综述:解锁可持续生物燃料的循环经济与绿色创新路径:基于印度尼西亚B40转型的全球文献计量分析

【字体: 时间:2025年09月12日 来源:Frontiers in Sustainability 2.9

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  本综述通过全球文献计量分析,系统梳理了生物燃料领域中循环经济(CE)与绿色创新(GI)的交叉研究趋势,结合印度尼西亚B40生物柴油转型政策,揭示了当前研究的碎片化现状及整合路径,为政策制定和产业实践提供了关键证据支撑。

  

引言:生物燃料的可持续转型挑战

全球能源体系正面临气候减缓与能源安全的双重挑战,推动可再生能源尤其是生物燃料的发展成为关键策略。生物燃料作为源自生物质的可再生燃料,在能源安全、环境可持续性和社会经济协同发展中扮演重要角色。然而,其生产路径需深度融合循环经济(Circular Economy, CE)原则与绿色创新(Green Innovation, GI)策略,以实现真正的可持续性。

循环经济与绿色创新的理论融合

绿色创新在生物燃料领域涵盖技术、工艺及系统层面的革新,旨在减少环境影响、提升资源效率并推动可持续生产。它不仅包括 feedstock 开发、微生物工程和过程强化,还涉及商业模式与政策框架的创新。循环经济则通过“减少、再利用、再循环”原则,推动工业过程重新设计,实现资源高效利用与废物最小化。在生物燃料产业中,CE 原则促进生物质资源全面利用、废物增值及生物精炼平台整合,从而提升经济可行性与环境表现。

然而,CE 与 GI 的整合仍面临“价值未捕获”问题,即循环策略可能引发负面生态、社会或经济后果。此外,数字技术(如工业4.0工具)为增强供应链透明度与效率提供了新机遇,可强化循环性。

印度尼西亚B40转型的实证背景

印度尼西亚作为全球最大的棕榈油生产国和出口国,将棕榈油基生物柴油作为其可再生能源战略的核心。政府通过混合指令政策(如B30、B40)推动生物燃料消费与生产,旨在减少化石燃料进口、促进农村发展并支持气候承诺。B40政策于2025年1月启动,计划年分配156万千升棕榈生物柴油,标志着该国向高比例混合燃料的迈进。

这一转型虽在技术创新与规模部署方面取得进展,但仍依赖第一代棕榈油 feedstock,循环经济实践仍以法规引导为主。若缺乏CE导向的GI策略(如废物/残留物路由、闭环物流和工业共生),土地压力与成本波动风险可能加剧。

全球研究趋势与知识结构

通过文献计量分析(Scopus和Web of Science数据,2020–2025年),研究识别出四大主题集群:

  1. 1.

    转化技术集群(绿色):聚焦热解(pyrolysis)、生物炭(biochar)、气化(gasification)和氢能生产,体现生物质废物转化为可再生能源的技术深度。

  2. 2.

    CE与可持续性评估集群(红色):以循环经济、生命周期评估(LCA)和可持续性为核心,强调系统化评估框架。

  3. 3.

    废物增值与环境管理集群(蓝色):涉及废水、微藻、氮吸附和水回收,专注于环境修复与养分回收。

  4. 4.

    政策与优化集群(黄色):涵盖技术优化、生物精炼(biorefinery)、沼气和政策框架,关注政策环境与系统规划。

这些集群间连接较弱,显示技术创新与CE系统化规划间的整合不足。关键词时间演化分析表明,热解、生物炭和CE等术语在近年凸显,反映研究正向综合技术与循环性方向演进。

合作网络与地域分化

国家合作网络分析显示,研究活动集中在两大区域集群:以中国和印度为首的亚洲-中东区块,以及欧洲与拉丁美洲国家组。印度尼西亚位于亚洲集群但非核心节点,凸显其全球合作参与度有限。跨集群协作稀疏,阻碍了知识交流与技术转移,特别是在热带 feedstock(如棕榈油)的可持续管理方面。

战略路径与未来方向

为实现生物燃料的可持续转型,需强化CE与GI的协同:

  • 技术整合:开发废物导向的生物燃料生产技术,如利用废弃食用油(UCO)、棕榈油厂废水(POME)等残留物,减少对原始棕榈油的依赖。

  • 政策协同:完善可持续发展认证体系(如印尼ISPO标准),通过现有融资机制(如BPDPKS)激励循环实践。

  • 国际合作:增强南北与南南合作,分享最佳实践(如巴西生物乙醇经验、欧盟可持续标准),推动本地化创新。

  • 跨学科研究:融合工程、环境科学、农学与政策分析,设计兼顾技术可行性与社会可接受性的解决方案。

结论

生物燃料产业的可持续转型依赖循环经济与绿色创新的深度融合。全球研究虽在技术与评估方面取得进展,但整体仍呈“GI主导、CE滞后”模式。印度尼西亚的B40转型实证表明,高混合指令需配套CE策略,以规避环境风险并提升系统韧性。未来研究应优先整合跨学科知识、加强国际协作,并聚焦废物资源化、闭环系统与政策创新,以推动生物燃料向真正可持续的循环模式演进。

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