面向交通深度脱碳的先进生物液体燃料发展研究

何长流 ,  云慧敏 ,  张栩 ,  谭天伟

中国工程科学 ›› : 1 -19.

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中国工程科学 ›› : 1 -19. DOI: 10.15302/J-SSCAE-2026.06.020

面向交通深度脱碳的先进生物液体燃料发展研究

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Development Strategies for Advanced Bio-Liquid Fuels Aimed at Deep Decarbonization of Transportation

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摘要

先进生物液体燃料是交通领域实现深度脱碳的重要补充，尤其在航空、航运和部分重型运输等难电气化领域具有重要的战略价值。本文系统分析了我国先进生物液体燃料的发展定位、资源基础、技术路线及减排潜力，评估了油脂类和木质纤维素类等非粮生物质资源储备，以及生物柴油、费托合成燃料、醇制喷气燃料和生物甲醇等主要技术路线的发展前景。研究表明，使用先进生物液体燃料在2060年的减排量可达约2.34×108 tCO2，其中，道路交通减排贡献将随电动化推进逐步下降，可持续航空燃料和低碳船舶燃料将成为未来交通领域的重要减排方向。废弃油脂虽具备近期推广优势，但资源规模有限，中长期需逐步向木质纤维素和合成燃料路线拓展。未来我国需建立原料供应、生命周期碳核算和绿色燃料市场机制，推动先进生物液体燃料与电动化、氢能协同发展，为交通领域深度脱碳提供支撑。

Abstract

Advanced bio-liquid represent a critical complementary pathway for achieving deep decarbonization in the transportation sector, and hold significant strategic values particularly in sectors that are difficult to electrify, such as aviation, shipping, and certain heavy-duty transportation. This study systematically analyzes the development positioning, resource base, technical pathways, and emission reduction potentials of advanced bio-liquid fuels in China. It assesses the reserves of non-food biomass resources, such as waste oils/fats and lignocellulosic biomass, as well as the development prospects of major technical pathways, including biodiesel, Fischer-Tropsch fuels, alcohol-based jet fuel, and bio-methanol. The study indicates that the use of advanced bio-liquid fuels could reduce emissions by approximately 2.34 ×108 tCO2 by 2060. Among these, the contribution of road transportation to emission reductions will gradually decline as electrification progresses, while sustainable aviation fuels and low-carbon marine fuels will become key avenues for future emissions reductions in the transportation sector. Although waste oils/fats offer advantages for near-term deployment, their resource scale is limited. In the medium to long term, efforts must gradually expand toward lignocellulosic and synthetic fuel pathways. In the future, China needs to establish mechanisms for feedstock supply, life-cycle carbon accounting, and green fuel markets to promote the coordinated development of advanced biofuels with electrification and hydrogen energy, thereby providing support for deep decarbonization in the transportation sector.

Graphical abstract

关键词

先进生物液体燃料 / 交通脱碳 / 非粮生物质 / 可持续航空燃料 / 低碳船舶燃料 / 减排潜力

Key words

advanced bio-liquid / decarbonization of transportation / non-food biomass / sustainable aviation fuel / low-carbon marine fuels / emission reduction potential

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何长流,云慧敏,张栩,谭天伟. 面向交通深度脱碳的先进生物液体燃料发展研究[J]. 中国工程科学, , (): 1-19 DOI:10.15302/J-SSCAE-2026.06.020

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一、 前言

交通运输是我国能源消费和碳排放的重要领域，也是实现碳达峰、碳中和目标过程中需要重点推进低碳转型的关键。近年来，新能源汽车快速发展，交通能源结构正由传统化石液体燃料主导向电力、氢能与低碳燃料协同发展的方向演进[1-3]。然而，液体燃料在相当长时期内仍难以完全退出[4]。航空、航运以及部分长距离、重载道路运输等领域对高能量密度燃料依赖较强，属于典型难电气化交通场景；同时，在道路交通由燃油车向新能源车转换的过程中，存量燃油车、混合动力车以及部分商用车仍将在一定时期内持续消耗汽油和柴油。因此，在电动化和氢能化持续推进的同时，发展先进生物液体燃料，是交通部门深度脱碳与能源安全协同推进的重要方向。

先进生物液体燃料具有能量密度高、储运便利、与现有燃料基础设施和终端设备兼容性较强等特点，能够在不大规模改变现有交通燃料体系的条件下实现化石液体燃料低碳替代，尤其适用于航空、航运和部分重型运输等难电气化领域[5-6]。国际能源署（IEA）指出，可持续燃料将在航空、航运和部分重型运输等难电气化部门发挥重要作用[7]；同时，IEA预计，到2030年全球可持续航空燃料（SAF）消费量将达到约9.0×109 L/a，满足全球航空燃料需求的约2%[8]；国际民用航空组织（ICAO）和国际海事组织（IMO）也相继提出国际航空和国际航运净零排放目标，推动低碳燃料规模化应用[9-10]。欧盟《ReFuelEU Aviation》要求SAF最低掺混比例由2025年的2%逐步提高至2050年的70%，《FuelEU Maritime》则要求船舶使用能源的温室气体强度到2050年降低80%[11-12]。这表明，先进生物液体燃料不仅关系交通减排，也正成为国际绿色贸易规则和低碳燃料供应链竞争的重要组成部分。

近年来，在“双碳”目标和绿色交通政策推动下，我国先进生物液体燃料产业开始加快发展。《“十四五”现代能源体系规划》和《“十四五”可再生能源发展规划》均提出，按照“不与粮争地、不与人争粮”的原则，大力发展纤维素燃料乙醇、生物柴油、生物航空煤油等非粮生物燃料，推动先进生物液体燃料技术和产业发展[13-14]。在政策引导下，我国已形成燃料乙醇、生物柴油、氢化植物油（HVO）、氢化脂肪酸-SAF（HEFA-SAF）、生物甲醇等多条技术探索路径，SAF应用试点和绿色液体燃料技术攻关及产业化试点也已相继启动，正由早期技术探索进入示范应用和市场培育阶段。从产业基础看，我国SAF产能已超过1.2×106 t/a[15]，产量达5×105 t/a[16]，生物柴油产能已经达到3×106 t/a，燃料乙醇产量已接近4×106 t/a[17]，具备进一步发展先进生物液体燃料的初步产业条件。

总体来看，我国先进生物液体燃料产业仍面临资源、技术、市场和规则多重约束[18]。废弃油脂路线技术成熟度较高，然而资源规模有限，且随着全球废弃油脂战略价值上升，原料竞争将更加激烈[19]；秸秆、林业剩余物等木质纤维素资源潜力较大，却面临“收储运”体系和稳定供给能力不足的问题[20-21]；气化 ‒ 费托合成（FT）、醇制航煤（ATJ-SAF）、生物甲醇等先进路线仍面临工程化经验不足、生产成本较高和产业链协同不充分等问题。同时，2025年欧盟对我国出口生物柴油征收10%~35.6%的反倾销税[12]，传统生物柴油出口模式受到冲击，迫使我国先进生物液体燃料产业由低附加值出口导向转向服务国内航空、航运等高价值场景。更重要的是，先进生物液体燃料不应被简单理解为对汽油、柴油、航空煤油和船用燃料的等比例替代，而应在交通低碳转型、资源约束和产业安全的整体格局下确定应用优先序。若缺乏清晰的功能定位，有限的可持续生物质资源可能被分散用于长期可由电力或氢能替代的领域，从而削弱其在难电气化部门中的减排价值和战略保障作用。

基于此，本文面向交通低碳转型和低碳燃料产业体系安全需求，围绕“交通液体燃料需求变化 ‒ 生物质资源供给 ‒ 先进燃料技术路线 ‒ 减排潜力与应用优先序”展开研究。重点分析道路、航空和航运部门在不同低碳转型情景下的液体燃料需求变化趋势，评估废弃油脂、木质纤维素等可持续生物质资源潜力，比较HEFA/HVO、气化-FT、ATJ和生物甲醇等主要技术路线的发展阶段与适用场景，并结合生命周期减排效果、资源约束和产业发展条件，提出我国先进生物液体燃料的重点发展方向与发展建议，为交通领域深度脱碳、能源安全和新兴低碳燃料产业体系建设提供参考。

二、 交通低碳转型中的液体燃料需求

本文采用外生需求预测、情景映射和燃料替代测算相结合的方法开展情景分析。考虑到本文研究重点在于先进生物液体燃料的资源基础、技术路径和减排潜力评估，而非重新构建完整的车辆存量、交通周转量和能源需求模型，道路交通汽油和柴油需求主要参考已有交通能源需求预测研究结果，并作为后续测算的外生输入。为提高情景设定的透明度，本文从政策力度、技术迭代速度、运输结构调整和液体燃料需求变化特征4个方面建立情景映射标准（见表1），用于区分基准情景、碳中和情景和加速脱碳情景。

（一） 道路交通汽柴油需求

道路交通是当前汽油和柴油消费的主要领域。其中，汽油消费主要来自乘用车、出租车等领域，受新能源汽车快速普及影响，长期下降趋势较为明确；柴油消费则更多集中于重型货运、中长途物流、工程机械和部分商用车，受载重、续航和补能条件约束，下降速度相对滞后[2]。已有研究显示，2024年我国汽油和柴油消费已分别同比下降约2.0%和6.5%，道路交通油品消费进入达峰后的回落阶段[22]。

道路交通液体燃料需求数据主要来源于我国已有道路交通能源需求与温室气体排放预测研究[23-25]。相关研究基于车辆保有量、年均行驶里程、动力结构、车辆能效和单位能耗等参数，形成了不同交通转型路径下的汽油和柴油需求预测结果。本文未重新构建道路交通需求模型，而是结合本文情景设定，对已有预测结果进行归类和匹配，并将其作为后续先进生物液体燃料需求与减排潜力测算的外生输入。

结果表明（见图1（a）、（b）），道路交通液体燃料需求总体呈现“先达峰、后下降”的演变特征。在基准情景（BAU）下，汽油和柴油需求均在2030年前后达到峰值。达峰后，汽油需求主要受乘用车电动化、车辆能效提升和出行结构优化影响，呈现持续下降趋势；柴油需求则更多集中于重型货运、中长途物流、工程机械和部分商用车等领域，这些场景对载重能力、续航里程、补能效率和车辆可靠性要求较高，电动化和氢能化替代进程相对滞后。同时，重型车辆更新周期较长，道路货运向铁路和水运转移也需要较长时间，因此BAU情景下柴油需求在达峰后下降相对缓慢，并在2060年仍保留一定规模的油品消费。在CNS情景下，面向碳中和目标的交通能源转型加快推进，乘用车电动化显著压缩汽油需求，柴油需求也在重型运输电动化、氢能化、车辆能效提升和道路货运向铁路、水运转移等因素作用下明显下降。在ADS情景下，道路交通脱碳进程进一步加速，政策约束、技术迭代和运输结构优化力度均进一步增强，重型车辆新能源替代速度加快，汽油和柴油需求在2040年后快速收缩，2050年前后降至较低水平，主要保留在长距离重载运输、特殊作业车辆及其他难替代应用场景中。

（二） 航空煤油需求

航空运输对高能量密度液体燃料依赖程度高，是交通部门中最难完全电气化的领域之一[5,7]。尽管电动飞机、氢能飞机和高效机型等技术正在发展，但在中长期内，干线航空和中远程航空运输仍将主要依赖液体燃料。因此，航空煤油是先进生物液体燃料，尤其是SAF的重点替代对象。

航空燃料需求预测以我国现有航空燃料消费规模为基准，并综合参考行业报告和民航低碳转型研究进行情景延伸。《中国的可持续航空燃料——航空业碳中和之路》报告预计，我国航空燃料消费总量将由2030年的约6.05×107 t增加至2050年的约1.325×108 t[26]；按照国际航空运输协会（IATA）可持续航空燃料使用目标，2030年我国SAF需求约为3.0×106 t/a，2050年达到7.0×107~8.6×107 t/a[27]。根据相关预测，2050年我国民航燃料需求将超过5.5×107 t/a[28]。基于上述数据，本文结合BAU、CNS和ADS情景，对2060年航空液体燃料需求进行延伸测算。

结果表明（见图1（c）），航空燃料需求在中长期仍具有较强刚性，高需求情景下2060年可达约8.6×107 t。与道路交通汽柴油需求持续收缩不同，航空运输受航程、载荷和能量密度约束，电动化替代空间有限，低碳液体燃料仍将是航空部门深度减排的关键支撑。因此，航空部门应成为先进生物液体燃料，特别是可持续航空燃料优先配置和重点发展的核心场景。

（三） 船用燃料替代需求

航运是国际贸易和国内沿海运输的重要支撑，也是交通部门中较难完全电气化的领域之一[5,29]。内河、港口和短途运输可部分采用电池动力[30]，但沿海和远洋运输仍将在较长时期内依赖液态燃料[31]。因此，生物燃料油、生物柴油、HVO和生物甲醇等先进生物液体燃料，是航运低碳转型的重要替代方向[29]。船用燃料总需求预测以《中国可持续航运燃料发展报告2025》中的我国航运燃料需求情景数据为基础[32]，结合国际航运能源转型研究中的趋势判断进行情景构建。现有研究普遍认为，航运部门未来能源需求不会像道路交通燃料需求一样快速收缩，而是呈现“运输需求增长 ‒ 能效提升抵消 ‒ 燃料结构低碳化”的演变特征[33-35]。一方面，全球海运贸易和船舶运输周转量仍将保持增长，推动船用能源需求维持较大规模增长；另一方面，船舶能效提升、航速优化、运输组织改善以及国际减排规则收紧，将抑制传统船用燃料需求增长。同时，低碳和零碳燃料占比将逐步提高，航运燃料转型更多体现为燃料结构变化，而非总需求快速消失。

基于上述判断，本文构建三类船用燃料需求情景。在BAU情景下，2060年船用燃料需求可能增至约5.7×107 t（见图1（d））；在CNS和ADS情景下，受能效提升和低碳燃料替代影响，需求增速有所放缓，但到2060年仍将保持在4.0×107~5.0×107 t。这一结果与现有市场数据和国际航运低碳燃料研究趋势基本一致。2024年我国燃料油表观消费量约为5.146×107 t，其中船用油消费占比较高[36]。中国船级社也指出，未来航运低碳转型将从燃料生产、储运、加注和船上应用等环节推进，绿色甲醇、绿氨、生物燃油等可持续燃料将成为重要方向[37]。

三、 先进生物液体燃料的技术路线与资源基础

先进生物液体燃料的发展取决于生物质资源供给、转化技术成熟度和终端应用场景匹配。不同原料在资源规模、收集性和转化路径上的差异，决定了其适用燃料及战略功能。

如图2所示，废弃油脂路线技术成熟度较高，适合近期推动生物柴油、HVO和HEFA-SAF商业化应用；木质纤维素路线资源潜力更大，是中长期扩大先进生物液体燃料供给的关键。在应用上，纤维素乙醇主要作为汽油调和组分，用于替代部分道路汽油；生物柴油、HVO和FT柴油主要用于替代道路柴油，并可拓展至部分船用燃料场景；HEFA-SAF、FT-SAF和ATJ-SAF主要用于替代航空煤油，是可持续航空燃料的重要技术路线；生物甲醇则以低碳船用燃料为重点应用方向，同时可拓展至甲醇商用车、乘用车以及寒冷地区或甲醇燃料推广基础较好的区域交通场景。总体来看，先进生物液体燃料的发展重点在于根据原料供给、技术成熟度和终端应用场景形成分阶段、多路线协同布局。

（一） 木质纤维素资源与中长期燃料供给

木质纤维素资源是我国先进生物液体燃料中长期规模化发展的关键基础，主要包括农作物秸秆、林业剩余物和边际土地能源作物。与废弃油脂相比，木质纤维素资源规模更大、分布更广，且与粮食和食用油市场竞争较弱，更适合支撑大规模低碳液体燃料生产[36-37]。

1. 秸秆资源

秸秆资源量测算以国家统计年鉴中稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类、花生、油菜籽、芝麻、棉花、黄红麻、甘蔗、甜菜、烟叶、茶叶和水果等主要农作物产量为基础，结合我国各省不同作物的草谷比和可收集系数[38]，分别测算秸秆理论资源量和可收集资源量。未来秸秆资源量则基于近20年主要农作物产量变化趋势构建增长率，并据此推算不同年份的秸秆产量变化。如图3所示，测算秸秆最大理论产量约为8.7×108 t，与农业农村部公布的全国秸秆产生量约8.67×108 t、可收集量约7.33×108 t基本一致[39]。考虑到秸秆并非全部可进入燃料生产体系，本文进一步结合省级秸秆利用结构以及农业农村部公布的秸秆综合利用情况，对秸秆资源的燃料化可利用比例进行分析[38-39]。现阶段，我国秸秆综合利用仍以肥料化、饲料化等方向为主。农业农村部数据显示，2024年我国可收集秸秆综合利用率稳定在88%以上，其中肥料化、饲料化、能源化、基料化和原料化利用率分别为54.6%、24.4%、8.0%、0.7%和0.7%[39]。考虑到先进生物液体燃料属于能源化和燃料化利用范畴，本文在可收集秸秆量的基础上，扣除肥料化、饲料化、基料化和原料化等既有非燃料化用途，将能源化利用及可进一步开发的剩余部分作为潜在燃料化空间。据此，可进入先进生物液体燃料生产体系的秸秆资源上限约为可收集量的20%，用于反映秸秆多元利用竞争和可持续供给约束。

2. 林业剩余物资源

林业剩余物资源量采用省级统计核算方法进行估算。基础森林资源数据主要来自《中国森林资源报告：2014—2018》[40]，用于确定第九次全国森林资源清查期末各省森林资源基础条件；2019—2023年的动态变化则依据《中国林业和草原统计年鉴》中新增造林面积、森林抚育面积、木材产量、竹材产量及相关林业生产活动数据进行逐年更新。折算系数、可获得系数和利用系数参考已有研究，并结合近年统计数据进行修正[37,41-42]。在核算范围上，本文重点考虑中国境内当年林业生产活动直接产生的林业剩余物，包括林木苗圃剩余物、木本水果修枝剩余物、其他林木修枝剩余物、木材采伐剩余物、木材造材剩余物、木材加工剩余物、薪材、竹材加工剩余物和小杂竹等。进口木材加工剩余物和废旧木竹制品回收资源由于原料来源和产生年份归属不明确，未纳入本土林业剩余物核算；不同的是，由于疏林地、灌木林和其他林地的产量低，我们将其划为边际土地，进行能源作物潜力分析的空间对象，不再计入林业剩余物资源量，以避免与后续土地利用情景重复计算。基于上述数据和参数，本文分别测算各省林业剩余物资源量，并汇总得到全国林业剩余物资源潜力。如图3所示，测算的理论林业生物质资源量约为3.1×108 t。考虑采伐条件、生态保育和收集半径等因素，林业剩余物可收集量明显低于理论总量。预计当前到2060年，秸秆最大可利用量由约2.2×108 t增至约2.6×108 t，林业剩余物由约9.0×107 t增至约1.2×108 t，与《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》中公布的基于近20年《我国林业和草原统计年鉴》预测的未来我国林业生物质的数据吻合[43]；边际土地能源作物在2030年后逐步释放潜力，2060年可利用量可超过2.1×108 t。

3. 边际土地能源作物

边际土地能源作物资源量基于前期构建的机器学习产量预测模型进行估算。考虑到先进生物液体燃料生产需要连续、稳定的年度原料供给，本文未采用多年生能源作物在最优管理条件下的累积最大产量，而是选择逐年可获得生物质产量作为资源潜力边界。具体而言，前期测算以芒草、柳枝稷、桉树、杨树和柳树等适合我国不同区域边际土地开发的木质纤维素能源作物为对象，结合全球田间观测数据、气候条件、土壤属性和管理参数，构建随机森林产量预测模型，并应用于我国边际土地资源评估。结果显示，在高投入和多年生长条件下，我国边际土地能源作物最大理论产量可达约1.07×109 t，但该结果更适合作为长期技术潜力上限。考虑到实际燃料生产体系中原料需按年度收获、运输和转化，且边际土地开发应尽量避免高施肥投入带来的生态和成本压力，本文采用一年生长周期、低投入条件下的年度可供给潜力（约为6.7×108 t）作为边际土地能源作物进入先进生物液体燃料体系的资源基础。

从空间分布看，不同类型非粮生物质资源具有明显的区域互补特征。秸秆资源主要集中在黄淮海、东北和长江中下游等粮食主产区，山东、河南、黑龙江、河北、安徽、江苏等省份的资源量较高，适合依托粮食主产区建设区域性秸秆“收储运”、预处理和生物炼制体系。林业剩余物则主要分布在南方集体林区、西南地区及部分沿海省份，广西、广东、福建、云南、四川等地的资源优势较为突出，可作为木质纤维素转化路线、生物甲醇和生物质基合成燃料的重要区域性原料来源。边际土地能源作物潜力主要集中在西南、华南及南方丘陵山地区域，部分西北地区也具有一定开发空间，其资源量随边际土地开发和能源作物种植体系完善呈现持续增长趋势，可作为2035年以后逐步扩大的战略增量资源。相比之下，废弃油脂资源规模较小，空间分布更多受人口、餐饮消费和油脂加工产业影响，适合作为近期可持续航空燃料和加氢生物柴油的优先利用原料，但难以支撑中长期大规模燃料需求。

总体而言，木质纤维素资源决定了我国先进生物液体燃料的中长期供给上限。秸秆适合支撑纤维素乙醇、气化-FT和生物甲醇等路线；林业剩余物更适合结合区域林业资源和生物炼厂布局，发展FT-SAF、生物甲醇等高附加值燃料；能源作物则应在“不与粮争地、不与人争粮”和生态约束前提下稳妥发展，为2050年以后低碳液体燃料规模化供应提供增量保障[44-45]。生物甲醇则适用于航运低碳燃料。总体来看，先进生物液体燃料的发展重点在于根据原料、技术和应用场景形成分阶段、多路并行的发展格局。

（二） 废弃油脂资源与HEFA/HVO路线

从资源规模分析，我国废弃油脂理论产能超过8×106 t/a，2024年实际收集处理量约为5.4×106 t[46]，但不同研究中关于废弃油脂产生量、实际回收量和有效供应量的统计口径差异较大[47-48]。这表明废弃油脂并非单纯的“资源总量”问题，更关键的是规范化收集率、区域回收能力和高值化利用方向。当前废弃油脂既用于生物柴油，也可用于HVO和HEFA-SAF，随着全球废弃食用油（UCO）战略价值提升，未来原料竞争将进一步加剧。

HEFA是当前国际上技术成熟度和商业化程度较高的SAF路线，能够较快进入航空燃料供应体系；HVO则可用于柴油和部分船用燃料替代，具有较好的基础设施兼容性。但废弃油脂资源总量有限，其产生量受人口规模、餐饮消费、食用油消费结构和规范化回收体系影响，长期扩张空间有限。因此，废弃油脂更适合作为先进生物液体燃料近期商业化的启动资源，而难以单独支撑航空、航运和重型运输的高比例低碳燃料需求[49-50]。

从资源配置角度分析，废弃油脂不宜主要用于普通道路柴油替代，而应优先配置于HEFA-SAF、HVO等高价值燃料生产，服务航空、重型运输和部分船用燃料等减排刚性更强的场景。中长期来看，随着废弃油脂资源逐步接近供给上限，先进生物液体燃料规模化发展仍需依靠秸秆、林业剩余物和能源作物等木质纤维素资源来补充。

四、 先进生物液体燃料交通减排潜力分析

为提高减排潜力测算的可比性，本文进一步构建了先进生物液体燃料生命周期排放因子和转化得率参数，结果如表2和表3所示。对于文献中存在区间值的排放因子、得率和成本参数，本文结合我国原料条件、技术成熟度和情景设定选取代表值，并在不同情景中反映技术进步和规模化应用带来的参数变化。上述参数共同构成本文交通减排潜力测算的基础。

在减排潜力测算之外，先进生物液体燃料实现规模化应用，还取决于其生产成本、国内产业基础、终端市场需求和商业化时序。为进一步回应不同技术路线的产业化可行性和成本拐点问题，本文整理了我国主要先进生物液体燃料路线的成本／价格对标、本土项目基础和商业化判断，结果如表4所示。需要说明的是，表4中的数据包括生产成本、平准化生产成本、预测成本、出口均价、市场价格和国际文献折算成本等不同口径，主要用于技术路线间的成本／价格对标、商业化阶段判断和降本路径分析，不直接作为减排潜力计算参数。

（一） 总体减排潜力

本文测算了先进生物液体燃料在不同交通场景中的减排潜力。结果表明（见图4），先进生物液体燃料可形成108 tCO2量级的交通减排空间。2030年，BAU、CNS和ADS情景下减排量分别约为1.5×107 tCO2、5.7×107 tCO2和8.6×107 tCO2；到2060年，三类情景下减排量分别提高至约8.0×107 tCO2、2.1×108 tCO2和2.3×108 tCO2。这表明先进生物液体燃料虽难以成为交通部门的主体能源，但在深度脱碳进程中具有重要补充减排和战略保障价值。《我国先进生物燃料发展展望》预测，2030年我国先进生物燃料可实现减排超过5.0×107 tCO2，2050年减排将大幅度增加[5]；《3060零碳生物质能发展潜力蓝皮书》预计，未来生物质液体燃料可为交通领域累计减排接近2.0×108 tCO2[43]。划分到各部门贡献，发现先进生物液体燃料减排结构具有明显的阶段性。近期减排主要来自道路交通中的燃料乙醇、生物柴油和HVO替代，依托存量燃油车、混合动力车辆和部分商用车形成较快应用空间；随着道路交通电动化和氢能化的持续推进，汽油和柴油的替代空间将逐步收缩，中远期减排重心将转向航空SAF和航运低碳船用燃料。

（二） 道路交通减排潜力

道路交通是先进生物液体燃料近期减排的重要来源。2030年，在ADS情景下，汽油和柴油领域的减排量分别约为4.4×107 tCO2和2.1×107 tCO2，主要来自燃料乙醇、生物柴油和HVO在存量燃油车、混合动力车辆、重型卡车和工程机械中的替代应用。

道路交通液体燃料需求将随着电动化推进而持续下降。2060年，在ADS情景下，汽油领域的减排空间基本消失，柴油领域的减排量也降至较低水平。从宏观趋势看，我国产业发展促进会研究预测，到2050年先进生物燃料产量将增至3.4×108 tce/a、产生巨量减排，但道路交通在其中的减排贡献将大幅下降，减排重心转向航空和航运领域[5]；IEA指出我国汽油需求峰值已过，2030年起进入下行通道[104-105]。

（三） 航空减排潜力

航空是先进生物液体燃料最具战略价值的应用领域之一[106-107]。测算结果显示，在ADS情景下，SAF减排量由2030年的约1.3×107 tCO2增至2060年的约1.3×108 tCO2，成为先进生物液体燃料远期减排的核心来源。基于HEFA和FT路线构建的全生命周期碳减排模型预测，乐观情景下2060年我国民航SAF减排量可达到1.8×108 tCO2[108]；IATA认为，SAF可贡献航空业2050年净零所需减排量的约65%。这些都表明，在中远程航空难以完全电动化的条件下，SAF将成为航空深度脱碳的关键路径[109]。

在路线选择上，HEFA-SAF适合于近期率先推广，但长期扩张受废弃油脂资源约束。中长期SAF发展需要逐步拓展FT-SAF、ATJ-SAF以及合成燃料等路线，以提高原料适应性和规模化供应能力。因此，航空部门应成为有限可持续生物质资源优先配置的重点方向。

（四） 航运减排潜力

航运领域的减排潜力在较长时间尺度下显著提高。在ADS情景下，船用燃料减排量由2030年的约8×106 tCO2提高至2060年的约1.1×108 tCO2，成为先进生物液体燃料远期减排的重要来源之一。这一趋势与国际航运低碳燃料需求增长方向一致。中国船级社指出，船舶应用可持续燃料是航运业实现减排目标的关键路径[32]；IEA也认为，生物能源、氢和氢基燃料在航空与航运能源消费中的占比将由当前的不足1%分别提高至2030年的近15%和2050年的80%[110]。

航运低碳燃料体系将呈现多路线并存格局，HVO、生物燃料油、生物甲醇和生物质基FT合成燃料均具有应用空间。但受废弃油脂资源限制，船用燃料中长期高比例替代不能主要依赖HVO，而需要引入秸秆、林业剩余物和能源作物等木质纤维素资源，发展生物甲醇、FT合成燃料及其他生物质基低碳船用燃料。由此看，航运部门不仅是先进生物液体燃料的重要消费场景，也是木质纤维素资源高值化利用的重要方向。

由表4可见，不同先进生物液体燃料路线的商业化时序存在明显差异。废弃油脂基生物柴油、HVO和HEFA-SAF技术成熟度较高，具备近期商业化和示范推广基础，但其扩张空间受废弃油脂资源规模、原料价格波动和氢气成本约束。纤维素乙醇和生物质气化制甲醇与我国秸秆、林业剩余物和能源作物等非粮生物质资源基础匹配度较高，可作为近中期的区域化扩张方向。相比之下，ATJ-SAF、FT-SAF、FT柴油和MTJ-SAF主要面向航空、航运等高价值和难电气化场景，具有中长期战略意义，但当前仍受低碳醇供应、气化合成系统集成、转化效率、装置规模化和绿色燃料需求不足等因素限制。总体来看，各路线的成本拐点不仅取决于单一生产成本下降，还取决于原料“收储运”体系完善、装置规模化运行、绿色溢价形成、碳减排价值兑现以及航空和航运稳定需求的建立。

五、 我国先进生物液体燃料发展阶段与面临问题

近年来，在“双碳”目标、能源安全和国际航空航运减排规则推动下，我国先进生物液体燃料产业开始加快发展，已形成纤维素乙醇、生物柴油、HVO、HEFA-SAF、ATJ-SAF、FT-SAF、生物甲醇、MTJ-SAF和FT柴油等多条技术探索路径。但总体来看，我国产业仍处于发展初期，规模化供应能力、终端需求牵引、绿色价值实现和标准认证体系尚不完善[5,18]。

（一） 发展阶段：由废弃油脂路线向木质纤维素资源和合成燃料拓展

我国生物液体燃料产业早期主要围绕车用燃料乙醇和生物柴油展开，政策重点逐步由粮食乙醇转向非粮生物燃料。“十四五”相关规划提出，在“不与粮争地、不与人争粮”原则下，推动纤维素燃料乙醇、生物柴油和生物航空煤油等先进生物液体燃料发展[13-14]。

近期来看，废弃油脂基HVO和HEFA-SAF是我国较容易率先推进的路线。这类技术相对成熟，与现有炼化体系的衔接难度较低，可较快用于SAF、HVO和生物柴油等市场。我国已启动SAF应用试点，SAF开始从技术储备进入示范应用阶段[111]。与此同时，纤维素燃料乙醇也进入产业化验证阶段，在首批绿色液体燃料试点中[112]，国投海伦生物能源有限公司等项目也已实现较长周期稳定运行[113]，表明非粮生物质燃料正在从示范走向初步产业化。

中长期来看，废弃油脂资源规模有限，难以单独支撑航空、航运和重型运输领域的大规模低碳燃料需求。先进生物液体燃料的供给基础仍需向秸秆、林业剩余物和边际土地能源作物等木质纤维素资源拓展，并逐步发展FT-SAF、ATJ-SAF、MTJ-SAF、生物甲醇、FT柴油和其他生物质基合成燃料等路线[114]。其中，生物甲醇既可直接用于低碳船用燃料和甲醇车辆燃料，也可作为MTJ-SAF路线的中间原料，进一步拓展木质纤维素资源在航空燃料领域的应用空间。国内生物甲醇示范项目已开始验证这一方向，例如，广东湛江生物甲醇项目以树皮、秸秆等农林废弃物为原料，采用生物质气化等路线生产绿色甲醇，产品可用于航运低碳燃料需求[115]。在远期，生物质资源还需要与绿氢、CO2捕集利用和电转液合成燃料结合，为航空和远洋航运等领域提供更稳定的低碳液体燃料来源[5,116]。

（二） 面临问题：资源、技术、市场和制度体系仍不匹配

第一，可持续原料供给仍是制约产业发展的基础问题。废弃油脂具备较好的近期利用条件，但资源总量有限，长期增长空间受到人口规模、餐饮消费水平和回收体系规范程度的影响[117]。相比之下，秸秆、林业剩余物和能源作物的资源潜力更大，但这些资源分布分散、季节性较强，收集、储存和运输成本较高，可持续利用也存在一定约束。因此，我国先进生物液体燃料并不缺少理论资源，难点在于如何形成稳定、经济、可持续的可利用资源供给。

第二，技术产业化水平和成本竞争力仍是当前主要短板。表4显示，不同路线的商业化基础和成本拐点存在明显差异。生物柴油、HVO和HEFA-SAF依托废弃油脂资源和现有炼化体系，近期推广基础较好，但受原料规模、原料价格和氢气成本约束；纤维素乙醇和生物甲醇已进入示范或初步产业化阶段，但仍需要通过原料“收储运”体系完善、预处理效率提升、酶制剂降本、气化效率提高和装置规模化运行进一步降低成本；ATJ-SAF、FT-SAF、FT柴油和MTJ-SAF则更适合作为中长期重点突破路线，其工程化验证、连续稳定运行和终端需求牵引仍需加强。总体来看，先进生物液体燃料的成本竞争力不仅取决于生产端降本，还取决于碳价、绿色溢价、长期采购机制和政策支持能否将其减排价值转化为市场收益。

第三，终端应用市场还没有真正打开。随着道路交通电动化加快，汽油和柴油需求的长期空间会逐步收缩，先进生物液体燃料很难在道路交通领域形成主要市场。相比之下，航空和航运对低碳液体燃料的需求更明确，但我国SAF、绿色船用燃料和生物甲醇等应用仍处于起步阶段，稳定需求、长期采购和绿色溢价分担机制尚未形成[111,118]。如果缺少碳价、配额、税收优惠、绿色采购和长期采购协议等制度安排，先进生物液体燃料的减排价值难以转化为市场收益[114,119]。

第四，标准和政策体系仍需完善。先进生物液体燃料不仅要形成生产能力，还需要建立相应的碳排放核算、原料追溯、产品标准和认证规则，使其减排效果能够被市场和监管体系认可。对于SAF和绿色船用燃料，还应加强与国际航空、航运规则的衔接。相比欧盟相关政策，我国在绿色燃料使用要求、认证体系和市场激励机制方面仍有完善空间。

六、 发展建议

（一） 明确功能定位，优先服务难电气化交通领域

先进生物液体燃料不宜作为道路交通液体燃料的全面替代方案，更适合定位为交通深度脱碳中的补充性战略能源。随着新能源汽车持续普及，乘用车、城市公交、出租车和城市物流等领域的汽油和柴油需求将逐步下降，道路交通减排的主体路径正在转向电动化、氢能化和运输结构优化。把有限的可持续生物质资源分散用于一般道路燃料替代，并不划算。更好的选择是，将这些资源优先投向航空、航运、长距离重型运输和部分工程机械等难电气化领域。尤其是航空和远洋航运，对高能量密度燃料依赖较强，短中期内难以被电力替代，这正是先进生物液体燃料发挥减排和能源安全价值的重点方向。

（二） 构建逐步递进的生物液体燃料供应体系

我国先进生物液体燃料的发展，需要构建由近及远、逐步拓展的供应体系。近期可依托废弃油脂资源，重点发展HEFA-SAF、HVO、生物柴油等成熟技术路线，同时完善餐饮废油收集、原料来源追溯等，推动废弃油脂从低值化利用向高附加值绿色燃料转化。中期需将供给基础逐步扩展至秸秆、林业剩余物及边际土地能源作物等木质纤维素资源，加快纤维素乙醇、生物甲醇、FT-SAF、ATJ-SAF和FT柴油等路线的工程化示范。远期则应加强生物质资源与绿氢、二氧化碳捕集利用及电制液体燃料的协同，推动MTJ-SAF和其他合成燃料路线发展，最终形成面向航空、航运和重型运输领域的多元低碳液体燃料供应体系。

（三） 逐步推动SAF和绿色船用燃料示范应用

航空和航运在未来应成为我国先进生物液体燃料市场机制建设的重点。航空领域可在现有SAF应用试点基础上，继续扩大示范规模，逐步探索掺混比例、长期采购协议和碳减排收益转化机制。航运领域可围绕沿海港口、保税船供油、远洋航线和甲醇燃料船示范，推动生物甲醇、HVO、生物燃料油和生物质基合成燃料应用。重点是建立先进生物液体燃料在航运部门形成相对稳定的需求基础。

（四） 建立燃料碳核算和可持续认证体系

先进生物液体燃料的减排价值取决于全生命周期碳排放表现，而不仅取决于终端燃烧阶段。因此，应建立符合我国资源基础和能源结构特点的生命周期碳核算体系，明确原料收集、运输、预处理、燃料生产、产品运输、终端使用、副产品分摊以及土地利用变化风险等核算边界。

同时，应建立覆盖原料来源、“收储运”、加工转化和终端使用的可追溯体系，防止不可持续原料进入绿色燃料市场，避免减排量重复计算等问题。对于SAF和绿色船用燃料，应推动国内认证规则与国际民航、海事和燃料贸易规则衔接，提升我国先进生物液体燃料在国际市场中的认可度和竞争力。

（五） 推进关键技术示范和区域化布局

先进生物液体燃料产业链较长，涉及农业、林业、能源、交通、民航、海事和炼化等多个领域，需要加强部门之间的统筹。在技术层面，应重点支持纤维素乙醇、HEFA-SAF、ATJ-SAF、FT-SAF、生物甲醇、MTJ-SAF和生物质基FT柴油等路线的工程化示范，推动相关技术从单个项目验证逐步转向规模化应用。在产业布局上，应结合资源分布和终端需求分区推进。在粮食主产区可重点发展秸秆“收储运”和纤维素燃料路线；在南方林区和西南地区可依托林业剩余物发展生物甲醇和生物质基合成燃料；在沿海港口和航空枢纽则可重点建设SAF、绿色船用燃料供应和加注体系。通过原料基地、生物炼厂和终端应用场景的衔接，逐步提高先进生物液体燃料供应的稳定性和可持续性。

我国先进生物液体燃料发展需要在资源约束和成本约束下明确优先方向。近期可依托废弃油脂路线培育市场，中长期逐步转向木质纤维素资源以扩大供给，远期再与绿氢、CO2利用和合成燃料等路线结合。其作用不在于全面替代交通领域的液体燃料，而是为航空、航运和部分重型运输等难电气化领域提供低碳燃料选择。未来能否实现规模化应用，关键在于原料稳定供应、装置规模化降本、绿色燃料需求形成以及碳减排价值的市场化兑现。

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基金资助

中国工程院咨询项目“提升新兴产业体系安全的若干重大问题研究”(2025-PP-11)

国家重点研发计划项目(2024YFB4206205)

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