贸易商如何在可持续燃料中获取价值

电力和天然气实践 贸易商如何在可持续燃料中获取价值 可持续燃料市场是新兴的，复杂的，并且发展迅速。对不同燃料，原料和地区进行深入了解的交易者可以获得竞争优势。 作者：TapioMelgin，AgataMucha-Geppert，XavierVeillard和AndrewWarrell 2023年10月 作为世界各国寻求限制碳排放，可持续燃料将发挥重要作用。这一类别包括广泛的低碳燃料，包括 生物燃料、电子燃料和化学副产品（参见侧栏“了解你的可持续燃料”）。由于可持续燃料可以填补脱碳和补充电气化的空白，预计未来20年的需求将增加三倍，到2050年将达到约6亿吨（公吨）（图表1）。1迄今为止，已完成的先进生物燃料 项目和宣布的可持续燃料产能投资管道已达到1000亿美元 。2 可持续燃料市场仍处于起步阶段，其特点是法规复杂，各部门相互依存。对原料的物理和监管限制导致了价格波动；供应链和基础设施瓶颈、各地区定价的差异以及进出口规则增加了这种波动。燃料类型的混合将在2050年发展：道路燃料代表了大多数。 1基于麦肯锡《2023年全球能源展望》（即将出版）的已实现承诺情景。有关市场前景的更多信息，请参见NathanLash，TapioMelgin，AgataMucha-Geppert和OleRolser，“绘制2050年全球能源格局：可持续燃料”，麦肯锡，2022年7月7日。 2麦肯锡可持续燃料容量跟踪器，2023年5月。 附件1 到2030年，可持续燃料对液体燃料需求的贡献可能翻一番。 能源承运人对可持续燃料的需求，百万吨 按部门分列的可持续燃料需求 ，百万吨 乙醇FAMEü 小型柴油2公路运输Aviation海事 滴入式煤油²甲醇 滴入式汽油2 Otheraba 602 4.0%p.a.4491 374 328 7.2%p.a.4275 195 128 602 491 374 328 275 195 128 总液体燃料需求的份额，% 2019 3469111725 1脂肪酸甲酯。 2滴入式燃料包括100%混合燃料,例如加氢处理的植物油(HVO)、加氢处理的酯和脂肪酸(HEFA)和动力-液体(PtL)柴油或煤油。 3铁路、建筑、化工、工业等。 4每年。 资料来源：麦肯锡可持续燃料成本模型，实现承诺情景，2023年4月 麦肯锡公司 2贸易商如何在可持续燃料中获取价值 了解您的可持续燃料 可持续燃料因原料、应用和生产方法而异。 常规生物燃料 由有机物质生产的生物燃料，包括粮食作物和有机残留物材料，通常与常规化石燃料以低百分比混合(考虑到限制因素 的发动机，以适应具有某些属性的燃料) 。 乙醇是通过植物基材料的发酵生产的。第一代乙醇使用诸如玉米的原料,而第二代乙醇由诸如甘蔗渣的残余物生产,这需要更多的加工。乙醇主要用于汽油混合物(例如,E10)和添加剂(例如,乙基叔丁基醚)中,以适度的成本(对于第一代乙醇)改善燃料特性如辛烷值并降低温室气体(GHG)。 脂肪酸甲酯(FAME)是一种生物柴油，来自植物油或动物脂肪等可再生资源。FAME通常与化石柴油燃料(如B7和B20)混合。市场上的贸易产品反映了潜在的原料:例如，FAME和食用油可以结合 创建用过的食用油甲酯，或UCOME。 生物甲醇是一种由生物质或可再生原料生产的甲醇，如农业残留物，木质生物质或纸浆厂的侧流提取物。它可以用作专用发动机的燃料 -例如，作为汽油添加剂(甲基叔- 丁基醚)-或作为化学品生产的原料。 沼气是通过厌氧消化诸如玉米秸秆，粪便，废水污泥或食物垃圾等废物产生的。它通常是小规模生产的，含有大约三分之二的甲烷和三分之一的其他气体，可以燃烧以产生电力和热量。 投放可持续燃料 滴入式可持续燃料可以通过使用低碳氢或通过合成可持续捕获的碳和低碳氢从可食用或残留的生物质来源生产。它们与现有发动机兼容andposel-fuelinfrastructure.Drop-infuelshavealreadybeenareplacementfordiesel,jetfuel(currently,themixlimitis50percent),andcompressedandliquidationnaturalgas.Inaddition 为了对温室气体排放和低碳强度评分产生积极影响，这些燃料通常具有较低的颗粒物和氮氧化物排放。 目前市场上的产品或预计将很快投放市场 包括可再生柴油(加氢处理植物油)或电子柴油、可持续航空燃料(如HEFA1和e-SAF），生物甲烷和合成甲烷（可持续天然气）以及电子汽油。这些燃料通常在使用国进行交易并与常规燃料混合。 电子燃料或氢基燃料（非插入式） 电子燃料是使用来自低碳电力来源（例如可再生能源或核能）的氢和捕获的碳制造的，通过基于可再生能源或核能的电解生产低碳氢可以作为气态氢或液态氢进行交易。 当氢与可接受的碳源(如生物碳2或来自直接空气捕获的碳)或氮气，它 可以形成电子燃料，例如电子甲醇或电子氨。但是，一些氢衍生物与现有的发动机和基础设施不兼容。 1加氢处理的酯和脂肪酸(与加氢处理的植物油工艺同义)。 2生物碳是在原料生长过程中从大气中隔离并在生物燃料燃烧过程中释放的CO2。 交易者如何在可持续发展中获取价值燃料3 到目前为止，需求和增长，但在2020年代，可持续航空燃料（SAF），可再生天然气和合成天然气以及生物和电子甲醇等类别将占更大的份额。在2030年代，技术进步可能会刺激新的先进生物燃料途径和电子燃料的增长 ，使全球市场复杂化，同时注入急需的产能和流动性。 在如此复杂的市场基本面下，可持续燃料交易者应寻求了解哪些市场将增加流动性，哪些套利可以在产品之间进行探索，哪些存储中心可以投资，哪些可以获得供应 。获胜的交易者将建立和增强选定的能力，以跟上市场的发展。 当前市场和发展因素 可持续燃料市场的一个迷人但具有挑战性的方面是它涵 盖的广泛类别（图表2）。生物燃料占据了目前市场的绝大部分，但可持续燃料和氢基电子燃料可能会在未来几十年重塑格局。这些燃料的发展将是非线性的：它们将以不同的速度成熟，其具体用途可以以不同的速度取代化石燃料。 几个因素将影响未来几十年的市场发展。 获胜的交易者将建立和增强选定的能力，以跟上市场的发展。 附件2 可持续燃料市场包括广泛的类别。 可持续液体和气体能源载体概述 xx xx%实现承诺情景中的代表性市场复合年增长率，2030年（预计）2019年需求，每年百万吨 生物燃料 ü 3% 投放可持续燃料² 17% 电子燃料和氢基燃料。 41% 生物甲醇4 0 乙醇 84 可再生和 e-diesel 5 生物或电子 0 LiquidHu 0 FAME™生物柴 生物或电子汽油 E-甲醇4 0 氨 0 0 Liquids 气体 沼气 2 生物或e-甲烷9 12 气态胡 0 碳基燃料 注意：纯氢和其他脱碳载体不符合“下降”要求。 1基于生物的，具有与现有内燃机的兼容性限制（混合壁）。 2需要新的基础设施或发动机的燃料。 3与现有基础设施完全兼容的燃料（混合高达100％），可以从生物基或氢基来源生产。液态和气态氢气仅包括绿色和蓝色氢气。 4甲醇可以升级为各种滴入燃料，但本身并不是100％滴入燃料。 5脂肪酸甲酯。 6可再生天然气。 麦肯锡公司 电子燃料的兴起 在未来几年，对可持续生物质原料的限制预计将在燃料的需求和供应之间产生缺口 现有技术。尽管生物质原料，特别是木质纤维素，具有显著的潜力 用于能源生产，3对它们的收集的实际限制意味着，如果没有转变，全球社会可能无法实现净零目标 在边际土地或剩余农业土地上生产电子燃料和专用生物质(图表3)。 附件3 在接下来的30年中，实现净零将需要从根本上转变可持续燃料的生产方式。 2019 原料最终产品 2050 原料最终产品 Edible油可持续发展 航空燃料 食用油 可持续航空燃料 食用糖 废油（附件九A部 分） 废油（附件九，B部分） 木质纤维素及其 他² 工业（生物）点源COy或直接空气捕 获 小型柴油 滴入式汽油 可持续甲烷 可持续甲醇 4 乙醇 FAME 食用糖 废油(附件九 A部分) 废油（附件九，B部分） 木质纤维素及其 他² 工业（生物）点源COy或直接空气捕 获 小型柴油 滴入式汽油 可持续甲烷 可持续甲醇4 乙醇 FAME 1可用性可以通过故意增加低间接土地利用变化和覆盖作物的数量来扩大。参见可再生能源指令（2018/2001），欧盟委员会，2018年12月。 2包括所有相对不受约束的原料技术；例如，电力至X（PtX），气化，酒精至喷射（AtJ），生物基或合成甲烷，炼油厂使用的绿色氢气，或更多加氢处理的植物油（HVO） ，如果有更多原料解锁。食用糖对乙醇的需求减少可能导致对AtJ的乙醇工厂进行改造，实际上满足了“木质纤维素和其他”需求的一部分。 3可持续甲烷包括合成甲烷、生物甲烷和沼气。沼气需求估算基于麦肯锡的《2022年全球能源展望》。 4包括作为运输燃料和作为化学品原料的甲醇。 5脂肪酸甲酯。 资料来源：麦肯锡可持续燃料成本模型，实现承诺情景，2023年4月 麦肯锡公司 3GöranBerndes等人，“第2章：可再生能源和缓解气候变化的生物能源”，政府间气候变化专门委员会，2011年。 电子碳氢化合物市场仍可能在2020年代后期出现，但与生物基生产相比，产量可能不会变得很大，直到接下来的十年。此外，不同生产途径的成本竞争力仍然不确定，因为采用率有限，并且随着时间的推移可能会降低某些途径的生产成本（图表4）。欧盟监管机构采取了最强有力的长期措施。 对电子燃料的作用的看法，介绍了授权使用RFNBO的建议4在运输部门，对航空和海运有具体配额 部门。5这些任务旨在为这些产品创造市场。 电子燃料生产的商业案例和地点选择受到获得负担得起的可再生能源、可持续碳供应的影响 （不含碳的电子氨是一个例外），以及氢衍生物的综合生产成本（受时间相关性等规则的影响，需要储存电力或氢气才能生产合规 燃料)。分类因氢气类型而异(例如，碳强度或电力 附件4 在2030-40年期间，许多新兴的先进航空燃料可能会在成本上与HEFA竞争。 欧洲经合组织国家可持续航空燃料单位成本预测，每公吨煤油$(t) 电子燃料：动力-液体RWGS-FT（COy 纸浆和纸张）² 生物燃料：HEFA-UCO4 化石煤油+$100/tCOy税化石煤油 5,500 5,000 4,500 4,000 3,500 3,000 2,500 2,000 1,500 1,000 500 0 2022202520302035204020452050 1经由过程FT反向水煤气变换。 2氢成本是一个范围，因为成本下降轨迹和监管影响的高度不确定性（例如，欧盟对固定成本的相关性）。 3费托工艺。 4由使用过的食用油产生的加氢处理的酯和脂肪酸。 资料来源：麦肯锡可持续燃料成本模型，实现承诺情景，2023年4月 麦肯锡公司 4非生物来源的可再生液体和气体燃料，由欧盟的可再生能源指令定义的类别。 5欧洲议会和理事会关于修订欧洲议会和理事会指令（EU）2018/2001，欧洲议会和理事会条例（EU）2018/1999和指令98/70的欧洲议会和理事会的指令的提案。并废除欧盟理事会指令(EU)2015/652，欧盟理事会，2021年7月15日。 除可再生能源外，还包括核能）和碳（例如来自化石 ，生物或直接空气捕获源的碳），并且可以影响产品在市场上的价值。目前，未来的生产商主要集中在非化石碳源上，例如乙醇，纸浆和纸张以及废物转化能源工厂 。 生产可以为可再生能源和生物碳供应潜力高的地区提供机会，如拉丁美洲， 北美以及亚洲和欧洲的部分地区。非洲，澳大利亚和中东可能是电子氨的主要生产国，并可能 用于允许在电子燃料中使