2018美国可再生燃料标准实施与市场发展.pdf

清洁交通 U.S. Renewable Fuel Standard (RFS) 能源与交通创新中心 Innovation Center for Energy and Transportation 2018 年 8 月 iCET 清洁交通项目政策简报 2018 美国可再生燃料标准实施与市场发展 前言 为了扩大生物乙醇生产消费，调节粮食供求，处置超期超标等粮食，提高国家粮食安全，促进农业供给侧结构性改革， 2017 年 9 月，十五部委联合印发了关于扩大生物燃料乙醇生产和推广使用车用乙醇汽油的实施方案 （下称 “方案 ”） ，计划 2020 年在全国范围内推广乙醇汽油 E10，并逐步推动中国建立生物燃料乙醇的市场化运行机制。 除之前 11 个示范省市区域外， 天津 等 区域 迅速出台了地方推广使用车用乙醇汽油实施方案，其中 ，天津将于 2018 年 10 月 1 日开 始封闭式推广 E10 乙醇汽油，其他地区 也将陆续 实施 。 中国乙醇汽油 示范推广 之前一直 采用 “核准 生产、定向销售、封闭式运行 ”的模式， 生产 企业 少、运营模式 简单， 尤其是 最近几年，受油价低迷影响，燃料乙醇产量 几乎 没有增长， 保持 年产 220-250 万吨左右。 “方案 ”提出后，乙醇年 需求 量 将 剧增至 1100-1200 万吨左右， 参与 企业 也正 扩张 并积极投资 并购 、招标建厂，一些煤制乙醇 项目 也 纷纷立项 试产 ， “ 方案 ” 的初衷是消耗超期超标粮食，在一定程度上利用乙醇来调节 粮食 生产与储备 ， “方案 ”全面实施后，粮食原料年需求量将达3000-3500 万吨 ， 亟需 有效地进行原料需求、生物燃料生产、混配及市场监管， 以 不扰乱粮食市场 ，促进燃料乙醇行业健康可持续发展，最大化发挥其低碳清洁燃料的效益 。李克强总理 2018 年 8 月22 日在国务院常务会议上提出了生物燃料乙醇产业总体布局 ，“ 坚持控制总量、有限定点、公平准入， 适度布局粮食燃料乙醇生产，加快建设木薯燃料乙醇项目，开展秸秆、钢铁工业尾气等燃料乙醇的产业化” 。 能源与交通创新中心（ iCET）从 2007 年开始进行中国生物燃料可持续性发展 的研究，并把 一些国际 先进经验引荐到国内来，我们认为，美国可再生燃料标准（ RFS）管理机制，特别是基于可再生燃料身份码（ RINs）值 得借鉴到中国 生物燃料推广应用中来，一方面可以进行原料、生产、流通以及混配多环节的监管，另一方面， 通过信息 与数据 的收集， 全面 了解政策 真实实施 情况以便 有效调节管理手段。 2013 年 iCET 发布了美国可再生燃料标准实施机制与市场跟踪 1，如今， 再次更新该政策简报，对 RFS 管理机制尤其是 RIN 码的流通管理溯源进行详细介绍，希望给国内 政策 制定 者以及利益相关方进行参考。 报告作者 ：康利平 2、崔璨 3 致 谢： 感谢能源基金会为本政策简报提供资金支持。 报告声明 ： 本报告所有观点与结论均属作者个人意见。报告仅限研究学习或组织内部传阅，不得翻印或用于商业目的。报告如有不妥与谬误之处，敬请读者不吝批评和指正。 1 康利平 , Robert Earley, 安锋等 . 美国可再生燃料标准实施机制与市场跟踪 . 生物工程学报 , 2013, 29(3): 265-273. 2 康利平 . 能源 与交通创新中心清洁交通项目高级经理 , 长期从事节能与新能源汽车、清洁燃料等政策研究及项目管理 . 3 崔 璨 . 武汉大学资源与环境科学学院在读研究生 , 2018 年 . 能源 与交通创新中心暑期实习生 . 美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 1 摘要 可再生燃料标准 （ RFS） 是美国 政府 根 据 “ 能源独立与安全法案 （ EISA） 2007”， 为提高生物燃料利用量 、 减少石油对外依赖和温室气体排放而制定的强制执行指令 ，由 美国 环保署 （ EPA）负责 实施管理。 EPA 根据 RFS 要求 确定 各年度 可再生燃料在道路交通燃料中的混配比例， 并要求美国汽柴油炼制、混配与进口等责任商完成各类 可再生燃料配比责任量（ RVO）， 责任商在年末 向 EPA提交足够多的可再生燃料身份码（ RINs）以示完成任务。 RINs 跟随可再生燃料的生产或进口而获取，是跟踪可再生燃料利用并 监测 RFS 合规 是否完成的主要依据。独立的 RINs 可自由交易并形成市场，责任商可选择购买 RINs 来完成年度 RVO。 2015-2017 年，美国可再生燃料标准（ RFS）主要实施 及市场 进展如下： （ 1） 美国 可再生燃料 发展低于预期，但法律与机制保护下，仍将坚定实施。 RFS 是在法律支持下实施的强制性指令，也承受着多方压力，尤其是 2014-2015 年，受政策 及油价影响， EPA 也 曾批准了部分 企业 豁免 以及调低纤维素燃料 合规的 申请 ， 但 2016 年后， EPA 出于对环境目标管控、利益相关方投入和公众舆论等多方面考虑， 重新加严对责任商的监督，对 提出的可再生燃料豁免申请几乎全部否决 ，并恢复 逐年 提高可再生燃料利用量和混配比例要求， 但当前 可再生燃料 年度 利用 量 远不足之前 目标设定 ， 特别受经济发展 及成本影响，多家纤维素燃料生产企业倒闭， 2019 年纤维素燃料的 合规 量仅 3.81 亿加仑，而之前 规划 目标 量为 85 亿加仑，仅 完成了0.04%。 四类可再生燃料中，仅 生物柴油超过当年的 目标利用 量。 RFS II 目标规划量与实际合规 要求量 1992800501001502002503003504002009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022可再生燃料利用量目标单位：亿加仑纤维素燃料 (合规 ) 生物柴油 (合规 ) 先进生物燃料 (合规 ) 可再生燃料 (合规 )纤维素燃料 (规划 ) 生物柴油 (规划 ) 先进生物燃料 (规划 ) 可再生燃料总量 (规划 )美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 2 （ 2） RINs 溯源管理体系 有 效 地 监管生物燃料生产及市场流通 。 RINs 身份码伴随 着 生物燃料生产、 流通交易 以及 终 端 混配 整个过程 ， 政府通过 调式交易系统（ EMTS） 监测追踪 RINs 的产生、交易和过期，避免可再生燃料信息的混淆 。 此外 ， 为了 避免 RINs造假 ， 政府 启动 RINs 自愿性 质量保证计划（ QAP） ， RINs 可 接受 第三方 机构 审计 以 证明 其 有效 性 。RINs 可 基于市场进行买卖，提高了合规 的灵活性 ， 确保了各责任商能够有效地完成当年再生燃料配比责任量（ RVO） ， 是 RFS 政策与市场 的 重要调节阀 。 RFS 通过多年实施， RINs 的价格渐趋稳定。 2012-2018 年 RINs 价格 变 化 （ 3） RFS 实施确实减少了 美国 石油对外依赖并降低交通 温室气体排放。 虽然油价 持续 低迷， 但 美国生物燃料实际利用量 能保持 稳定 并处于 增长 趋势中 ， 其中， 乙醇 利用量 占汽油消耗总量约 10%，生物柴油占柴油消耗总量约 5%， RFS 实施一定程度 上 减少了石油对外依赖 度 。 此外， RFS 对其利用的生物燃料有最低温室气体减排要求，较 2015 年，可再生燃料、生物柴油、先进生物燃料、纤维素燃料温室气体减排门槛分别为 20%， 50%， 50%， 60%，也能确保所利用的生物燃料达到 降低 温室气体 与实现 交通 减排的目标 。 当然， RFS 也带动了生物燃料 投资和产业发展，创造了 就业 机会， 促使了 使美国农业发展焕发生机 。 （ 4）原料玉米价格受 乙醇价格影响较小， 相对稳定。 目前， 乙醇价格随油价波动处于下跌周期， 但 玉米产量和价格均稳定 （除 2012 年受旱灾影响，玉米产量大幅降低、价格大涨除外） ， 美国 乙醇 生产用玉米 与食品玉米达到相对平衡， 乙醇生产用玉米占比稳定在 36-38%左右 。美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 3 1. 美国 RFS 政策简介 可再生燃料标准（ Renewable Fuel Standard， RFS）最早由美国环保署（ EPA）根据能源政策法案 2005（ Energy Policy Act of 2005）为减少石油对外依存度与交通温室气体排放、改善空气质量，提高生物燃料利用量而制定的强制指令。 2005 年，开始实施第一阶段目标，要求 2006 年生物燃料利用量至少达到 40 亿加仑（约 1200 万吨） , 并逐年递增到 2012 年 75 亿加仑（约 2200 万吨），在一系列财税优惠政策的扶持下，该目标提前实现； 2007 年底， EPA 又根据能源独立与安全法案 2007 （ Energy Independence and Security Act， EISA） 修订通过 RFS II，要求 2008 年生物燃料利用量达到 90 亿加仑， 并 于 2022 年达到 360 亿加仑 4，具体要求如表 1。对比 RFS I，第二阶段目标主要具有四大特点 ： 第一， 扩展了实施范围， EISA 要求 RFS II 不仅实现汽油添加生物燃料，还扩展到柴油添加。因此在生物乙醇的基础上扩充了生物柴油的利用要求，提出美国道路交通燃料最低可再生燃料的混配要求，大部分汽柴油精炼商、混配商、进口商等都须满足（仅部分小规模运营商可获得豁免权）。 第二， 大幅增加生物燃料的利用量，提高交通燃料中生物燃料混配比例，要求从 2008 年 90 亿加仑（约 2600 万吨）的生物燃料利用量增加到 2022 年的 360 亿加仑（约 1.1 亿吨）； 第三， 首次提出了四种可再生燃料类型，并对每种燃料利用量都提出了要求。到 2022 年，纤维素燃料（ Cellulosic biofuel）、生物柴油 (Biomass-based diesel)、先进生物燃料 (Advanced biofuel)、可再生燃料（ Renewable fuel）利用量需分别达到 160 亿加仑（约 4800 万吨）、 10 亿加仑（约 300万吨）、 210 亿加仑（约 6200 万吨）、 360 亿加仑（约 1.1 亿吨）。这四种燃料类型 部分 存在子交集关系，具体参 考 表 1。 表 1 2022 年美国 RFS II 四类可再生燃料利用要求 可再生燃料类型 具体描述 最低减排要求 利用量（亿加仑） 纤维素燃料 以纤维素为组织结构的农林废弃物或能源作物为原料生产的燃料； 60% 160 生物柴油 由大豆、油菜籽或者动物脂肪为原料生产的柴油； 50% 10 先进生物燃料 其他纤维素生物燃料、生物质柴油、淀粉质或糖质燃料（玉米除外）； 50% 210 可 再生燃料 所有生物燃料，包括先进工艺生产的玉米乙醇； 20% 360 4 EPA. Renewable Fuel Standard (RFS) official website. epa.gov/otaq/fuels/renewablefuels/index.htm 美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 4 第四，对四种可再生燃料类型提出最低温室气体排放要求。以 2005 年美国燃料平均温室气体排放强度（生命周期）为基准，可再生燃料、生物柴油、先进生物燃料、纤维素燃料温室气体减排门槛分别为 20%， 50%， 50%， 60%。对达不到温室气体减排要求的可再生燃料不 予 计入。 2. RFS 管理 机制 美国 EPA 负责 RFS 实施与管理， EPA 根据 2022 年总体目标制定各年度具体实施 合规 要求 ，并 有权 根据每年的工业、经济、农业以及生物能产出情况，评估确定最小可 再生燃料利用量 5，此外还将 根据美国能源信息署（ EIA）对下年度汽柴油消耗量预测及前一年政策目标的实施情况， 来 调整确定下一年度 四种可再生燃料混合比例要求 ，并在每年 11 月 30 日前公布。 RFS 实施若给各州或者地区带来显著的经济或环境负面影响时， EPA 也有权修订或者停止该标准的实施。 RFS II 要求所有 汽柴油炼制 、混配或进口责任商 每年必须完成一定的 可再生燃料配比责任量（ Renewable Volume Obligation， RVO） ，该责任量根据企业当年供应的汽柴油量以及当年 EPA 确定的混配比例要求来确定，每个责 任商不仅需要完成可再生燃料的 RVO，还需分别完成纤维素燃料RVO，生物柴油 RVO，先进生物燃料 RVO。而 可再生燃料生产商或者进口商对所生产和进口的生物燃料申请注册可再生燃料身份码（ Renewable Identification Numbers， RINs）。 EPA 可通过调试交易系统 （ Moderated Transaction System， EMTS） 来监测追踪 RINs 的产生、交易和过期，避免可再生燃料信息的混淆。 RFS 责任商 （汽柴油生产商、进口商、混配商等） 必须向 EPA 出示足够多 RINs 来证明它达到了当年 可再生燃料标准的混配比例 。责任商可以通过自身生物燃料获取 RINs 或者从市场上购买 RINs，若没有达到当年 RFS 要求， EPA 将根据清洁空气法案（ Clear Air Act）第 205 条和 211(d)条对其进行罚款 处理 ， 对违法获得 RINs 的企业 EPA 也将对其采取惩罚措施， 如 2016 年 Chemoil 公司违规，仅民事罚款就达 2700 万美元 6。 RFS 实施管理机制如 图 1 所示。 5 Renewable Fuel Standard (RFS): Overview and Issues. Congressional Research Service. January 23, 2012. fas/sgp/crs/misc/R40155.pdf 6 epa.gov/enforcement/civil-enforcement-renewable-fuel-standard-program#pesholdings 美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 5 图 1 美国 可再生燃料标准（ RFS） 实施管理 机制 EPA 会根据生物燃料生产商或进口商提交的原料类型、产地、生产工艺以及生命周期温室气体减排信息，审核评价后确定 D-code， 如 表 2 示例 ： 表 2 RFS 燃料级别码确定示例 生物燃料 原料类型 生产工艺及产地 温室气体减排 燃料级别码 D-code 乙醇 甜高粱籽粒 干法；动力燃料天然气 32%50% 5（先进生物燃料） 柴油 棕榈油 马来西亚；印度尼西亚 11-17% 20% 不满足 RFS 标准；原因：废水处理产生甲烷及种植引起土地 GHG 排放 在 RFS 拥有同一 级别码（ D-code）的生物燃料可获得一种或多种类型燃料的 RVO 值， 含能量更高或工艺更先进的生物燃料将获得 更高 的 可再生燃料等量价值（ Equivalence Values, EV），统计美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 6 到先进生物燃料和可再生生物 燃料 RVO 中， 可将实际利用量将乘以 EV 值， 如 表 3， 例如，当 燃料级别 D-code 确定 为 4 时， 它可统计为生物柴 油 RVO 时 ，以 1 倍计算，当它统计为先进生物燃料和可再生燃料 RVO，可按 1.5 倍计算 。 表 3 可再生燃料级别码与 RVO 计算 燃料级别码（ D-code） 纤维素燃料 RVO 生物柴油 RVO 先进生物燃料 RVO 可再生燃料RVO 3 - 纤维素燃料 EV=1.0 - EV=2.5 EV=2.5 4 - 生物柴油 - EV=1.0 EV=1.5 EV=1.5 5 - 先进生物燃料 - - EV=1.5 EV=1.5 6 - 可再生燃料 - - - EV=1.0 7 - 纤维素柴油 EV=1.0 EV=1.0 EV=2.5 EV=2.5 注： 在计算 各 燃料类型的 RVO 时， 为实际利用量乘以 可再生燃料等量价值 （ EV） 。 3. RINs 身份 码 与流通溯源 可再生燃料生产商或进口 商须按照 RFS 规定 以及 EPA 对 RINs 的要求， 对所供应的可再生燃料申请注册对应的 RIN，所有生产燃料的原料须符合 EISA2007 对可再 生生物质的要求。一年内生产或者进口少于 1 万加仑可再生燃料的小型企业如果其本身并不想拥有 RINs，可不必为其产品申请 RINs。 每加仑符合 RFS 要求的生物燃料都 可申请 获得独特的 RIN 码，该码由 38 位数字构成，通常根据年份、企业、燃料类型、批次等信息来确定，具体如下所示： 1 2-5 6-9 10-14 15-19 20-21 22 23-30 31-38 RIN = KYYYYCCCCFFFFFBBBBBRRDSSSSSSSSEEEEEEEE，其中， K 区分可再生燃料是否与汽柴油混配；未混配则为 1，混配后变为 2； YYYY 代表可再生燃料生产或者进口年份； CCCC 代表可再生燃料生产 /进口企业注册 ID； FFFFF 代表可再生燃料车间或者设备注册 ID； BBBBB 代表可再生燃料生产批次号； RR 代表可再生燃料等量价值； D 代表可再生燃料类型 (D-code)； SSSSSSSS 代表此批次可再生燃料的初始号码； EEEEEEEE 代表此批次可再生燃料的末端号码； 美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 7 可再生燃料一旦生成了 RIN 码，该 RIN 将会终生伴随它，直到生物燃料与汽柴油混配销售或出口，但 RIN 可随着生物燃料所有权转让而转让，如生产商将生物燃料卖给混配商 ，那么该批 RINs 也随之转给混配商。 RINs 所有转移需要通过产品转移声明（ Product Transfer Document， PTD）来证明，该 PTD 文件中需包含转让双方信息（包括 EPA 的注册 ID 信息）、生物燃料转让量及时间， RINs产有权转让后，需在 EPA 进行记录。 可再生燃料被混配到汽柴油中用以销售时，则 RINs 与生物燃料独立开来， K 值变化为 2，该类RINs 可直接在市场上进行交易，若可再生燃料被出口，对应的 RINs 则作废处理。可再生燃料生产商、进口商、出口商、 RFS 责任商、非责任商均可参与 RINs 转让 与交易。由此，独立的 RINs 可通过交易形成市场，并具有对应价格，四种可再生燃料类型的 RINs 价格不一样 7， 市场上大多 RFS 责任商 是通过购买 RINs 来满足 RFS 要求。 可再生燃料生产商、进口商，汽柴油炼制商和进口商，可再生燃料市场运营商及其他参与 RFS项目的运营主体，均需要向 EPA 提交所有有关 RIN 产生、转让、交易等活动报告 8。 RFS 责任商则 需用 RINs 来证明所供应燃料中混配的可再生燃料 RVO 可达到当年目标，如果超额完成，多余的 RINs可对外销售给其他 RINs 不足的责任商，或结转下年度使用，实际上，企业 20%的 RVO 由前一年生成的 RINs 来满足，但是 RINs 并不能无限期延迟使用，仅有两年的有效期，过期作废。此外，已向EPA 提交的 RINs 也将作废。 EPA 通过 EMTS 来监测追踪 RINs 的产生，交易和过期。 根据 RFS II，四种类型可再生燃料的使用量都必须达到对应标准，所以 RIN 的市场价格也会因类型和地域不同而存在差异，也根据供需关系而变化。由于四种可再生燃料类型部分存在子集关系，D6-可再生燃料包括纤维素燃料 D3、生物柴油 D4、先进生物燃料 D5，因此， D6 燃料类型的 RINs 的价格会等于或低于其他更先进类型生物燃 料 RINs 的价格，如 D3、 D4、 D5。 生物燃料混配后， RIN 独立于产品可直接交易。最先， EPA 并没有去核实每个 RIN 的有效性，市场上出现了无效造假 RINs。从 2011 年 11 月到 2012 年 4 月，发现三起 RINs 造假事件，使得RINs 市场受到负面影响。这三家造假企业分别是马里兰州清洁绿色燃料有限公司（ Clean Green Fuels LLC），德克萨斯州的完全燃料有限公司（ Absolute Fuels LLC）和绿色柴油有限公司（ Green Diesel LLC），约 1.4 亿个假冒 RINs（没有相应的燃料产 品）卖给了 33 个公司。其中 31 家公司自动淘汰了无效的 RINs，并且同意 接受 EPA 根据 RFS 违规条例的惩罚。为确保 RINs 的真实有效性， EPA 已于 2014 年 7 月出台 RINs 自愿性 质量保证计划（ Quality Assurance Plans， QAP），并于 2014 年 97 EMTS Users Guide. epa.gov/otaq/fuels/renewablefuels/emtsdocs/420b12031b.pdf 8 Renewable Fuel Standard Reporting Forms. epa.gov/otaq/fuels/reporting/rfs.htm 美国可再生燃料标准实施 与市场发展 2018 8 月 16 日生效 ， 在 此 框架 下 ， RINs 可 接受 第三方 审计 ， 证明 其 真实 有效性 ， 实施 QAP 后，无效 RINs大 幅 减少，但每年仍有类似违规事件， EPA 对相关责任商进行严格民事惩罚 9。 4. RFS 最新 实施进展 RFS 自 2012 年 以来，每年均 发布 纤维素燃料、生物柴油、先进生物燃料和可再生燃料的及混配比例的 合规要求 ， 并经过征求意见、公开听证，最终确定 年度 各种可再生燃料的 合规 利用量 和混9 Civil Enforcement of the Renewable Fuel Standard Program epa.gov/enforcement/civil-enforcement-renewable-fuel-standard-program RINs 跟踪与交易 示例 第一步 ：乙醇生产商生产了一批体积约 10 000加仑乙醇，通过 RINs申请系统， 38位 RIN码被分配到这批乙醇上， RIN码为： 1 2018 6502 70076 00001 10 6 00000001 00010000 第二步： 客户 A从乙醇生产商处购买 2 004加仑，则客户 A将拥有了 2 004 加仑乙醇，该批乙醇的 RIN码为： 1 2018 6502 70076 00001 10 6 00000001 00002004 此时，乙醇生厂商剩下的 7996加仑乙醇可以供下次销售，该批乙醇的 RIN码为： 1 2018 6502 70076 00001 10 6 00002005 00010000 第三步： 燃料混配商 B从客户 A处购买了 2 004加仑乙醇与汽油混合， RINs的所有权也随之被转让给了混配商 B，但如果混合商 B只用了其中的 802加仑，那该 802加仑乙醇 RIN码为： 1 2018 6502 70076 00001 10 6 00000001 00000802 混配商 B剩下乙醇的 RIN码则为： 1 2018 6502 70076 00001 10 6 00000803 00002004 第四步： 混配商 B将 802加仑乙醇混配到汽油中，此时 K值发生变化，而这 802加仑乙醇的 RIN码与乙醇独立开来，成为可以交易 RINs。 2 2018 6502 70076 00001 10 6 00000001 00000802 在该过程中，不论是实体可再生燃料还是纸质 RINs的买卖，必须有 PTDs证明，示例中第二步和第三步转让时都必须有 PDTs。 EPA根据 PDTs来追踪可再生燃料的动向。