巴西可持续航空燃料生产的温室气体减排战略布局与优化研究

为应对航空业温室气体(GHG)减排挑战，研究者通过整合地理参照生命周期评估(LCA)、土地利用变化(dLUC)分析与优化模型，评估巴西三大机场周边可持续航空燃料(SAF)生产潜力。结果显示，SAF碳强度为?25.06至29.67 g CO2e ·MJ?1 ，2.4–5.6 Mha土地可满足全国航空燃料需求，年减排101–160 Mt CO2e （占巴西国家自主贡献13%），为区域气候政策提供科学框架。

　　

航空业占全球温室气体(GHG)排放的2.5%，但其减排面临技术瓶颈。可持续航空燃料(SAF)被视为关键解决方案，但其生产涉及复杂的生态权衡——从原料种植的碳足迹到土地利用变化(dLUC)的连锁反应。巴西作为生物能源大国，拥有广袤的甘蔗与桉树种植区，但如何精准量化SAF生产的全生命周期排放，并优化设施布局以平衡减排目标与用地效率，成为政策制定的核心难题。

为此，圣保罗研究基金会(FAPESP)联合巴西国家生物可再生能源实验室等机构的研究团队，在《Sustainable Production and Consumption》发表研究，首次将地理参照生命周期评估(georeferenced LCA)与多目标优化结合，为巴西SAF生产绘制了“碳地图”。

研究采用四大技术方法：(1)基于作物评估工具(CAT)的甘蔗/桉树产量建模；(2)覆盖农业、加工、运输的全链条LCA，整合dLUC碳核算；(3)116个候选设施的GIS空间分析；(4)以GHG最小化为目标的线性规划，数据源自巴西国家能源平衡(BEN)及18 Mha土地数据库。

关键结果

1. 生命周期评估：目标与范围
通过对比四种技术路径（甘蔗乙醇ATJ1G/ATJ1G2G、甘蔗渣GFT、桉树GFT），发现ATJ1G2G（混合一代二代乙醇）碳强度最低（?25.06 g CO_2e
·MJ^?1
），归因于副产物电力替代电网能源。而GFT路线因气化工艺能耗较高，排放达29.67 g CO_2e
·MJ^?1
。

2. 甘蔗基SAF情景
马托格罗索州(MS)退化牧场改建甘蔗田可实现双重减排：农业阶段排放降低43%，dLUC带来碳汇。但运输距离增加导致供应链排放上升，凸显区位选择需权衡本地化与土地质量。

3. 结论
研究首次证实巴西仅需2.4 Mha（评估面积的13%）即可年产37亿升SAF，完全替代化石航油。若推广至18 Mha潜力区，年减排量相当于巴西国家自主贡献(NDC)的13%，同时通过副产电力优化国家能源矩阵。

讨论与意义
该框架突破了传统LCA的空间局限性，揭示区域特异性（如土壤类型、物流网络）对减排效果的显著影响。例如，甘蔗扩张至退化牧场比开垦原生植被减少85%的dLUC排放。研究为CORSIA国际航空碳抵消机制提供了本土化数据支持，并警示需同步评估生物多样性等非碳指标。作者Henrique Baeninger Pescarini团队强调，未来研究应纳入水足迹和社会经济影响，以完善SAF的可持续性评价体系。