在全球加速能源转型、推动净零排放的大背景下，尽管电气化进程不断推进，但对于工业、航运及航空等难减排领域，减排路径依然复杂。此背景下，氢气、氨、甲醇等替代燃料因具备突出的脱碳潜力，正逐步成为推动这些难减排领域深度脱碳的重要抓手。COP30 期间，巴西、意大利等23个国家共同发起“到2035年将替代燃料生产和使用量增加四倍”的倡议，可以预见全球替代燃料产业或将进入快速发展阶段。

“替代燃料”通常指通过低碳方式生产的燃料，但需要指明的是，替代燃料并非天然具备气候与环境效益。

近期，美国环保协会（Environmental Defense Fund, EDF）在环境领域权威期刊Environmental Science & Technology发表研究文章指出，替代燃料是否真正具备气候与环境效益，取决于其在生产、运输、储存及终端使用等全价值链各环节的综合表现，并且需要系统、科学的评估加以判断。研究进一步提出了一套确保替代燃料实现“气候与环境完整性”的综合行动框架，助力气候承诺真正落地见效。

通常这些影响因素可以从生产环节、终端使用环节以及全链条排放风险三个维度进行评估。

在生产环节，原料来源对替代燃料的气候和环境效益有关键影响。根据原料及生产路径的不同，替代燃料一般分为四大类：绿色/电制燃料（利用可再生电力电解水）、蓝色燃料（由化石燃料制取并对二氧化碳捕集与封存）、生物基燃料（以生物质为原料）以及塑料基燃料（以废弃塑料为原料）。

• 绿色/电制燃料其减排效果高度依赖于可再生电力的真实供给与全生命周期排放水平。但需要注意的是，在含碳的绿色/电制燃料中（如甲醇、合成柴油），不仅需要氢气作原料，还需要二氧化碳，因此二氧化碳来源也至关重要。若二氧化碳从发电厂、工业设施等化石燃料燃烧中捕集，那么最终仍会释放到大气中，并不能带来真正的减排效益。

• 以化石燃料为原料来源的蓝色燃料，其气候效益则高度依赖于碳捕集效率与原料开采中甲烷泄漏率。该研究文章指出，仅2%的甲烷泄漏率就可使蓝氢的20年气候影响相比于无泄漏情景增加约92%。

• 生物基燃料，例如生物乙醇、生物柴油等，其气候和环境效益高度依赖于植物原料的来源、种植方式及土地利用情况。大规模种植原料作物可能占用林地或草原，引发土地利用变化。若计入毁林影响，甘蔗制生物乙醇的温室气体排放可比汽油高出60%。

• 塑料基燃料，例如塑料基柴油，其生产过程涉及废弃塑料的热解、气化等多个步骤，该过程可能伴随大量有害污染物排放，如一氧化碳、二氧化碳、挥发性有机物、多环芳烃、重金属和二氧化硫等。虽然此类替代燃料目前应用规模有限，但若缺乏严格的环境管理，这类燃料的气候与环境效益很难得到保证。

从终端使用环节来看，替代燃料通常需要经历电力制氢、进一步合成等多步骤能量转换过程，伴随显著的能量损失，其整体能效通常低于直接电气化路径。因此高效务实的做法应是坚持“能电则电”，替代燃料则优先用于难以电气化的领域，以最大化其脱碳价值。

与此同时，替代燃料的使用并不意味着完全“零污染”。其燃烧过程仍可能产生氮氧化物（NOₓ）、挥发性有机物（VOC）、一氧化碳（CO）等空气污染物，对人体健康带来不利影响。例如，合成航空燃料（SAF）在燃烧条件不佳时可能产生黑碳（BC）。因此，在评估替代燃料的环境和气候效益时，还需将其对空气质量和公共健康的潜在影响纳入综合考量。

从替代燃料的生产、运输和使用的全链条来看，其各个环节都可能存在氢气和氨的排放问题。氢气本身是一种间接温室气体，排放到大气中后会与羟基自由基反应，间接增加甲烷、对流层臭氧等强效温室气体的浓度。氢气的增温潜势（GWP）在20年尺度下约为二氧化碳的37倍。该研究文章指出，若氢气在全价值链中的泄漏率达到10%，其短期气候效益就将减少25%。

同样，氨本身就是一种空气污染物，并且在自然环境中会经历一系列化学和生物转化最终生成氧化亚氮及其他活性氮（百年GWP是二氧化碳的273倍）。据测算 ，若氨燃料在生产、运输和使用过程中，仅有0.4%的氮转化为氧化亚氮，其原本的减排效益就可能被完全抵消。

研究指出，厘清替代燃料全价值链的影响，是评估其气候与环境效益的基础。与此同时，仅有科学认知并不足够，还需建立从科学评估到实践行动的完整框架，确保替代燃料具备气候与环境完整性，为决策者、投资者和生产者提供清晰的标准与行动指引，识别真正可持续的路径。

如何确保替代燃料的气候和环境完整性？

对此，EDF研究提出了一套涵盖最佳实践、系统评估与政策支持的综合行动框架。

从最佳实践层面看，替代燃料全价值链中，实际上已有系列能最大化气候与环境效益的做法可遵循。

生产端看——

绿色/电制燃料应优先使用新增的可再生能源供电，不占用现成绿电，避免与其他耗电产业“抢电用”；

应用端看——

• 替代燃料并非是所有场景的最优解法，其须优先应用于航空、航运、重工业等难以电气化的领域，以最大化能源效率。

不能忽视的是，在全价值链的各个环节，还应实施全面的排放管控计划——

• 例如对泄漏进行实地监测、减少操作性的吹扫和排空;

在最佳实践的基础上，还需要建立完善的评估体系，以明确其对气候和环境的真实影响。EDF研究称——

• 未来替代燃料的评估体系（如替代燃料的可持续性标准与认证）应纳入所有直接和间接温室气体排放，包括CO₂、CH₄、H₂、N₂O;

最终，科学与实践都需要健全的政策框架来引导和保障。

目前，全球替代燃料相关的政策框架仍面临多重挑战，制约了其气候与环境效益的充分发挥。

国际层面，各国在可持续认证标准、碳核算方法等规则上存在明显差异，难以实现协调统一，阻碍了绿氢、绿氨和绿色甲醇等替代燃料在全球范围内的应用，削弱了全球协同减排的合力。

在中国，虽然顶层战略高度重视，但配套的标准、监管细则和市场机制仍在构建之中，且尚未与国际规则形成互认。

面对上述挑战与差距，EDF研究建议，未来各国政策优化须精准发力——

• 包括建立全球协调、透明严谨的可持续燃料认证标准；

当前，全球替代燃料产业正在进入快速扩张的关键窗口期，中国也在积极布局绿氢等绿色替代燃料产业发展。今年，中国首次在政府工作报告中提出“培育氢能、绿色燃料等新增长点”。未来，随着替代燃料加速规模化发展，确保其气候与环境效益真实可靠，将成为政策制定者和产业界共同面对的一道“必答题”。