考慮低碳排放成本的航空成本優(yōu)化

許幸 楊緒彪

摘 要：如今，隨著環(huán)保觀念的深入，低碳運(yùn)輸逐漸成為主流趨勢(shì)，機(jī)場(chǎng)排放的環(huán)境成本研究也必逐步引起社會(huì)關(guān)注。實(shí)現(xiàn)低碳運(yùn)輸儼然成為了各個(gè)國(guó)家實(shí)現(xiàn)低碳節(jié)能、贏得低碳戰(zhàn)爭(zhēng)、進(jìn)而保障可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路。本文通過分析和航空網(wǎng)絡(luò)有關(guān)的運(yùn)輸成本和碳排放成本，參考國(guó)內(nèi)外對(duì)碳排放環(huán)境成本的計(jì)算方法，建立機(jī)場(chǎng)環(huán)境成本模型，通過對(duì)污染物成分的分析達(dá)到了減少排放治理成本的目的，以此降低運(yùn)營(yíng)成本。

關(guān)鍵詞： 低碳成本;航空運(yùn)輸;航線優(yōu)化;Matlab; SPSS

【Abstract】 Nowadays， with the deepening of the concept of environmental protection， low-carbon transport has gradually become the mainstream trend， and the research on the environmental cost of airport emissions will gradually attract social attention.Low-carbon transport has become the only way for all countries to achieve low-carbon energy conservation， win the low-carbon war and achieve sustainable development.By analyzing the transportation cost and carbon emission cost related to the aviation network and referring to the calculation methods of carbon emission environmental cost at home and abroad， this paper establishes an airport environmental cost model. Through the analysis of pollutant composition， the purpose of reducing emission control cost is achieved， so as to reduce operation cost.

【Key words】 ?low carbon cost; air transportation; route optimization; Matlab; SPSS

0 引 言

航空運(yùn)輸作為高排放產(chǎn)業(yè)吸引了全球的關(guān)注。越來越多的學(xué)者將目光聚焦在航空運(yùn)輸業(yè)的碳排放總量上，并已開始探討航空運(yùn)輸?shù)奶寂欧畔嚓P(guān)內(nèi)容，部分學(xué)者對(duì)低碳航空運(yùn)輸問題進(jìn)行了深入研究，迄今已取得了一定的成果。

中國(guó)航空業(yè)效率低、能耗高，大致原因可以剖析為：航空運(yùn)輸資源布局不合理;航線發(fā)展和機(jī)場(chǎng)建設(shè)以及飛機(jī)的選型等匹配度不高;干線和支線的功能劃分不明顯，其中大中型飛機(jī)較多而支線飛機(jī)過少則尤為突出;中國(guó)的航線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)仍然僅僅是城市對(duì)式或城市串式的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，目前為止仍然沒有創(chuàng)建出具有實(shí)際應(yīng)用意義的中樞航線結(jié)構(gòu)等。

本文綜合國(guó)際形勢(shì)和我國(guó)航空業(yè)的現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上考慮航空運(yùn)行總成本、包括運(yùn)行成本和低碳成本，以使綜合運(yùn)輸成本達(dá)到最低。

1 低碳成本

低碳經(jīng)濟(jì)有 “低碳排放”、“高碳生產(chǎn)力”和“階段性” 三個(gè)核心特征。低碳成本效益分析是可以由經(jīng)濟(jì)損失來評(píng)估因?yàn)榄h(huán)境污染而引起的影響，可以以價(jià)格或不同的經(jīng)濟(jì)計(jì)量方法來測(cè)度。低碳成本可以統(tǒng)一以經(jīng)濟(jì)價(jià)格度量，各類成本包括人手、交易、時(shí)間、資金和資產(chǎn)投入。

民航飛機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生CO2、HC、SO2、NOx、CO等。根據(jù)帕累托最優(yōu)理論，航空運(yùn)輸只有在考慮了排放環(huán)境外部成本的情況下，航空公司的產(chǎn)出才被認(rèn)為是有效率的。目前測(cè)算航空運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境外部成本的方法主要有2種。其一，測(cè)算航空運(yùn)輸?shù)奈廴緭p害成本和避免污染損害成本之和、即為航空運(yùn)輸?shù)沫h(huán)境外部成本。其二，測(cè)算航空運(yùn)輸?shù)倪呺H減污成本作為航空運(yùn)輸?shù)倪呺H環(huán)境外部成本。綜合中國(guó)的實(shí)際情況，第一種方法更適用。

通過SPSS對(duì)排放的污染物進(jìn)行線性回歸分析。針對(duì)“污染物”和“飛機(jī)排放污染物成本”的線性回歸模型檢驗(yàn)表，可得F統(tǒng)計(jì)量值為14 819 286.800，對(duì)應(yīng)的顯著性概率p=0.000，小于顯著性水平a=0.01，即拒絕原假設(shè)，認(rèn)為自變量“污染物”對(duì)因變量“飛機(jī)污染物成本”的影響是顯著的，且建立的回歸模型是顯著的。

3.2 模型建立與Matlab處理分析

使用熵值法建立模型，利用Matlab對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)處理，得到各項(xiàng)權(quán)重見表5。對(duì)權(quán)重進(jìn)行加權(quán)計(jì)算得到各年份的綜合得分見表6。

依據(jù)Matlab權(quán)重分析表，CO2的權(quán)重為0.4745，SO2權(quán)重為0.301 8、僅次于CO2位居第二，CO2和SO2是航空公司考慮外部環(huán)境成本優(yōu)化時(shí)的重點(diǎn)對(duì)象。依據(jù)綜合得分表分析可知，2014～2017年間綜合得分較平穩(wěn)，2018年有下降的趨勢(shì)。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜合前文數(shù)據(jù)分析，研究提出優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，對(duì)此可做闡釋分述如下。

（1）促進(jìn)航空生物燃料的研發(fā)與節(jié)油飛機(jī)的引進(jìn)，CO2和SO2占據(jù)權(quán)重分別為0.474 5和0.301 8，占據(jù)總權(quán)重的0.776 3。因此研發(fā)航空生物燃料時(shí)需要注重S和C元素的比重平衡與處理。

（2）民航飛機(jī)可以通過使用生物燃油減低污染物排放，達(dá)到節(jié)能減排的目的。隨著科技的進(jìn)步，廢棄動(dòng)植物油脂（地溝油）、農(nóng)林廢棄物、油藻等已成功轉(zhuǎn)化為生物航煤的原料，在此基礎(chǔ)上科研人員通過降低油脂粘度、沸點(diǎn)等將其再生為生物燃油。利用地溝油等提煉的生物燃油在提供動(dòng)力方面與傳統(tǒng)航空燃料相比并無明顯區(qū)別，但在此同時(shí)卻可降低所使用燃油的總體碳強(qiáng)度。

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