長三角機(jī)場航空碳排放測算及低碳策略研究

王爍+林彥

摘 要：近幾年，航空業(yè)高速發(fā)展，擁有5%的年增長率，制造了世界范圍內(nèi)碳排放量的2%-3%，對全球環(huán)境造成了巨大的影響。本文借助ICAO標(biāo)準(zhǔn)排放量模型計算各機(jī)場的碳排放量，并討論分析如何實行相關(guān)的航空低碳減排策略。

關(guān)鍵字：碳排放，長三角機(jī)場，航空減排

1 研究背景

2016年4月22日，《巴黎協(xié)定》——繼1992年《聯(lián)合國氣候變化框架公約》、1997年《京都議定書》之后，人類歷史上應(yīng)對氣候變化的第三個里程碑式的國際法律文本簽訂。遙望近百年來的人類史，隨著工業(yè)、科技的快速發(fā)展，全球性的氣候問題日益嚴(yán)峻。直到近二十年，人類才逐步意識到減排的重要性。至此，世界各地開展了一系列的減排活動，同時制定了相關(guān)的法律法規(guī)用于監(jiān)督與約束污染物的排放。碳排放作為全球氣候問題的“禍?zhǔn)住?，在各國政策中都給予了明確的規(guī)定。

作為航空業(yè)所帶來的附屬品，航空碳排放問題越來越受到國際社會的重視。近幾年，航空業(yè)高速發(fā)展，擁有5%的年增長率，制造了世界范圍內(nèi)碳排放量的2%-3%。對全球環(huán)境造成了巨大的影響。航空業(yè)碳排放量數(shù)據(jù)是實施航空業(yè)碳排放管理的基礎(chǔ)，如何高效準(zhǔn)確地測算出具體的碳排放量數(shù)據(jù)成為了一大難題。

在我國，長三角地區(qū)作為重要的經(jīng)濟(jì)命脈，航空業(yè)十分發(fā)達(dá)，大型機(jī)場的數(shù)量屬全國之最。龐大的機(jī)場數(shù)量帶來的是大量的航空碳排放量。因此本文中于長三角地區(qū)每個省市各選取一個運輸量最大的機(jī)場作為樣本（上海浦東機(jī)場、杭州蕭山機(jī)場、南京祿口機(jī)場、合肥新橋機(jī)場），借助ICAO標(biāo)準(zhǔn)排放量模型來計算各機(jī)場的碳排放量。

2 碳排放估算

飛機(jī)在機(jī)場的活動可以由LTO（標(biāo)準(zhǔn)起飛著陸）循環(huán)描述。LTO循環(huán)是飛機(jī)從高空降落至機(jī)場又重新起飛至高空的一個封閉工作過程。ICAO（國際民航組織）規(guī)定，一個理想的LTO循環(huán)包括4個工作狀態(tài)：進(jìn)近、滑行、起飛和爬升。這4階段的飛機(jī)活動時間和發(fā)動機(jī)推力等級及機(jī)型無關(guān)，分別為0.7分鐘/起飛、2.2分鐘/爬升、4分鐘/進(jìn)近著陸、26分鐘/滑行。ICAO構(gòu)建了機(jī)型排放數(shù)據(jù)庫，采用LTO循環(huán)來計算在機(jī)場終端區(qū)混合層高度（1000米）以下飛機(jī)各個階段的污染氣體排放問題，這就是ICAO標(biāo)準(zhǔn)排放量模型。

式中E表示二氧化碳排放總量（kg）；n表示飛機(jī)發(fā)動機(jī)的臺數(shù)；ti表示LTO循環(huán)第i飛行階段的飛行時間（s）；Fi是每階段的單發(fā)燃油流量，Ii是每階段的CO2排放因子。在0m海平面高度、15℃氣溫和標(biāo)準(zhǔn)的LTO循環(huán)下，飛機(jī)各階段的CO2排放因子均為常數(shù)3.115。

為了計算我國長三角地區(qū)機(jī)場航空碳排放量，根據(jù)我國各類機(jī)型的平均座位數(shù)，大致把我國的各種機(jī)型分為以下四個大類，如表1所示：

從國際民航組織官網(wǎng)的發(fā)動機(jī)排放數(shù)據(jù)庫中能夠獲得并計算出，各類飛機(jī)在LTO循環(huán)中各個階段的發(fā)動機(jī)燃油流量的平均值。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)排放量模型，可以計算出一個標(biāo)準(zhǔn)LTO循環(huán)下各類飛機(jī)在機(jī)場的碳排放量，見表2。

此外通過登錄各機(jī)場官方網(wǎng)站可以查詢到每天的航班信息及對應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型。因為在航班時刻表里，民航班機(jī)起降具有周期性特征，因此，可以用機(jī)場一周內(nèi)起飛的各類飛機(jī)機(jī)型比例，見表4，來估算出各類機(jī)型年起降次數(shù)的比例。

4 減排應(yīng)對策略

由上文中的計算結(jié)果可見，各主要機(jī)場的碳排放量逐年增長較快，需要進(jìn)行合理有效的治理。本文圍繞民航業(yè)實際情況，提出以下對策措施。

4.1 縮短飛機(jī)滑行時間

在標(biāo)準(zhǔn)的LTO循環(huán)下，飛機(jī)地面滑行時間長達(dá)26分鐘，燃油消耗量約為整個LTO循環(huán)階段的40%。因此，機(jī)場應(yīng)合理規(guī)劃機(jī)坪布局，改進(jìn)滑行路線，有效地縮短飛機(jī)滑行時間，從而減少碳排放量。

4.2 增強(qiáng)空管管制能力

空管部門應(yīng)建立合理的空域使用機(jī)制，提高管制能力，科學(xué)合理地使用機(jī)場終端區(qū)域，營造有序、便捷的空中交通環(huán)境，減少不必要的空中盤旋和地面等待時間。

4.3 開發(fā)生物燃料

利用生物燃料代替航空燃油是降低飛機(jī)碳排放的有效途徑。但我國尚沒有成熟的生物燃料供應(yīng)體系，并且生物燃料的研發(fā)和生產(chǎn)都需要投入大量的資金，因此，我國政府需要出臺相應(yīng)的鼓勵政策為生物燃料發(fā)展?fàn)I造良好的環(huán)境，同時，我國民航運輸企業(yè)也要積極參與到生物燃料的開發(fā)和使用中，這樣，才能最終實現(xiàn)航空飛行零排放。

5 結(jié)語

氣候性問題已成為全球人類需要共同面對的問題，在全球都在積極響應(yīng)減排的同時，我國民航必須盡快采取行動積極適應(yīng)這種趨勢，實施節(jié)能減排創(chuàng)新，為我國和全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展做出中國民航的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

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