【专题报告】美豆油与美国生物质柴油研究(二):RFS计划

文摘   财经   2024-10-30 09:01   山东  

史恒昱

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概述
  

本次报告主要为RFS计划大体的介绍性内容,涉及较多的名词解释,但是不了解这些基础内容又很难去理解整个RFS运行规则,本次报告主要内容如下:

一、RFS计划概述

1.RFS的燃料类别

2.RFS的燃料路径

3.RFS的合规基础

二、燃料路径相应解释

1.什么是燃料路径

2.原料

3.生产过程

4.燃料类型

三、RFS下的温室气体排放生命周期分析

1.原料的运输和生产

2.燃料的生产和分销

3.副产品

4.成品燃料的使用

四、年度可再生燃料标准

五、RFS计划下的可再生识别码(RINs)

1.RINs生命周期

2.市场参与者

3.RIN在EMTS中交易

六、小型炼厂可再生燃料标准的豁免


在了解完RFS的基础性内容之后,下一期专题报告将聚焦RINs的数据和数据分析部分。

《清洁空气法案》规定,在美国销售或引入商业的运输燃料必须含有最低量的可再生燃料。美国环境保护署通过可再生燃料标准计划(RFS)执行此规定。
由于RFS计划的庞大和复杂性,关于RFS计划的专题研究也将分为若干期。


一、RFS计划概述

1、RFS的燃料类别
Clean Air Act(清洁空气法)下的RFS计划是(Renewable Fuel Standard program)在Energy Policy Act of 2005 (能源政策法案2005)下制定的,在Energy Independence and Security Act of 2007(能源独立与安全法案2007)下得到了扩展。EPA(美国环境保护署)与美国农业部和能源部协商实施RFS计划。计划要求使用确定数量的可再生燃料用来替代或者减少运输、取暖和航空中的化石燃料数量。在RFS计划中,有4种可再生燃料类别:
1.生物质柴油、2.纤维素生物燃料、3.高级生物燃料、4.总可再生燃料

与美豆油相关的自然是生物质柴油这一类别。

2、RFS的燃料路径
根据RFS计划,要使燃料符合可再生燃料的标准,EPA必须确定燃料符合法规和RFS的规定,燃料的温室气体排放量也必须与2005年的石油基准线相比有所减少。

EPA批准了RFS计划下四种类型的可再生燃料的的燃料路径。

1)生物质柴油必须由合格的可再生生物质生产,并且必须满足50%的生命周期温室气体减排目标。
2)纤维素柴油必须由纤维素、半纤维素或者木质素生产,并且必须满足60%的生命周期温室气体减排目标。
3)高级生物燃料必须由合格的可再生生物质生产(玉米淀粉除外),并且必须满足50%的生命周期温室气体减排目标。(已获批准的高级生物燃料路径包括用甘蔗制乙醇、豆油制航空燃料、用农作物残渣制成的纤维素乙醇、来自垃圾填埋的可再生压缩天然气等。)
4)可再生燃料(或者传统生物燃料)通常指玉米淀粉制成的乙醇,并且必须满足20%的生命周期温室气体减排目标。
注:生命周期温室气体减排以2005的石油基准线为基础,在2007年《能源独立与安全法案》颁布之前的生物燃料生产设施在该法规下被称为祖父设备,意味着该设施的基准量无需达到温室气体减排目标,EPA会继续审查和批准新的燃料路径,包括采用先进的生产技术或者新的原料生产的燃料。


3、RFS计划的合规基础
RFS计划下的义务方是汽油或者柴油的精炼商或者进口商,义务方通过获得和注销足够的代表可再生燃料的额度(即可再生识别码 RINs)来实现合规,这些额度需满足每种可再生燃料类别(纤维素生物燃料、生物质柴油、高级生物燃料和总可再生生物燃料)的可再生义务量(Renewable Volume Obligation,RVO)。
EPA根据一系列法定因素制定年度目标量,并用汽油和柴油的产量预测来计算相应的百分比标准,各义务方用这些百分比标准来计算各自的RVO,并且必须每年证明其合规性,义务方用以下公式为四类可再生燃料计算其年度RVO:

此燃料类型年度RVO=汽油和柴油的产量或者进口量*此类燃料的年度百分比标准+上年结转的赤字

纯可再生燃料的出口商或者与其他燃料(包括但不限于汽油、柴油、取暖油、航空燃料和船用燃料)混合的可再生燃料的出口商也需要证明其出口的可再生燃料满足出口商RVO,出口商用以下公式来计算其RVO:
出口商RVO=燃料类型体积*相关的能量当量
每种可再生燃料都分配有一个D码(即RINs码的类型),该码用来识别可再生燃料的类型,具体取决于所用的原料、所生产的燃料类型,能源的投入及能源减排的阈值等(即燃料路径),四类可再生燃料分配有以下的D码:

1)纤维素柴油:D3(比如纤维素生物燃料)或D7(纤维素柴油)

2)生物质柴油:D4

3)高级生物燃料:D5

4)可再生然燃料(传统的生物燃料):D6(祖父燃料也被分配了D6)

当生产商生产1加仑可再生燃料时,通常会生成RINs,1个RIN代表美国境内生产并用于运输目的的一加仑乙醇能量当量的可再生燃料(乙醇的能量当量为1, 假如B生物燃料的能量当量为1.5,10加仑B生物燃料生成15个RINs)。RINs可以在各方之间进行交易,也包括非义务方(例如:经纪人、交易商)。义务方可以通过将可再生燃料与汽油或者柴油混合分离出RINs,或者在公开市场购买已经分离的RINs来获得RINs,RINs可以用于证明其生成当年或者次年的合规性,过后RINs将会过期和无效。
RFS计划的四项可再生燃料标准相互嵌套,例如,高级生物燃料的RINs可以满足高级生物燃料和总可再生燃料的标准,纤维素生物燃料和生物质柴油的RINs均可用于满足高级生物燃料的标准。
下表显示了哪些D码的RINs可以用于证明符合哪类RVO:注意:义务方只能将D7用于满足纤维素生物燃料RVO或者生物质柴油RVO,但是不能同时满足这两项。


义务方通过获得和注销足够的RINs来满足每种可再生燃料类别的年度RVO,从而实现合规。可再生燃料出口商通过获取和注销足够的RINs来满足其年度RVO,其必须在出口后30天内满足,从而实现合规。
如果义务方在合规年度内未能注销足够的RINs以满足RVO,则会导致合规赤字结转到下一个合规年度,并计入下一年度的RVO计算中。然而,此赤字必须在下一年弥补而且不能再结转到下一个年度。可再生燃料的出口商必须完全履行其义务,因为没有合规赤字选项。
对于纤维素生物燃料标准,在EPA行使其纤维素豁免权以减少纤维素生物燃料所需数量的年份,EPA提供了额外的灵活性。EPA以法规公式确定的价格提供纤维素豁免额度Cellulosic waiver credits (CWCs)。在提供CWCs的年份,义务方可以选择购买CWCs并注销相应数量的高级RINs来替代注销纤维素RINs。


二、燃料路径相应解释

1、什么是燃料路径
2010年,EPA为企业制定了申请燃料路径来满足RFS的流程。燃料路径包括三个特定的组成部分:(1)原料(2)生产过程(3)燃料类型。生命周期温室气体排放量的评估对于确定哪些燃料路径符合条件至关重要。
燃料路径的三个组成部分的每种组合都是一条单独的燃料路径。合格的燃料路径被分配一个或者多个D码,代表它有资格生成RIN的类型。(燃料路径决定注册什么类型的RIN D码)
2、原料
它是什么:一种可转化为可再生燃料的可再生生物质,比如玉米淀粉、豆油、柳枝稷和垃圾填埋沼气等。
当多种原料混合一起转化为可再生燃料时(尽管每种原料都可以单独加工制成同一类型的燃料,例如玉米淀粉和高粱淀粉都可以加工制成乙醇),EPA在计算燃料路径的生命周期温室气体排放量时会分别评估这些原料。
3、生产过程
它是什么:将可再生生物质转化为可再生燃料的技术类型,比如加氢处理、气化和升级、以及酯交换。
EPA的生命周期温室气体分析包括对生产过程中所使用的所有工艺能源和材料的评估(即原料的存储和处理以及燃料和副产品生产、存储和处理产生的排放),EPA可能会根据生产过程中所使用的工艺能源的类型对其进行限制。
4、燃料类型
它是什么:可再生燃料包括液体和气体燃料以及来自可再生生物质能源的电力。要符合RFS计划,燃料必须用于运输燃料、取暖油或者航空燃料,比如乙醇、生物柴油、压缩天然气等等
EPA评估不需要进一步化学改性即可用于最终用途的成品燃料的生命周期温室气体排放量。如果某种燃料与另一种燃料混合但未发生化学改变,则可将其视为成品燃料。

三、RFS下的温室气体排放生命周期分析

生命周期分析,有时也称为燃料循环或者从油井到车轮的分析,用于评估燃料的总温室气体greenhouse gas (GHG)影响,包括其生产和使用的每个阶段。EPA的生命周期分析包括了《清洁空气法》要求的大量间接排放。


EPA对RFS的生命周期分析包括以下相关的排放:原料的生产和运输、燃料的生产和分销、成品燃料的使用。然后将每条可再生燃料路径的所有这些生命周期排放量的总和与其取代的基准石油燃料的直接排放量进行比较,这些分析的结果用于确定燃料路径是否符合清洁空气法要求的温室气体减排阈值。
1、原料的生产和运输
EPA对原料生产的分析考虑了生物燃料对国内和国际农业或者林业部门的影响。包括:(1)农业部门的影响,例如饲料和牲畜产量的增加或减少;(2)在农业部门使用生物燃料副产品的影响,例如使用酒糟作为牲畜饲料;(3)土地用途变化造成的大量排放,例如为生产原料而开垦的新的土地。
原料分析适用于任何产地或各个农场使用的不同种植方法,无论哪个农场种植用于生产生物燃料的特定原料,这些影响可能都是相同的。
EPA的分析还包括将原料运输到可再生燃料生产设施所产生的排放。
2、燃料的生产和分销
燃料生产阶段的分析包括特定类型的燃料生产技术相关的温室气体排放,包括燃料生产过程中使用的所有能源和材料的投入以及任何副产品的影响。
这包括对原料、副产品、中间产品和最终燃料的处理、加工和存储的能源和材料投入。温室气体排放量是使用燃料生产过程中所用能源(例如天然气和煤炭)和电力的排放因子计算的。这些因子包括能源的开采、运输和分销相关的上游排放,还包括与生产可再生燃料所使用的重要材料(例如生产生物柴油使用的甲醇)相关的上游排放。
EPA对燃料生产的评估不包括明显与燃料生命周期无关的活动(例如碳抵消项目)或物理或组织基础设施相关的排放(例如设施建设、员工通勤)。
EPA的分析还包括将成品燃料分销给消费者所产生的排放。
3、副产品
EPA对副产品的评估则考虑其最可能的用途及其在市场上取代的产品的排放影响,副产品的任何温室气体排放都包括在内。
4、成品燃料的使用
使用可再生燃料产生的尾气排放也纳入EPA的生命周期分析,EPA的评估包括二氧化碳、甲烷和一氧化二氮,这些排放量基于美国车辆的平均排放量估算。

四、年度可再生燃料标准

《清洁空气法》要求EPA根据RFS计划为四类可再生燃料设定年度数量要求标准,在2022年之前,标准必须在合规年度前一年的11月30日之前设定,2022年之后,EPA必须至少在合规年份的14个月之前确定标准。可以发现,2026年的年度数量标准需要在2024年的10月底之前设定,但是EPA声明今年不会在规定限期内完成制定新的RFS目标,推迟到明年,由新政府完成。
RFS计划的四类可再生燃料标准相互嵌套,这意味着温室气体减排阈值较高的燃料可用于满足温室气体减排阈值较低的标准。


例如:EPA设定了10%的Total renewable fuel,4%的Advanced biofuel,1% Biomass-based diesel,1% Cellulosic biofuel,意思为每销售100加仑汽油或柴油,义务方要购买10个RINS,其中必须至少有4个是D4或D5或D3,在这4个中至少1个是D4,1个是D3,剩余的6个RINs类型都可。
已确定的年度数量标准如下:注:所有的体积均为乙醇当量的体积,除了生物质柴油的,其以生物柴油加仑为单位,即物理体积加仑。


五、RFS计划下的可再生识别码(RINs)

1、RIN生命周期
可再生识别码(RINs)是用于合规的额度,也是RFS计划中的货币。可再生燃料生产商生成RINs,市场参与者交易RINs,义务方获得并最终注销RINs来达到合规要求。
RINs可以通过两种方式进行交易:一是已分配的RINs,与一批燃料直接相关,并跟随该批燃料从一方流向另一方,购买者同时获得可再生燃料和RINs;二是已分离的RINs,之前跟随一批燃料,但是之后不再跟随,购买者仅购买RINs。
典型的RINs交易示例:
1)生成-生成燃料时,会生成RIN;
2)购买-当买方从卖方购买/交易已分配或者已分离的RIN时;
3)出售-当卖方从买方卖出/交易已分配或者已分离的RIN时;
4)分离-当RIN与最初分配的燃料分离时;
5)注销-当使用RIN来证明合规性,或因其他原因需要注销时。


2、市场参与者
类别:义务方(汽油或柴油的精炼商和进口商)、可再生燃料出口商、可再生燃料生产商、注册的RIN市场的参与者
参与者包括国内和国外的公司,一个公司可能属于一个类别或者多个类别,并且根据每年都会根据其交易或者商业活动发生变化。
3、RIN 在EMTS中交易
EPA moderated transaction system (EMTS) 是记录所有涉及RIN的交易的数据库
双方在EMTS之外达成交易,然后交易双方都会向EMTS输入单独的交易记录(买或者卖),EMTS匹配交易,通过QA检查之后,RINs在账户之间转移。 
公司通过D码和RIN年份(即生成RIN的年份)维护RIN账户,义务方和出口商根据其RVO注销RIN来达到合规性。义务方通常在合规年度结束后注销RINs(或3月31日之前)。出口商必须在出口后一个月内注销RINs(2014年后的新规)。
没有因完成合规而被注销的RINs可以结转到下一个合规年度,RINs仅适用于履行当年或者下一年度的合规义务,例如2012年的RINs只能用于2012年和2013年的合规义务,此后RINs将会失效不能在用于合规目的。


六、小型炼厂可再生燃料标准的豁免

根据EPA的RFS计划,如果小型炼厂能够证明遵守RVO将导致炼厂遭受经济困难不成比例的经济困难,经EPA确认及认定后,则可以暂时免除其年度RVO。RFS 法规将小型炼厂定义为平均原油输入量不超过 75,000 桶/天的炼厂,此外,小型炼厂在提交申请之前的最近一个完整日历年内,其平均每日总原油吞吐量不得超过 75,000 桶/天,并且预计在其寻求豁免的年份或几年内不能超过 75,000 桶/天的门槛。
在了解完整个RFS的大体架构之后我们会发现,这个计划的本质其实就是非可再生燃料提供方对于可再生燃料提供方的一种利益转移和补贴。EPA设计了如此复杂的一套系统,付出了很多努力,主要的目的可能就是保护环境而已。

END


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