森林残余物多途径利用的生命周期温室气体排放评估：能源与产品路径的比较研究

为解决森林残余物传统焚烧处理导致的温室气体(GHG)排放问题，研究人员通过生命周期评估(LCA)比较了六种利用路径（发电、成型燃料、可持续航空燃料、刨花板、生物炭、覆盖物）的碳排放效益。研究发现，除刨花板外，其他方案均比露天焚烧减少15%–345%的全球变暖潜势(GWP)，其中生物炭的碳减排效果最优。该研究为森林残余物资源化利用提供了科学依据，对降低野火风险、实现碳中和目标具有重要意义。

　　

随着全球气候危机加剧，世界气象组织2024年报告指出，2024–2028年间有80%概率全球年均温升将突破1.5°C阈值。森林作为重要碳汇，其管理方式直接影响气候调节效能。然而在美国西部等干旱地区，森林抚育产生的残余物（如间伐材、采伐剩余物）常因处理成本高而被就地焚烧，不仅瞬间释放CO₂
，还造成空气污染。据统计，美国每年约有1850万吨干吨森林残余物未被有效利用，这种"碳浪费"现象亟待解决。

美国林务局等机构的研究团队在《Biomass and Bioenergy》发表研究，首次系统评估了六种森林残余物利用路径的全生命周期温室气体排放。研究采用ISO 14040/14044标准框架，以1千克绝干残余物为功能单位，对比了发电、成型燃料(briquettes)、可持续航空燃料(SAF)、刨花板(particleboard)、生物炭(biochar)和覆盖物(mulch)的碳足迹。通过构建包含原料收集、加工运输、产品使用等环节的系统边界，量化了各路径的全球变暖影响(GW impact)和替代效益(substitution benefit)。

GW impacts and substitution benefits of forest residue uses
数据分析显示，生物炭路径表现最优，其GW impact比露天焚烧低345%，主要归因于生物炭的长期碳封存效应（>100年）及替代化肥的减排效益。覆盖物和发电分别以238%和91%的减排率位列第二、三位。可持续航空燃料(SAF)虽减排率最低（15%），但具有航空业脱碳的战略价值。唯一表现不及焚烧的是刨花板，因其制造过程能耗较高且碳存储周期较短（约30年）。

Conclusions
该研究突破既往单一路径评估的局限，证实多元化利用森林残余物可实现"气候-经济-安全"三重效益：生物炭等路径能延长碳存储周期至百年尺度；成型燃料和SAF可创造更高经济价值；所有替代方案均能降低野火风险。研究建议优先发展生物炭和覆盖物等高效减排技术，同时通过政策引导建立区域化加工体系以降低运输排放。

这项由Poonam Khatri领衔的研究为制定森林碳管理策略提供了量化工具，其创新性在于：首次将非能源利用（如生物炭）纳入系统比较；引入"碳存储时长"作为关键参数；证实残余物利用的减排潜力远超当前实践。成果对实现《巴黎协定》目标具有实践指导意义，尤其为干旱地区森林管理提供了兼顾生态与气候效益的解决方案。