上海綠色低碳機場建設發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢

付亞囡

上海城市交通設計院有限公司

0 引言

在國家大力推進綠色低碳建設的背景下，中國民航局通過制定相關文件和發(fā)展規(guī)劃，對機場綠色低碳發(fā)展提出相關工作要求?！睹窈焦?jié)能減排“十三五”規(guī)劃》對民用機場提出了“行業(yè)運輸機場單位旅客吞吐量能耗五年平均值較十二五末下降15%以上”的總體目標，提出了若干主要任務，并明確了重大專項[1]。民航在貫徹落實《打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)三年行動計劃》工作方案中，進一步提出了全國民用機場“油改電”和替代的要求[2]。本文立足于推進本市綠色低碳機場發(fā)展，通過分析上海機場能耗、碳排放以及大氣污染物排放現(xiàn)狀，對標國內(nèi)外機場，對綠色機場發(fā)展趨勢進行預判，并提出相關的政策建議。

1 上海機場綠色低碳現(xiàn)狀分析

1.1 機場能耗現(xiàn)狀1

1本文以6家重點用能單位2018年能耗情況分析上海兩機場能耗現(xiàn)狀

機場能源消耗類型主要包括電力、天然氣、汽油、柴油。從能源結(jié)構(gòu)上看，上海兩機場用能以電力為主，虹橋機場的用電量占比始終維持在90%以上,浦東機場2016～2018年用電量占比在80%以上。2018年，隨著分布式能源系統(tǒng)的正常運行，浦東機場能源結(jié)構(gòu)得到了優(yōu)化，天然氣總量占比高達22%以上。

從區(qū)域結(jié)構(gòu)上看，航站區(qū)是主要用能區(qū)域，占機場用能總量的2/3以上。2018年，在浦東機場的主要用能區(qū)域中，航站區(qū)用能占比66%，貨運站占比11%，兩者占機場總能耗的77%。虹橋機場的航站區(qū)用能占比73%，貨運站占比4%，兩者占機場總能耗的77%。與浦東機場相似（見圖1）。

圖1 上海兩機場主要用能區(qū)域分布

1.2 機場碳排放現(xiàn)狀2

2基于ISO14064溫室氣體排放量化和報告規(guī)范指南對碳排放源的分類和機場現(xiàn)有能耗數(shù)據(jù)基礎，對機場的碳排放進行了統(tǒng)計和測算。其中將第一類和第二類排放源歸為機場可控的碳排放，第三類排放源歸為非機場可控但相關的配套服務碳排放，并將第一、二、三類總和作為機場活動碳足跡

機場可控范圍內(nèi)碳排放，從總量上看，近年來上海兩機場碳排放總量受節(jié)能技改措施及新建設施投運、氣溫變化等因素的影響，呈波動變化，碳排放總量為26～28萬t二氧化碳（CO2）。從強度上看，盡管2016～2018年浦東和虹橋機場業(yè)務量不斷增長（年均增幅分別為10%、4%），但兩場通過開展節(jié)能技改措施挖掘潛力，提高能源利用效率，單位旅客碳排放量持續(xù)下降。機場配套服務范圍主要為與機場活動相關的非機場可控服務，主要包括機場旅客集散、機場員工通勤、機場第三方貨運站、機場貨郵集散、飛機地勤服務和飛機起降滑行等。

圖2 2018年上海兩機場碳足跡

綜上所述，浦東和虹橋機場碳足跡特征見圖2。2018年，在浦東機場和虹橋機場的碳足跡（機場用能和配套服務）中，旅客集散、飛機起降和機場基礎設施服務（機場用能）為主要來源，占兩機場比重的93%以上。其中，飛機起降方面，浦東機場進出港的寬體機比重較高，單位起降架次碳排放量相對較高。2018年，浦東機場起降架次中寬體機占24%左右，單位起降架次排放量比虹橋機場高約9.1%。旅客集散方面，虹橋機場由于其地理區(qū)位優(yōu)勢，單位旅客集散能耗比浦東機場低約45%，但就旅客集散交通方式結(jié)構(gòu)而言，浦東機場更優(yōu)，單位旅客集散周轉(zhuǎn)量能耗比虹橋機場低約9.8%（見圖2）。

1.3 機場大氣污染現(xiàn)狀3

3本次機場大氣污染物排放源主要考慮飛機在跑道滑行時產(chǎn)生的尾氣

根據(jù)民用航空華東地區(qū)管理局公布的2018年民航華東地區(qū)運輸生產(chǎn)情況，浦東機場飛機起降架次50.48萬架次，同比增長1.6%，虹橋機場飛機起降架次26.68萬架次，同比增長1.2%（見圖3）。

圖3 上海兩機場機型數(shù)量、年起降架次比例

2018年度，上海虹橋機場C類機型起飛機架次最多，約占所有起降飛機的68.84%，浦東機場C類機型起飛機架次約占所有起降飛機的43.87%。飛機尾氣主要污染物有SO2、CO、PM10、PM2.5、CnHm、NOx，其中顆粒物PM10和PM2.5排放占比約為90%左右（見圖4）。

圖4 2018年上海兩機場飛機尾氣污染物排放量

2 國內(nèi)外機場對標分析

2.1 碳排放單耗水平對比分析

根據(jù)有關國內(nèi)外機場發(fā)布的數(shù)據(jù)，虹橋機場碳排放強度較低，浦東機場與香港機場類似，首都機場相對碳排放強度較高，其最重要的影響因素是大空間、高大的航站樓所需用能較高，首都機場所處北京市電力排放因子也相對較高（見圖5）。

2.2 周轉(zhuǎn)量及起降架次對比分析

與國內(nèi)外同類型的機場比較可以看出，浦東機場、虹橋機場的起降架次排名低于其旅客吞吐量和貨運吞吐量的排名，從側(cè)面反映出上海市的航班運行效率較高，起降的大型飛機較多，大型飛機的燃油效率通常高于中小型飛機（見圖6）。

圖5 國內(nèi)外機場碳排放強度示意圖

圖6 國內(nèi)機場周轉(zhuǎn)量及起降架次

2.3 單位旅客能耗對比分析

與北京和深圳比較，上海機場的單位客貨運綜合能耗在國內(nèi)處于中上等水平，還有一定的提升潛力（見圖7）。

圖7 國內(nèi)部分機場單位旅客能耗4數(shù)據(jù)來源企業(yè)年報

2.4 機場土地利用率對比分析

單位面積飛機起降架次、單位面積貨郵吞吐量和單位面積旅客吞吐量是衡量機場土地利用率的重要指標。圖8是國內(nèi)同類型機場單位面積飛機起降架次容量對比表。分析可知，浦東機場和虹橋機場飛行區(qū)土地利用率低于首都機場和寶安機場。

圖8 機場單位面積飛機起降架次容量

航站樓土地利用率以單位面積旅客吞吐量進行衡量，2018年民航部分機場航站樓土地利用效率見圖9。浦東機場和虹橋機場航站樓利用率排名中等，高于首都機場，低于寶安機場。

圖9 國內(nèi)民航機場航站樓使用率

航空貨運是機場一大支撐業(yè)務，單位面積貨郵吞吐量是衡量機場土地利用率的重要指標，浦東機場貨運土地利用效率在全國領先，高于首都機場和寶安機場（見圖10）。

圖10 國內(nèi)民航機場貨運設施使用率對比

3 “十四五”機場綠色低碳趨勢預判

3.1 機場設施及服務規(guī)模

虹橋機場由于受到用地限制的影響，將繼續(xù)保持目前2條跑道和2座航站樓的狀態(tài)，以優(yōu)化機場運行效率為主，不斷提高機場設施的服務水平。虹橋機場至2025年飛機起降架次預計可提高到28～30萬架次/年，機場設計吞吐能力仍為旅客4 000萬人次/年、貨郵60萬t/年。根據(jù)《浦東國際機場總體規(guī)劃修編》，浦東機場至2025年旅客設計吞吐能力將進一步提高到1.2億人次/年，貨郵吞吐能力提高到520萬t/年。

3.2 機場服務質(zhì)量

上海兩機場根據(jù)中國民航局提出的“平安機場、綠色機場、智慧機場、人文機場”四型機場的建設要求，以進博會保障為契機，對標國際最高標準、最好水平，以旅客需求為導向，不斷提高服務質(zhì)量。上海兩機場采取了多項措施，包括各類自助掃描設備、監(jiān)視屏幕以及龐大的后臺數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，用能需求將會隨著智能化服務的覆蓋范圍的進一步擴大而相應的增加。

3.3 機場碳排放趨勢預判

1）情景假設

基準情景：主要基于在常規(guī)節(jié)能低碳措施情況下的趨勢預判分析。

低碳情景：在基準情景上，進一步加強綠色低碳發(fā)展工作力度，能效水平提升更為明顯，交通方式結(jié)構(gòu)更為優(yōu)化。

2）節(jié)能低碳情景相關參數(shù)說明：航站樓能效進一步提升；旅客集散方式結(jié)構(gòu)進一步優(yōu)化；飛機起降效率進一步提高。

3）預判結(jié)果：到2025年，上海兩機場碳排放總量控制在53萬t二氧化碳（CO2）以內(nèi)，綠色發(fā)展標準體系基本形成，精細化管理水平顯著提升，基本建成體現(xiàn)國際樞紐地位的綠色低碳機場（見圖11）。

圖11 浦東機場碳排放預測虹橋機場碳排放預測（單位：萬t CO2）

4 “十四五”綠色低碳機場建設建議

4.1 優(yōu)化機場綠色低碳運行管理

提升橋載設備使用效率。強化地面服務保障，提高地面電源服務范圍，擴展至遠機位，改進電源線纜卷軸工作模式，縮減接駁時間，提高橋載設備使用效率。

優(yōu)化飛行滑行路線。與航空公司、空管等單位協(xié)調(diào)溝通，優(yōu)化調(diào)整進離場飛行程序。優(yōu)化飛機滑行路線及停機位設計方案，做好地面滑行路線規(guī)劃，合理設置近機位，提高跑道及停機位利用效率，縮短地面滑行距離，優(yōu)化進出港流程，推進飛機碳減排。

建設智慧停車場。利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術，打造智慧停車場，建立公共平臺的空車位導航、反向?qū)ぼ嚒⑽⑿爬U費、車位預定等創(chuàng)新服務，降低擁堵率，減少車輛在機場停留時間及污染物排放量。

4.2 加強能源結(jié)構(gòu)優(yōu)化

地面APU替代設施。開展兩機場近機位橋載電源和橋載空調(diào)的擴容改造，對現(xiàn)有的登機橋監(jiān)控系統(tǒng)進行升級，實現(xiàn)橋載設施運行可視化，試點開展遠機位APU替代項目建設。

機場車輛清潔能源替代。加快機場場內(nèi)車輛的結(jié)構(gòu)升級，在用國三及以下排放標準汽柴油設備/車輛實現(xiàn)100%尾氣國四標準改造。新增及更新通用生產(chǎn)車輛100%使用新能源或清潔能源汽車。根據(jù)機場區(qū)域新增新能源車輛和設備的需求，制定兩機場充換電設施規(guī)劃，落實空側(cè)和陸側(cè)的充換電設施建設任務。

可再生能源利用。規(guī)劃并實施開展機場工作區(qū)建筑屋頂光伏發(fā)電、衛(wèi)星廳屋頂太陽能熱水改造項目[3]，探索機場航站樓光伏薄膜發(fā)電的可行性，建議在航站樓玻璃幕墻區(qū)域開展相關試點工作。

4.3 完善能源計量和監(jiān)測體系

加強能源計量器具的配備與管理。以《民用機場能源資源計量器具配備規(guī)范》（MH/T 5113-2016）為基本要求，更新加裝相關能源智能計量表具，滿足其中對于分級、分類、分項的計量表具配備率和精度要求，定期開展計量表具的校驗工作。

加快建設機場能耗管控系統(tǒng)。加快機場能耗監(jiān)測系統(tǒng)建設，搭建能耗監(jiān)測管控平臺，實現(xiàn)能源計量數(shù)據(jù)的自動采集、統(tǒng)計分析的基本功能，并逐步提升系統(tǒng)智能化、可視化水平。在此基礎上，逐步納入建筑基本信息、人流量、溫濕度等運行數(shù)據(jù)、氣候數(shù)據(jù)等，研究開發(fā)相關績效分析工具，更好地支撐預測預警、對標、需求側(cè)響應、智慧能源服務等功能需求[4]。

5 結(jié)束語

本文通過對上海兩機場的能耗、碳排放以及大氣污染物排放現(xiàn)狀研究分析，并結(jié)合對標分析，獲得了綠色低碳機場的發(fā)展形勢。從機場設施規(guī)模和服務質(zhì)量入手，綜合考慮節(jié)能低碳技術的發(fā)展，分別對基準情景和低碳情景下，上海兩機場的綠色低碳發(fā)展趨勢進行了預判，以機場高質(zhì)量發(fā)展為目標，以問題為導向，提出相應的政策建議，加快綠色低碳機場建設步伐。