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2027上海环博会绿色燃料专题:绿氢、绿氨、绿色甲醇与SAF产业链解析


绿氢、绿氨、绿色甲醇、生物柴油和可持续航空燃料,看起来是几种不同的能源产品,背后却连接着可再生电力、生物质利用、二氧化碳捕集、化工合成、储运加注和工业减碳等多个产业环节。

绿色燃料并不是某一种燃料的单独名称。根据《绿色燃料解析》,它主要指以可再生能源或生物质为生产基础,在全生命周期中实现大幅减碳,用于替代传统化石燃油和燃气的零碳或低碳燃料。

2027年第28届上海环博会将于2027年4月20日至22日在上海新国际博览中心举办。作为围绕水、气、回收与循环经济解决方案展开的环保产业展会,绿色燃料所涉及的绿氢、碳捕集、生物质利用、废弃物资源化和工业低碳技术,与展会多个技术方向存在联系。

本文依据现有资料,重点梳理绿色燃料的两条生产路线、主要应用场景、上下游关系以及不同燃料对应的核心设备。

绿色燃料首先要分清两条技术路线

虽然各种绿色燃料最终都面向交通、工业或能源使用,但其生产基础并不相同。

现有资料将绿色燃料分为两大品类:一类从绿色电力出发,另一类从生物质和有机废弃物出发。

第一条路线:电转绿色燃料

电转绿色燃料以风电、光伏等绿色电力为基础。

绿色电力首先用于电解水制取绿氢,再根据目标产品,加入氮气、二氧化碳或其他合成环节,形成不同燃料。

  • 绿氢

  • 绿氨

  • 绿色甲醇

  • 电合成航油,也就是e-SAF

在这条路线中,绿氢既可以作为燃料直接进入使用环节,也可以继续作为合成绿氨、绿色甲醇和电合成航油的基础原料。

因此,电转绿色燃料的产业链通常不是由几套完全独立的生产系统组成,而是先建设一套绿色电力与电解制氢基础,再根据产品方向配置不同的合成、分离和储存设备。

第二条路线:生物基绿色燃料

生物基绿色燃料不以大型电解制氢系统作为主要起点,而是利用餐厨废油、农林废弃物、秸秆、木屑或有机垃圾等原料进行转化。

  • 生物柴油

  • 生物乙醇

  • 可持续航空燃料SAF

  • 生物沼气

  • 生物质合成燃料

根据原料类型和目标产品的不同,生产过程可能采用酯化、加氢、气化、裂解或发酵等方式。

两条路线的共同目标都是形成可以进入交通、工业或能源系统的低碳燃料,但它们对资源条件和设备配置的要求明显不同。

绿色燃料的需求来自哪些使用场景

绿色燃料的产业价值,最终要通过具体应用场景体现。

现有资料将其应用概括为交通运输、重工业、能源储能和民生配套四个方面。

远洋船舶与民航是重要交通场景

不同交通工具对燃料形态和使用方式的要求不同。

在远洋航运场景中,资料重点列出了绿氨和绿色甲醇;在航空场景中,则包括SAF和e-SAF;重卡、农业机械等应用,可以涉及绿氢或甲醇。

这也意味着,绿色交通燃料并不是由一种产品覆盖所有运输方式。

航运企业、航空公司、物流车队和相关装备企业,需要根据自身终端类型,对应不同的生产、储存、运输和加注体系。

例如,绿色甲醇与绿氨项目除了生产装置,还需要配套成品储罐及相应的储运设施。

SAF和e-SAF则会进一步连接油品精制、分馏和航空燃料供应环节。

重工业关注的不只是燃料替代

在钢铁、水泥、玻璃、化工和化肥等行业中,绿色燃料既可能承担能源作用,也可能进入生产工艺和原料体系。

  • 钢铁冶炼

  • 水泥和玻璃高温窑炉

  • 绿色化工

  • 低碳化肥

这些领域具有连续生产、高温用能或化工合成需求,因此,绿色燃料项目需要与工业装置、供能系统及生产流程衔接。

对相关企业来说,讨论绿色燃料不能只停留在成品燃料本身,还要考虑燃料如何储存、如何输送、如何进入原有工业系统,以及终端装置需要怎样调整。

能源系统承担调峰与储能需求

资料还将火电厂掺烧调峰、长时储能和分布式供暖列入绿色燃料的应用范围。

从产业链角度看,这类应用能够把可再生电力转化为可储存、可运输的燃料形态,再根据能源系统需要进行使用。

在这一场景下,项目不仅涉及燃料生产设备,也会连接储罐、压缩设备、输送系统和安全控制装置。

此外,资料还提到燃气掺混和燃料电池叉车等民生及物流配套场景,说明绿色燃料也可以进入分布式和小型终端应用。

一条绿色燃料产业链如何运转

绿色燃料项目并不是从燃料生产工厂才开始。

资料第2页的产业链示意图将整个市场划分为上游、中游和下游三个环节。上游提供能源、原料和生产装备;中游完成燃料制造;下游负责储运流通和终端消费。

上游同时包含资源和装备

绿色燃料产业的上游资源主要包括:

  • 光伏、风电及储能系统

  • 餐厨废油

  • 秸秆等生物质原料

  • 工业尾气或空气中的二氧化碳碳源

与资源端并行的,是完整的生产装备供应体系。

相关设备包括电解水、空分、二氧化碳捕集、化工合成、气体压缩以及燃料储运设备。

因此,绿色燃料上游并不只有能源企业,也包括水处理设备、气体分离、碳捕集、化工装备、自动控制和安全系统企业。

中游负责把资源转化成成品燃料

中游主要由不同类型的生产工厂组成。

  • 风光制氢站

  • 绿氨合成装置

  • 绿色甲醇工厂

  • 生物燃料炼化厂

这些工厂将绿电、氮气、二氧化碳、生物质或废弃油脂加工成可以进入储运和消费环节的燃料产品。

不同工厂虽然产品不同,但都需要解决原料预处理、反应转化、分离提纯、成品储存、自动控制和安全管理等问题。

下游连接储运服务和终端客户

绿色燃料生产完成后,还需要进入储存、运输、交易和加注体系。

  • 储罐和库区

  • 加注站

  • 燃料贸易

  • 碳认证服务

终端客户则包括航运企业、航空公司、钢铁厂、化工厂、发电厂和物流车队。

这条产业链的运行逻辑可以概括为:可再生资源和生产装备提供基础,生产工厂完成燃料制造,储运与服务机构再将成品燃料送入交通和工业终端。

电转燃料共用一套制氢基础系统

绿氢、绿氨、绿色甲醇和e-SAF虽然最终产品不同,但前端都可以建立在风光电解制氢基础之上。

资料将电转绿色燃料的共用前置设备分为多个部分,包括:

  • 光伏、风电和储能系统

  • 配电柜及SVG谐波治理设备

  • EDI超纯水设备

  • 电解槽

  • 整流机组

  • 氢气分离器

  • 洗涤干燥塔

  • 氢气压缩机

  • 储氢罐

  • 循环冷却水系统

  • DCS自动控制系统

  • 安全消防系统

从功能上看,这些设备可以归纳为六个环节。

第一步是提供稳定的绿色电力;第二步是制备满足电解要求的水;第三步通过电解槽制取氢气;第四步完成氢气分离、洗涤和干燥;第五步进行压缩与储存;第六步通过自动控制和安全系统保障装置运行。

完成这套基础系统之后,项目再根据目标燃料配置专属设备。

绿氢:完成提纯和储存即可进入应用

绿氢的基本流程相对直接:绿色电力—电解制氢—提纯储存。

在共用制氢系统之外,资料还列出了氢气充装压缩机和加氢撬装站等设备。

这类设备连接生产端和使用端,承担氢气压缩、充装或加注功能。

绿氨:增加制氮和氨合成装置

绿氨的生产需要在绿氢基础上加入氮气。

其主要流程是:绿氢与氮气混合加压—合成反应—液化分离成品。

专属设备包括深冷或膜分离空分制氮机组、氢氮配比压缩撬、氨合成塔、循环压缩机、氨冷液化分离装置、氨分离器和液氨储罐。

由此可以看出,绿氨项目不仅涉及制氢设备,还会连接空分、压缩、合成、冷却和液氨储存等装备企业。

绿色甲醇:关键在二氧化碳和合成精馏

绿色甲醇以绿氢和二氧化碳作为合成基础。

资料给出的主要流程为:绿氢与二氧化碳混合—催化合成—精馏提纯。

专属设备包括二氧化碳捕集提纯装置、二氧化碳增压配气系统、甲醇合成反应器、粗甲醇多级精馏塔和成品储罐。

这一技术路线直接连接了绿氢、碳捕集和化工合成三个环节。

对于二氧化碳捕集、膜分离、气体压缩、反应器和精馏设备企业来说,绿色甲醇项目可能形成一套相互衔接的设备需求。

e-SAF:向油品合成与精制延伸

电合成航油在制氢和合成气基础上,还需要进入油品合成、分馏和精制环节。

现有资料列出的核心设备包括费托合成催化装置和油品分馏精制设备。

由于资料没有继续展开e-SAF的完整生产流程,本文不对其他设备作进一步补充。

生物基燃料从原料预处理开始

与电转燃料相比,生物基燃料首先要解决的是原料差异。

餐厨废油、秸秆、木屑和农林废弃物的形态、含水量和杂质情况并不相同,因此,在进入反应或发酵环节之前,通常需要进行预处理。

资料列出的前端设备包括:

  • 秸秆撕碎机和破碎机

  • 烘干设备

  • 废油过滤除杂机组

  • 离心机

  • 原料储仓

预处理完成后,再根据目标产品进入不同生产路线。

生物柴油以酯化和精制为主

以废弃油脂为原料的生物柴油路线,核心设备包括:

  • 酯化反应釜

  • 甘油分离罐

  • 甲醇回收塔

  • 水洗精制塔

  • 真空干燥设备

这条路线的设备重点集中在化学反应、物料分离、甲醇回收和成品精制。

SAF需要加氢、异构化和油品分馏

资料所列的SAF生产设备包括小型电解制氢设备、加氢反应器、异构化装置和油品分馏塔。

与一般生物柴油相比,这条路线进一步涉及加氢和油品品质调整。

因此,SAF项目虽然使用生物基原料,但仍可能配置制氢和加氢设备。

秸秆路线涉及气化和合成气净化

利用秸秆等生物质生产合成燃料,设备配置与废油路线明显不同。

资料列出的主要设备包括:

  • 循环流化床气化炉

  • 焦油裂解净化装置

  • 脱硫脱碳设备

  • 合成气变换装置

后续可以根据产品选择费托合成设备生产合成油品,或者配置甲醇合成反应器和精馏塔生产甲醇。

这条路线把生物质处理、气体净化和化工合成连接在一起。

生物乙醇依靠蒸煮、糖化和发酵

生物乙醇的设备体系更偏向生物转化和发酵。

核心设备包括:

  • 液化蒸煮罐

  • 糖化罐

  • 密闭发酵罐

  • 乙醇精馏塔

  • 分子筛脱水装置

生产过程需要先将原料转化为可发酵物质,再经过发酵、精馏和脱水形成成品。

判断两条路线,可以先看核心设备

电转绿色燃料和生物基绿色燃料之间最直接的区别,可以从生产基础和核心设备中判断。

电转路线以可再生电力为基础,电解槽是关键装备。完成绿氢生产后,再通过空分、碳捕集、合成和精馏等设备形成不同燃料。

生物基路线以餐厨废油、秸秆和农林废弃物为基础,核心设备则更多表现为气化炉、反应釜和发酵罐。

前者的重点是“绿电制氢后合成”,后者的重点是“有机原料经过化学或生物方式转化”。

谁能在绿色燃料产业链中找到位置

绿色燃料项目涉及的企业类型较多,并不只属于传统能源行业。

位于生产装备端的企业包括:

  • 电解槽及制氢设备企业

  • 空分与气体分离企业

  • 二氧化碳捕集企业

  • 压缩、储氢和储罐设备企业

  • 化工反应器及精馏设备企业

  • 生物质破碎、气化和发酵设备企业

  • 自动控制和安全系统企业

项目建设和生产端则包括制氢站、绿氨装置、绿色甲醇工厂和生物燃料炼化厂。

在流通和服务端,还涉及储运库区、加注站、燃料贸易和碳认证服务机构。

航运、航空、钢铁、化工、电力及物流企业,则构成绿色燃料产业链中的主要终端客户。

不同企业关注绿色燃料时,需要先判断自身位于资源供应、装备制造、燃料生产、储运服务还是终端使用环节,再寻找对应的项目和合作对象。

结语

绿色燃料并不是几种新燃料名称的简单集合。

从风光发电、电解水制氢,到氮气分离、二氧化碳捕集、化工合成和油品精制;从餐厨废油和农林废弃物预处理,到酯化、气化、加氢和发酵,绿色燃料背后连接着一条覆盖资源、装备、生产、储运和终端消费的产业链。

电转燃料和生物基燃料选择了不同的原料与技术起点,却共同面向航运、航空、工业锅炉、化工生产和发电等低碳使用场景。

对于环保装备、能源技术和工业服务企业来说,理解不同燃料的工艺流程和设备差异,有助于判断企业能够进入哪一个项目环节,也有助于在2027上海环博会相关技术交流和供需对接中,更准确地寻找合作方向。

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