：销售碳强度低于标准的任何燃料；或购买其他销售商的碳积分。 LCFS包括一项关于碳积分清算市场(CreditClearanceMarket，CCM)的条款，该条款为尚未履行上一年度义务的受监管方(炼油企业和燃料进口企业)提供了额外的合规灵活性，如果当年碳积分清算市场启动，那么未完成合规义务的主体需要上交其积分账户中的全部积分，从碳积分市场购买相应比例的积分并且在合规年度的下一年度的8月31日前完成上交，剩余的未完成义务需在五年内完成上交。如果当年没 有启动碳积分清算市场，那么这个燃料主体需要上交其当年的全部积分，并且将剩余未上交的碳积分在5年内补齐。另外，清算市场中的碳积分只可用于满足企业前一年未完成的合规义务。如果一个企业连续两年未完成合规义务，就需上交可操作的方案计划，说明未来打算如何完成义务量。 碳积分清算市场的存在提高了市场对最大合规成本的确定性，燃料主体为了达到合规要求，可以通过购买碳积分来抵消赤字，实现了利润从传统化石燃料产业向低碳燃料产业的流转，激励市场加强投资和生产低碳强度燃料，同时也降低了碳积分短缺和碳积分价格飙升的可能性。 由于LCFS的监管标准主要基于交通燃料全生命周期碳强度，在此我们再强调一下碳强度的定义。碳强度（CarbonIntensity，CI）是用来衡量温室气体排放量的指标，在LCFS中指的是每生产兆焦耳能量释放的二氧化碳克数，因此碳强度的单位为gCO2e/MJ。 法案考虑的是燃料全生命周期的碳排放。以生物燃料为例，其全生命周期的碳排放是从原料的生产开始到加工到最终消费的碳排放情况。在确定以农作物为原料的生物燃料的碳强度时，还需考虑其土地变更使用引起的碳排放，因此不同原料生产的同种生物燃料也拥有不同的碳强度。生物燃料碳强度中采用的土地利用变化值（LUC）如下表所示，其中由于部分棕榈种植以热带雨林为代价，因此棕榈油制生物质燃料的LUC值是最高的，其次为豆油制生物质燃料。 LCFS不鼓励利用由基于土地变化的原料生产的低碳燃料，如垃圾填埋气体和工业加工剩余物。利用油料废弃物加工生产生物柴油可以产生的碳积分明显多于用植物油为原料产生的碳积分。同样的，植物油制生物质燃料的碳强度一般明显高于废弃油脂和动物油脂的碳强度。2023年以来，生物柴油和可再生柴油的碳强度注册情况如下表所示，以菜油和豆油为原料的生物柴油其碳强度为50-65gCO2e/MJ，以动物油脂 为原料的生物质燃料碳强度为30-40gCO2e/MJ，而以地沟油和废油为原料的生物质燃料的碳强度仅为10- 30gCO2e/MJ。即，生产同等体积的生物质燃料，以回收油为原料所获得的碳积分可能是以植物油为原料所获得碳积分的两倍。 生物燃料 LUC(gCO2/MJ) 玉米乙醇 19.8 甘蔗乙醇 11.8 高粱乙醇 19.4 菜油基生物质燃料 1.5 豆油基生物质燃料 29.1 棕榈油基生物质燃料 71.4 燃料类型 使用原料 碳强度(gCO2/MJ) 生物柴油 生物柴油平均 32.35 菜籽油 61.94 玉米油 34.90 豆油 53.21 牛油 34.88 UCO 19.89 可再生柴油 可再生柴油平均 34.07 玉米油 32.80 豆油 56.57 牛油 35.09 UCO 20.84 替代喷气燃料 / 29.71 电力 / 0.00 氢能 / 55.39 可再生汽油 / 23.63 可再生石脑油 / 41.45 表1：用于碳强度确定的土地利用变化值表2：2023年不同原料生物质燃料注册碳强度 资料来源：CARB，国泰君安期货研究资料来源：CARB，国泰君安期货研究 目前CARB公布了三种可以注册碳积分的途径：1、基于燃料路径注册积分。低碳燃料的供应商（生产商/进口商）可以通过获得认证的碳强度和每季度报告交易数量来注册碳积分。碳积分的认定是依据年度碳强度基准来计算的。2、基于碳减排项目注册积分。项目包括精炼商、原油生产商和交通设施采取的碳减排、 碳捕集与碳封存项目。项目运营者基于项目产生的温室气体减排量获得相应积分。3、基于零排放汽车基础设施注册积分。2018年新增规定，为支持零排放汽车基础设施的发展，氢能加注设施和电动汽车快充设施同样可以获得碳积分。 碳积分政策的本质是政府对绿色能源的变相补贴，通过制定合规义务和建立碳积分交易机制，加速传统能源企业向新能源转向。基于燃料路径来计算碳积分时，燃料使用量是用能源单位兆焦（MJ）来衡量的，需要通过能量密度将不同的燃料转化为兆焦。最终，一加仑替代燃料的可获得的碳积分价值=(传统燃料碳强度基准-替代燃料碳强度)×燃料能量密度×碳积分价格。 LCFS法规此前对不基于生物质的燃料或在加州供应量低于4.2亿兆焦/年的替代燃料设置了碳赤字豁免，例如：喷气燃料、航空汽油、军用战术车辆的燃料、远洋船舶、每年总供应量少于150000加仑汽油当量的加油站等。但是，此次修正案取消了对航空燃料的豁免，正式将其纳入LCFS的适用和监管范围，这意味着碳积分的需求将在短期增加，而自身的替代燃料SAF不能马上形成产能，只能用原有的体系来弥补，中短期内将导致加州碳市场价格上涨及对传统生物燃料的需求提升。 2.LCFS（2023）主要修订及影响评估 2023年9月8日，加州空气资源委员会（CARB）发布了低碳燃料标准（LCFS）修正案的标准化监管影响评估（SRIA）。SRIA是对LCFS调整的初步经济评估。当拟议法规的经济影响超过5000万美元时，就需要进行标准化监管影响评估，对拟议的监管替代方案进行比较，以便做出分析决策，选择在最具成本效益的行动。SRIA必须包含在初始理由陈述中，提交后即开始正式的规则制定流程，因此提交SRIA是CARB在更新LCFS法规之前必须采取的众多步骤之一。 CARB在9月28日的无投票权会议上介绍了LCFS的变更。最终提案预计将在11月提出，开始为期45天的公众意见征询期，最终提案预计将在11月公布，并有望于2024年春季审议通过，之后CARB将正式采用LCFS规则的新条款。9月8日公布的SRIA不包含监管文本，但它确实包含了拟议修正案的概述，主要修改方面共9条，我们认为其中对LCFS碳积分价格及生物燃料市场产生重大影响的有4条，我们将做重点评估，另5条以解读为主。 提案的主要变化如下： 1、年度碳强度(CI)基准提高了到2030年的严格程度，并继续延续到2045年 在2018版法案要求下，从2025年到2030年，碳强度减少目标是从12.5%逐渐增加到20%，而在修正案中，目标在2025年后提速，并在2030年达到30%的减少，2040年达到75%的减少。 远期基准碳排放值的下调，可能暗示着在未来某一年传统生物燃料最终会产生碳赤字，从而被更高级的清洁燃料取代。上文我们提及，碳强度超过标准的燃料获得碳赤字，由于同种