中心思想
LCFS修正案:加州碳减排战略升级与市场影响
加州低碳燃料标准(LCFS)于2023年9月8日发布修正案,旨在通过提高碳减排目标并将其延长至2046年,以应对加州到2045年实现碳中和的整体战略需求。此次修正案的核心在于通过下调碳强度基准、引入自动加速机制以及扩大碳赤字范围等关键工具,持续推动加州替代运输燃料的创新与应用。这不仅体现了加州在绿色能源目标上已取得的超额成就,更对其未来提出了更高的要求,预计将对加州碳积分价格形成强劲支撑。
生物燃料市场:短期利好与长期挑战并存
修正案对生物燃料市场的影响呈现出短期利好与长期挑战并存的复杂局面。短期内,碳基准的下调虽减少了单位生物燃料获得的碳积分,但由于美国对生物燃料没有上限规定,义务主体需通过增加生物燃料使用量来满足更高的年度碳积分上交目标。同时,取消航空燃料豁免将大幅增加碳积分需求,预计每年新增约2276.6万吨碳赤字,需约3.3亿加仑(115万吨)生物质柴油补充,为生物质柴油和燃料乙醇创造了承接空间。然而,从长期来看,预计到2040年前后,生物柴油和可再生柴油将因碳强度高于基准而产生碳赤字,面临被更高级清洁燃料取代的风险。配合电动汽车全面取代燃油车的计划,公路铁路领域燃料使用量将下降,生物燃料的未来需求亮点将转向可再生航空燃料或远洋船舶等非公路铁路领域。
主要内容
1. LCFS碳市场机制与修正案背景
加州低碳燃料标准(LCFS)的运行机制
加州空气资源委员会(CARB)于2009年通过LCFS法规,并于2011年1月正式实施,旨在减少交通运输行业的温室气体排放。LCFS通过设定年度碳强度(Carbon Intensity, CI)指标来运作,CI衡量的是每生产兆焦耳能量释放的二氧化碳克数(gCO2e/MJ)。提供碳强度低于基准值的燃料可获得碳积分(credit),而碳强度超过标准的燃料则产生碳赤字(deficit)。CARB逐年下调碳强度基准,以增加义务方对碳积分的需求,从而促进清洁燃料的使用和替代性燃料的创新。LCFS监管的交通燃料种类广泛,包括汽油、柴油、CNG、LNG、电能、氢能、乙醇混合燃料、生物质柴油、可再生航空燃料等。义务主体(传统化石燃料生产商及进口商)可通过销售低碳强度燃料或购买碳积分来履行合规义务。碳积分清算市场(CCM)的存在,为未履行义务的受监管方提供了合规灵活性,提高了市场对最大合规成本的确定性,并激励了低碳强度燃料的投资和生产。
2023年修正案的战略意义与主要工具
2023年9月8日,LCFS法规再次修订,提高了到2030年的碳减排目标,并将目标延长至2046年。此次修正案是加州为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,表明若不加强LCFS,加州的气候目标将难以实现。修正案主要通过以下三种工具推动加州替代运输燃料创新:一是提高碳强度基准目标,使其更加严格;二是引入自动加速机制,以适应市场变化和减排机会;三是扩大碳赤字范围,将更多燃料类型纳入监管。这些调整旨在确保LCFS计划能够最大限度地减少温室气体排放,并维持对清洁燃料投资创新的促进作用。
碳强度(CI)定义与生物燃料碳排放考量
碳强度(CI)是LCFS的核心指标,它考虑的是燃料全生命周期的碳排放,从原料生产到加工再到最终消费。对于以农作物为原料的生物燃料,其土地变更使用(LUC)引起的碳排放也需纳入考量。例如,棕榈油制生物质燃料的LUC值最高(19.8 gCO2/MJ),其次为豆油(19.4 gCO2/MJ)。LCFS不鼓励使用基于土地变化的原料生产低碳燃料。相反,利用油料废弃物(如地沟油、废油)加工生产的生物柴油能产生明显更多的碳积分,其碳强度仅为10-30 gCO2e/MJ,远低于以菜油和豆油为原料的生物柴油(50-65 gCO2e/MJ)和以动物油脂为原料的生物质燃料(30-40 gCO2e/MJ)。这意味着,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的两倍。碳积分政策的本质是政府对绿色能源的变相补贴,通过合规义务和交易机制,加速传统能源企业向新能源转型。
2. LCFS(2023)主要修订及影响评估
碳强度基准大幅提高:加速脱碳目标与生物燃料的未来
2023年修正案大幅提高了年度碳强度(CI)基准的严格程度,并将其延续至2045年。根据2018年版法案,2025年至2030年的碳强度减少目标是从12.5%逐渐增加到20%;而新修正案则将2030年的目标提高到30%的减少,2040年达到75%的减少。这一调整的深远影响在于,远期基准碳排放值的下调预示着在未来某一年,传统生物燃料最终将产生碳赤字,从而被更高级的清洁燃料取代。粗略计算显示,到2040年,生物柴油(平均CI约28 gCO2e/MJ)和可再生柴油(平均CI约36 gCO2e/MJ)都将无法获得碳积分,反而会产生碳赤字。
CARB大幅下调碳强度基准的原因有二:首先,加州在摆脱污染燃料方面取得了显著进展,2022年碳强度减少已达12.63%,超过了原定的10%基准值。为避免碳积分供给趋于宽松导致碳价崩塌,CARB需要提高碳减排要求以适应实际减排完成度。其次,这体现了加州践行交通领域零排放的长期目标,最终将倒逼大多数替代燃料退出市场,使交通领域碳强度基准趋于零值,LCFS市场圆满退出历史舞台。
综上,提议的碳强度基准在2030-2045年加速降低,将显著增加对碳积分的需求,并支撑LCFS碳票价格。就近五年来看,由于美国对生物燃料没有上限规定,碳基准的下调虽使生物燃料获得的单位碳积分变少,但义务主体可通过提高数量来完成年度碳积分上交目标,因此短期内对生物燃料是利好。然而,长期来看(10年以后),考虑到电动汽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,公路铁路领域燃料使用下降之势正在形成,这将对公路用生物燃料市场形成“降维打击”。
取消航空燃料豁免:短期碳积分需求激增与生物燃料机遇
LCFS法规此前对喷气燃料、航空汽油等不基于生物质的燃料或供应量低于特定阈值的替代燃料设置了碳赤字豁免。然而,2023年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。这一重大改变意味着碳积分需求将在短期内大幅增加。由于替代航空燃料(SAF)产能短期内无法迅速形成,航空燃料供应商只能通过购买碳积分来履行义务,这将对生物质柴油和燃料乙醇打开承接空间,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。
具体来看,2022年加州航空煤油消费量约为32亿加仑,占全美的13.3%。根据航空煤油的能量密度126.37 MJ/gal和2022年航空燃料的碳强度基准89.37 gCO2e/MJ计算,航空燃煤领域每年大约产生2276.6万吨碳赤字。若要用碳强度为35 gCO2e/MJ的生物质燃料来弥补这些赤字,则需约3.3亿加仑(约115万吨)生物质柴油。尽管美国能源署计划在2030年前将SAF产能提升到30亿加仑,且3亿加仑的SAF产量即可覆盖加州航空领域产生的碳赤字(因每加仑SAF产生的碳积分大约是等量传统航空燃料产生碳赤字的10倍),但2022年SAF在加州的商业机场使用量不足0.2亿加仑,远不能满足需求。因此,在SAF产能形成规模之前,航空燃料供应商将主要通过购买碳积分来完成义务,从而推高碳积分价格并增加对传统生物燃料的需求。
零排放车辆(ZEV)积分范围扩大:交通领域燃料结构转型
根据LCFS,一些公共快速充电站已可根据总容量获得碳积分。CARB提议将这些规定扩大到为中型和重型车队提供充电的充电站。此举旨在加快零排放车辆(ZEV)的市场渗透率,与美国和欧盟逐步靠拢的政策方向一致,例如美国RVO草案中引入的eRINs。这表明美国在未来规划中,在保持生物质柴油平稳增长的同时,正转向可再生电力以更好地完成清洁空气法案的环保设想。未来十年内,可再生电力有望成为大规模推广并产生大量RINs的选择。
交通领域可再生电力的全面覆盖将通过约束发电厂可再生能源使用比例和推进电动车对内燃机车的逐步替代双管齐下。截至2023年7月,插电式汽车在轻型汽车中的销售占比已接近11%。这一修订显然是为了加速电动汽车的普及,从长期来看,将对交通领域液体燃料需求形成“降维打击”,从而不利于生物燃料的需求增长。
自动加速机制(AAM):市场适应性调整与投资确定性
LCFS旨在刺激替代运输燃料的创新,因此需要一种机制来适应市场变化。自动加速机制(AAM)的引入,正是为了在有明确信号表明存在额外减排机会时,能够自动调整计划的严格程度。该机制的建立向市场发出了一个明确信号,即对清洁燃料的投资将有更大的回报确定性,并能更好地确保温室气体减排机会不会被错失。
AAM是对LCFS设计的改进,可以看作是对程序严格程度降低的补充。当LCFS市场在一段持续时间内大量建立了碳积分盈余时,基于公开数据,LCFS的严格程度将以清晰和可预测的方式自动调整(即CI目标将降低)。触发加速机制的两个主要信号是碳积分产生数量或基于碳积分价格,而严格程度的调整通常是小的百分比调整(例如0.5%、1.0%)。无论具体设计细节如何,该修正的要点是:碳积分产量的持续增长将可能使未来所有年份的CI目标自动向前跳跃,最终有利于加州和国家的脱碳目标。
总结
LCFS修正案对加州碳市场与生物燃料的深远影响
在过去的十年中,加州LCFS在推动从石油向更清洁运输燃料(包括电力、可再生柴油、生物柴油、可再生天然气、低碳强度乙醇、可再生氢和可持续航空燃料)的转型方面取得了巨大成功,成为数十亿美元清洁燃料投资的催化剂和全球减排典范。2023年修正案是加州为实现到2045年碳中和目标而采取的战略性回应,其核心在于通过提高碳强度基准目标、引入自动加速机制和扩大碳赤字范围,以确保LCFS计划能够最大限度地减少温室气体排放。
近期RINs价格和LCFS碳积分价格的下跌反映了短期供大于求的现实。因此,无论是下调碳强度基准还是自动加速机制,都是加州空气管理委员会为维持LCFS计划对清洁燃料投资创新的促进作用而进行的适应性调整。这不仅体现了加州现阶段绿色能源目标的超额完成,也对其未来提出了更高的要求,预计将对加州碳价产生利好支撑。
生物燃料的短期机遇与长期转型路径
就近三年来看,碳基准的下调虽然使生物燃料获得的单位碳积分减少,但由于美国对生物燃料没有上限规定,义务主体可以通过提高生物燃料使用量来完成年度碳积分上交目标。同时,此次修正案取消了对航空燃料的豁免,预计将导致修正案正式生效后碳积分需求大幅增加。据估算,美国航空燃煤领域每年约产生2276.6万吨碳赤字,若用碳强度为35 gCO2e/MJ的生物质燃料弥补,需约3.3亿加仑(115万吨)生物质柴油。鉴于目前可持续航空燃料(SAF)产能不足(2022年加州SAF使用量不足0.2亿加仑),航空燃料供应商在形成足够产能前,只能通过购买碳积分来履行义务,这将为生物质柴油和燃料乙醇创造短期承接空间,提升其需求。
然而,从远期来看,LCFS修正案对生物燃料市场也带来了严峻挑战。预计到2040年前后,生物柴油和可再生柴油将因碳强度高于基准而无法获得碳积分,甚至产生碳赤字,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形成“降维打击”。考虑到配合措施中电动汽车对内燃机车的全面取代计划以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。这意味着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将需要转向公路铁路领域之外的应用,例如可再生航空燃料或远洋船舶燃料,以适应加州乃至全球交通领域深度脱碳的长期趋势。