生物燃料2.0:商业化黎明前的暗黑纪

来源:  时间:14年06月23日 06:54  作者:陶娟

  在航空领域,生物燃料因低价、绿色而成明日之星。藻类等非粮生物燃料开始兴起,传统能源巨头颇有兴趣,初创企业却在资本市场艰难求生。新一代生物燃料距离成为商业可行的目标,还有多远?

  陶娟/文

  到2015年年底,所有英国航空公司(British Airways)从伦敦城市机场起飞的航班都将以有机垃圾(纸、食物残渣、废草和其他有机残渣)为燃料。负责此项目的生物燃料工厂伦敦绿色天空目前正在紧张施工中,建成后,该厂每年将接收约50万吨城市垃圾,并将它们转化为6万吨喷气燃料。

  尽管这一产能与传统炼油巨头无法相提并论,城市机场也是伦敦五大机场中规模最小的,看起来一切还只是场先锋试验,不过这个听起来很酷的工程,呈现的正是能源界变革的序曲。

  航空界的燃料革命

  生物燃料泛指由生物质组成或萃取的固体、液体或气体燃料,可替代由石油制取的汽油和柴油,且具有清洁性和可再生性,更有利于降低碳排放和提高能源自给率。和人们想象有所出入的是,比起汽车制造商,航空公司有着更强的动力开发生物燃料。内在逻辑并不复杂,汽车燃油费用由个体消费者负担,而航油成本却由航空公司承担。近年来,由于原油价格一路上涨,据波音公司介绍,喷气式发动机燃料的价格自2000年以来年均增长12%,目前每升接近6元。航油费用占到航运成本的40%,成为沉重的财务负担。

  其二则是航空公司的碳足迹更易追踪,2011年欧盟将航空业纳入碳排放交易体系,强制性征税。每家飞往欧洲机场的航空公司能分配到一定限额的碳排放额度,超出部分则需要购买。

  此外,汽车业节能主打油电混合动力,特斯拉等甚至已实现纯电动,但对飞机而言,其所需的能力密度远非电池可以提供,液态燃料必不可少。因此,新一轮生物燃料革命中,航空界反而倾注了更多兴趣。空客公司预测,2030年生物燃料将占据喷气燃料的三成。而国际航空运输协会的预测则更为激进,2020年时生物航煤就将达到航油总量的30%。伦敦绿色天空的合作方即包括英国航空公司,且现阶段并不以成本考量为第一要素。

  同样,日本IHI公司也于2013年宣布将量产以藻类为原料的航空生物燃料,最快于2018年在东南亚等地投产,价格也将下降到目前生物燃料均价的1/10左右。

  与此同时,航空生物燃料技术上的可靠安全性也逐渐得到论证,为其实现商业量产拉开了帷幕。美国航空航天局(NASA)最近发布的一项飞行测试研究显示,商用DC-8飞机在飞行试验中使用亚麻植物油制成的生物混合燃料,在升至39000英尺高空时发动机性能仍未受影响,此外,其碳排放量相比使用传统燃料降低了三成。

  2.0时代谁在布局?

  最初,人们以玉米、大豆、甘蔗等制作生物燃料,以美国为例,由于政府强制规定汽油生产商在混合燃料中加入乙醇,2009年时,美国约有41亿蒲式耳的玉米作物用于生产乙醇,占玉米总产量的33%。比尔·盖茨也曾斥资8400万美元,收购了一家玉米乙醇厂商Pacific Ethanol(PIEX.NSDQ)25%的股权。

  不过玉米这类易发酵的物质最主要的功能还是为人类提供主食,因此随着全球范围内干旱引发农作物价格上涨,2008年美国曾经最大的乙醇公开交易企业VERASUN公司宣布破产,全美15%的乙醇产能遭到闲置。而一些人道主义组织更是对“非洲人正在挨饿,美国政府却还补贴用玉米来制乙醇”感到愤懑不平。无论是从经济价值还是道德取向考量,昔日以粮食为原料的生物燃料发展都蒙上了一层阴影。美国因而降低了此类补贴。

  相较之下,2.0时代的技术宗旨很鲜明—寻找非粮食作物作为原料,正如伦敦绿色天空项目及日本IHI公司试图摸索的那样,藻类、有机类垃圾、森林废弃物等,正逐渐成为主角。而崇尚绿色能源的企业也身体力行,致力于提高公众的环保意识,如苹果建于北卡罗纳州的数据中心,通过生物代谢物产生沼气能源,提供系统动力。更为庞大的生物燃料项目则多见于地方政府的规划中,如美国德克萨斯州奥斯汀市政电力公司2008年宣称,将用20年时间建立一家生物质发电厂,主要原料为废木料,建成后发电量约 100 兆瓦,项目总预算高达23亿美元。

  美国能源部预计,到2017年,全球生物燃料市场规模将达811亿美元,相比目前增幅逾1倍。在此预期下,风险资本与传统的能源巨头共同加速,推动商业化生物燃料项目的量产。如壳牌公司与生物催化酶技术领先的Codexis(CDXS.NSDQ)共同开发生物燃料,埃克森美孚斥资1亿美元研发以藻类为原料的生物燃料。而杜邦在美国爱荷华州设立的纤维素乙醇生产基地采用玉米秸秆为主要原料,年产3000万加仑燃料乙醇。在美国,该领域的不少初创企业更在风投资本、种子基金襄助下完成原始技术积累,并成功登陆资本市场。

  资本市场先行者仍存风险

  2.0时代“变废为宝”的理念看来颇为动人,但技术风险和商业回报才是市场和企业最为关切的。前途尽管光明,道路却不免曲折。2014年4月,国内媒体曾掀起一波报道生物燃料的小高潮,称美国生物燃料公司KIOR(KIOR.NSDQ)、Pacific Ethanol(PEIX.NSDQ)一周时间股价翻番等,但深挖其背后的发展历程及长期股价走势,却是另一番残酷现实。以KIOR为例,其2011年登陆纳斯达克,由瑞信、瑞银、高盛三家作为承销商,但彼时其不仅没有创造利润,甚至还没有产生一分钱的营收,完全处于烧钱研发阶段。

  KIOR的特色在于定位鲜明,自2007年成立起即追求将非粮作物转化为再生能源,并成功开发出生物质液体催化裂化平台,能够将多种碳纤维生物质转化为优质汽油和柴油,减碳效应也明显高过美国相关法律规定。此外,对于需要用玉米或者有机垃圾为原材料的生物燃料项目,一大障碍在于原料价格波动大、收集困难,而KIOR地处林业资源丰富的密西西比州,当地的黄木松资源过剩率达17%且成本低廉,正是原材料的不二之选。KIOR上市前一直依赖股权和债务融资,而上市目的则是筹集更多资金,建立能源工程,将这项技术进行大规模商业化。

  除此之外,当时KIOR还提前锁定了Hunt Refining、Catchlight Energy以及联邦快递等客户,分别签署了5年、2年、2年的石油、汽油和柴油以及燃油购买协议。方向正确,技术领先,成本可控,客户现成,这一切因素叠加在一起,似乎只要工程上马,利润就会滚滚而来。资本市场也无惧KIOR零收入的尴尬,在其募资时大力追捧,市值一度高达23亿美元。

  不过,从研发到大规模商业量产的转换并不顺利,尽管2012年KIOR艰难突破零营收,但亏损额却进一步扩大,2008年亏损额为586万美元,2012年已亏损9618万美元(图1)。自上市以来,KIOR股价已跌去98.6%,2014年5月20日收盘价仅为0.512美元/股,而同期纳斯达克指数上涨了54%(图2)。

  值得注意的是,KIOR并非个例。以藻类燃料为主营的Solazyme(SZYM.NSDQ)上市迄今股价下跌了56%,2014年随着产能增加股价才稍有起色;以微生物发酵技术见长的 Amyris(AMRS.NSDQ)2010年上市之初也曾被华尔街热捧,股价一度飙升至33美元/股,但规模化量产却遭遇技术瓶颈,2012年股价已跌至2美元/股之下;另一家领先的生物燃料公司Gevo(GEVO.NSDQ)曾经接受政府百万美元资助,以进行以草类和木屑为原料生产纤维素燃料的研究,后却不得不放弃项目,转攻玉米生物基化学品。可见,生物燃料2.0时代,距离商业意义上的成功,仍有不短的距离。■