燃料的碳强度：柴油、汽油和航空燃油解析

燃料的碳强度是什么？

碳强度衡量的是每单位燃料能量产生的温室气体总排放量。最常用的单位是每兆焦耳的二氧化碳当量克数（gCO₂e/MJ），不过你也会看到每升的千克数（kgCO₂e/L）或每吨燃料的生命周期排放量。

要全面了解燃料油的碳强度，我们必须区分燃烧排放和全生命周期排放。大多数人只关注发动机燃烧燃料时排放的二氧化碳。这一过程有时会导致不完全燃烧，从而向大气中释放温室气体。然而，燃烧排放只是其中的一半。

全生命周期排放量，通常被称为“油井到车轮”或“油井到尾气”，能提供更全面的视角。这种计算方法考虑了燃料全生命周期的每个阶段，包括：

• 开采：指从地下提取原油或天然气所消耗的能源。
• 炼油：一种复杂的工业过程，将原材料转化为可用产品，例如汽油和馏分燃料油等。
• 运输：通过管道、船舶或卡车运输燃料所产生的排放。
• 燃烧：使用过程中释放二氧化碳和其他温室气体。

从现在起，大多数碳强度法规将侧重于全生命周期排放，而不仅仅是燃烧排放。这意味着，两种燃烧排放量相同的燃料，根据其生产路径的不同，在监管上可能会受到截然不同的对待。例如，在利用可再生能源的发电厂中生产的燃料，其碳强度将远低于使用燃煤发电生产的同类燃料。

关键在于，碳强度的故事早在炼油厂之前，就在油井口就已经开始了。原油原料本身就带有上游排放特征，这些特征会一直延续到成品燃料中。两家效率完全相同的炼油厂，仅仅因为加工的原油流不同，所生产的燃料在生命周期碳强度上就可能存在显著差异。

为何碳强度在能源市场中至关重要

化石燃料的碳强度现已成为一项环境和商业指标。

气候政策和净零排放承诺正推动着这一变革。世界各地的政府都在制定雄心勃勃的目标，以减少温室气体总排放量。这迫使企业评估其所消耗化石燃料的碳强度。碳定价机制通过对高碳能源来源施加直接的财务成本，进一步加速了这一进程。

此外，新的供应链披露要求也相继出台。欧盟的“碳边境调整机制”（CBAM）、美国证券交易委员会（SEC）的气候规则以及《企业可持续发展报告指令》（CSRD）等框架，都要求企业如实报告排放量。而且，许多采购标准都对供应商设定了碳足迹（CI）的上限。

在交通运输行业，合规压力尤为严峻。航空业面临CORSIA 要求，以及对可持续航空燃料（SAF）日益增长的需求。海运业必须响应“FuelEU Maritime”计划以及国际海事组织（IMO）2050年脱碳目标。而公路运输则受加利福尼亚州、俄勒冈州和加拿大的《低碳燃料标准》（LCFS）约束，欧盟也正在制定类似的框架。

因此，碳强度现已成为一项贸易指标。燃料的碳强度将决定其市场价值，以及其在跨境流通时能否避免高额关税。这已不再是遥不可及的前景。旨在奖励清洁生产的基础设施正逐步成形，相关支持数据也已开始浮出水面。

柴油的碳强度

柴油动力广泛应用于货运、建筑以及全球海运的很大一部分。

其全生命周期碳强度通常在90至100克二氧化碳当量/兆焦耳之间，但根据供应链的具体情况，这一数值可能会有15%至20%的波动。

影响柴油碳强度的因素包括：

• 原油类型：重质原油的加工所需能量比轻质原油更多。
• 开采方法：对于油砂而言，蒸汽辅助重力排水等技术比传统的钻井方法产生更多的碳排放。
• 甲烷泄漏：开采过程中逸出的甲烷会导致总排放量激增。
• 能源使用情况：炼油厂的能效评分，以及其发电来源是可再生能源还是化石能源，都会影响最终的CI值。
• 运输距离：与通过本地管道输送相比，利用油轮跨洋运输燃料会使公司的碳足迹增加更多。

这种差异至关重要。源自高效炼油厂且使用低碳原油的柴油，其排放特征将与采用传统炼油工艺从油砂中生产的柴油有所不同。随着排放因子成为供应商资质评估标准的一部分，这些差异将决定商业决策。

汽油的碳强度

作为交通运输领域的主要排放源之一，汽油的碳强度正受到密切关注。该燃料的典型范围为93-100克二氧化碳当量/兆焦耳。

虽然汽油的CI曲线与柴油相似，但由于以下原因，两者之间仍存在细微差异：

• 炼油工艺：汽油的炼油工艺涉及与柴油不同的化学转化过程，这导致其所需能量结构发生变化。
• 能量密度：汽油和柴油的热值不同。每加仑或每短吨产生的能量也不同，因此其热值系数（CI）也各不相同。
• 车辆能效：汽油发动机与柴油发动机的平均能效差异，会影响二氧化碳的总排放量。在比较推动相同质量的物体行驶特定距离所需的能量时，这一差异至关重要。

由于大多数乘用车都使用汽油，因此即使其碳强度（CI）仅略有降低，也会导致进入大气层的温室气体总量大幅减少。

喷气燃料的碳强度

航空业是难以 实现脱碳的领域，因为电池重量使得电气化难以实现，而氢能则面临着重大的基础设施挑战。因此，航空业仍在使用碳强度在88至95克二氧化碳当量/兆焦耳之间的航空煤油。（需要指出的是，该行业正在转向可持续航空燃料（SAF），以期降低这一数值。）

此处的监管环境尤为严格：

• CORSIA：这一国际计划规定了航空公司必须履行的合规义务，以帮助抵消或减少其航空旅行产生的排放。根据CORSIA，低碳航空燃料（LCAF）资格的认定部分取决于原油原料本身的生命周期碳强度。因此，用于生产喷气燃料的原油流的上游碳强度直接影响合规性。
• 航空公司的选择：航空公司必须 在购买碳信用额、采购可持续航空燃料（SAF）或使用低碳航空燃料（LCAF）之间做出选择，以符合新规要求。
• 可持续航空燃料（SAF）的影响：根据原料和生产工艺的不同，与传统燃料相比，可持续航空燃料可在整个生命周期内减少50%至80%的排放量。

必须认识到，可持续航空燃料（SAF）的目标是降低全生命周期的碳强度，而非在燃烧过程中消除二氧化碳。当可持续航空燃料燃烧时，仍会释放二氧化碳。然而，由于用于生产该燃料的植物或其他生物质原料在生长过程中会从大气中吸收二氧化碳，因此其净影响要低得多。

为何燃料的碳强度差异如此之大

两家生产同类燃料的工厂，其碳强度评分可能截然不同。了解造成这种差异的原因，将有助于您做出更明智的采购决策。

原油来源

原油原料是影响燃料碳强度的最重要因素之一，却往往被忽视。Sylvera400多种全球交易的原油流Sylvera分析显示，不同原油流的上游碳强度差异高达60倍。这一差异远超大多数买家和炼油商目前在采购决策中考虑的范围。

重质原油与轻质原油之间存在显著差异，海上开采与陆上开采同样存在差异。重质原油的开采需要额外的热量和蒸汽，这会增加二氧化碳排放量 ，而这些排放发生在原油最终用于车辆或飞机之前。因此，重质原油的碳足迹（CI）更高。

上游每桶原油平均排放约16至20千克二氧化碳当量，但行业领先的资产目前每桶排放量已降至5至10千克二氧化碳当量以下。随着监管日益严格，这一差距蕴含着切实的商业价值。

炼油厂能源强度

炼油厂必须消耗大量能源才能将原油分离成不同类型的燃料。如果炼油厂依赖化石燃料发电，高氢气消耗量和持续的热能需求也会导致排放量增加。而整合了碳捕获与封存（CCS）技术或风能、太阳能等可再生能源的新型设施，其碳强度则要低得多。

运输与物流

在全球范围内运输原油和成品油会增加碳排放。不过，排放量取决于运输方式，因为管道、油轮和铁路系统各自产生的碳足迹各不相同。例如，如果两种燃料产生的排放量相同，但一种是通过铁路跨越数个大陆运输的，而另一种则是通过管道在本地输送的，那么前者的全生命周期评分最终会更高。

生产技术

对于可再生柴油、可持续航空燃料（SAF）、生物柴油和氢衍生燃料等替代燃料而言，生产路径是影响碳强度的最大单一因素。原料、电力来源、生产路径以及碳捕获的整合——即生产过程中产生的二氧化碳是否被捕获——这些因素共同决定了最终产品在碳强度谱系中的位置。

即使在常规原油生产领域，技术也起着至关重要的作用。以挪威的海上开采为例，其能源主要来自陆上的可再生电网电力，而非现场燃料燃烧，因此其上游碳强度远低于北海生产通常预期的水平。

可再生和低碳燃料

为了实现净零排放，全球必须使用碳强度低于传统化石燃料的替代燃料。这些替代燃料包括：

• 可再生柴油和生物柴油
• 可持续航空燃料（SAF）
• 合成燃料（e-fuels） 
• 氢衍生燃料（如氨或甲醇） 

这些燃料的碳强度并非一个固定数值。它取决于原料、电力来源以及对土地利用的影响。如果没有详细数据，就无法比较不同油品的碳强度。

但传统燃料也日益呈现出同样的趋势。原油的来源至关重要。开采方法至关重要。产地也至关重要。低碳原油理应获得更优的经济回报——而支持这一论点的数据现已具备。

法规如何开始将燃料的碳强度纳入定价考量

目前的政策框架采用碳强度来计算定价。

加利福尼亚州的低碳燃料标准（LCFS）便是其中一例。该标准为每种燃料路径分配一个碳强度评分。评分低于基准线的供应商将产生可出售的碳信用额；评分高于基准线的供应商则必须购买碳信用额。这种机制通过为低碳燃料提供可量化的收益，从而建立起与生命周期排放量直接挂钩的价格信号。 

根据《低碳燃料标准》（LCFS），原油选择直接影响炼油企业的增量赤字风险——这一商业现实使得上游碳强度（CI）数据在当下具有实际应用价值。

其他新出台的政策还包括针对航运业的“FuelEU Maritime”计划，以及针对航空业的各项航空脱碳政策。加拿大的《清洁燃料条例》（CFR）同样对液态化石燃料设定了碳强度限值，其中生命周期碳强度较低的原油流有望产生合规信用额。

这些机制对生命周期排放较低的燃料给予奖励，从而将碳强度转化为一种“货币”。

战略转型：碳强度作为商品属性

碳强度现已成为燃料买卖流程中不可或缺的一环。各行业的买家在比较供应商时，不仅考虑价格和物流因素，还会参考经过核实的排放数据。

这合乎情理，因为不同买家的碳强度需求各不相同。试想：

• 根据加利福尼亚州低碳燃料标准（LCFS）运营的燃料分销商，需要一条经过验证的碳强度路径，以便在适当的时间生成或提交相应的配额。
• 欧盟航空公司采购可持续航空燃料（SAF）时，需要相关文件以确认该燃料符合《可再生能源指令》（RED II）规定的可持续性标准。
• 在欧盟港口开展业务的海运运营商需要经过认证的生命周期排放数据，以证明其符合《燃料欧盟》的要求，并继续照常开展业务。
• 承诺实现净零排放的企业采购方需要减少范围1和范围3排放，因此碳强度已成为每项年度报告工作的关键指标。

这些买家所处的监管环境各不相同，内部目标也各异，但他们有一个共同的需求：可靠且经过独立核查的碳强度数据。

此外，值得注意的是，燃料市场正与碳信用额市场趋于融合。航空公司必须根据相对成本和排放影响，在可持续航空燃料（SAF）采购与碳信用额购买之间寻求平衡。而工业买家则需在燃料转换与碳抵消策略之间进行权衡。要理解这些权衡关系，需要整合碳强度和碳信用额数据。

Sylvera 的Sylvera

Sylvera 在碳市场和商品领域提供值得信赖的数据和工具，帮助各类组织自信地衡量、对比并采取行动，有效应对碳强度信息。

机制的适用条件与价值评估

我们的“机制资格与价值评估”服务可帮助 生产商准确了解其设施符合哪些计划，以及这些计划在商业层面的价值。针对碳边境调整机制（CBAM）、低碳燃料标准（LCFS）、能源援助计划（EACs）等，您将获得清晰且可审计的评估结果，并按每项机制提供基于市场价格的价值估算。

碳强度评估

Sylvera 为原油流、氢气、氨、水泥及其他大宗商品Sylvera 独立的 碳强度评估服务。这使企业能够对比不同供应商和生产路径的排放表现，并在需要验证数据以满足合规要求和/或获得溢价的市场中，证明自身的碳优势。

大宗商品洞察

Sylvera 的“大宗商品洞察”工具可帮助企业对全球供应链中的碳强度进行基准测试。因此，我们的平台提供相关数据，帮助企业了解碳属性如何影响其竞争力和合规状况。

作为“商品洞察”（Commodity Insights）项目Sylvera 涵盖 400 多种全球交易原油流的碳强度数据——这是首个超越国家层面汇总标签、转向连续且针对具体原油流的评估体系的框架。碳强度（CI）以 gCO₂e/MJ 为单位表示，涵盖从摇篮到厂门（油井到加工厂大门）的系统边界，并符合 IPCC AR6 GWP100 标准。 每个碳强度值均配有反映数据完整性和细粒度的可信度评分。

除了碳信用额（CI）评分外，该框架还包含机制合规性评估——这使生产商、炼油商、贸易商和买家能够了解哪些原油流可能符合CORSIA 、加州LCFS以及加拿大《清洁燃料条例》的要求，并理解这在商业层面的意义。投资于降低每桶碳排放量的生产商，现在可以通过独立、标准化的数据来证明这一优势。

燃料碳强度的未来

碳强度正逐渐成为监管和贸易的主要指标。供应链如今必须依赖经过核实的排放数据才能正常运转，这一事实印证了这一点。

降低每桶碳排放量不仅是一项环境指标，也是一项商业指标。低碳原油理应获得价格溢价。虽然奖励清洁生产的基础设施仍在建设之中，但支持这一举措的数据现已具备。

随着可再生柴油和可持续航空燃料（SAF）等替代燃料的不断涌现，能够根据其真实的气候影响来区分它们将至关重要。随着实体燃料市场和碳市场日益成熟，我们预计两者之间将实现更深层次的融合。

随着能源转型的加速，那些现在就能对燃料碳强度进行测量和验证的企业，最终将获得显著的竞争优势。

了解不同燃料的碳强度

燃料的碳强度是推动全球能源转型的关键指标。

随着政策和市场开始根据全生命周期排放量对这些燃料进行区分，这一指标将影响从日常燃料采购到国际贸易协定的方方面面。

Sylvera 支持。我们的碳强度评估 和商品洞察服务，可帮助企业衡量、对比并针对其整个供应链的碳强度采取行动。