世界航空業(yè)的環(huán)保之路

吳蔚

國(guó)際民航組織（ICAO）在2019年9月發(fā)布了《2019航空與環(huán)境報(bào)告》。ICAO環(huán)境報(bào)告每3年更新一次，新報(bào)告綜述了ICAO最近幾年圍繞實(shí)現(xiàn)航空運(yùn)輸環(huán)保目標(biāo)的具體工作和取得的效果，展示了未來幾年ICAO將持續(xù)推動(dòng)航空運(yùn)輸環(huán)保的決心。

ICAO的航空運(yùn)輸環(huán)保目標(biāo)

航空運(yùn)輸主要產(chǎn)生3種類型的環(huán)境影響，分別是機(jī)場(chǎng)附近的噪聲影響、飛機(jī)排放對(duì)空氣質(zhì)量的影響以及飛機(jī)排放對(duì)地區(qū)及全球氣候的影響。

機(jī)場(chǎng)周圍噪聲的主要來源是飛機(jī)飛行時(shí)的噪聲，在起飛和爬升階段主要來自發(fā)動(dòng)機(jī)的噪聲，進(jìn)場(chǎng)和著陸階段飛機(jī)機(jī)體噪聲也不容忽視。

目前，包括國(guó)際和國(guó)內(nèi)航空運(yùn)輸?shù)腃O2 排放量約占全球人類活動(dòng)產(chǎn)生CO2 排放總量的2%（國(guó)際航空運(yùn)輸占比為1.3%），自1992年起該占比沒有明顯變化，但CO2 排放量卻在不斷增加。當(dāng)前，ICAO提出的國(guó)際航空運(yùn)輸環(huán)保目標(biāo)是：在2050年之前，每年將燃油效率改進(jìn)2%；自2020年起實(shí)現(xiàn)碳排放零增長(zhǎng)。

為實(shí)現(xiàn)航空環(huán)保目標(biāo)、促進(jìn)航空運(yùn)輸可持續(xù)發(fā)展，ICAO提出了一攬子措施，具體包括改進(jìn)飛機(jī)相關(guān)技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)；改進(jìn)空中交通管理和改進(jìn)運(yùn)行；發(fā)展可持續(xù)航空燃料（SAF）等。

不斷更新的飛機(jī)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)

飛機(jī)技術(shù)的發(fā)展對(duì)降低航空排放效果顯著。與20世紀(jì)60年代的飛機(jī)相比，現(xiàn)在飛機(jī)的客千米油耗效率要高出80%。為控制航空運(yùn)輸?shù)臏厥覛怏w排放、噪聲等對(duì)環(huán)境的影響，ICAO已出臺(tái)了相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、政策和指南，確保將最新的技術(shù)應(yīng)用到正在研發(fā)的飛機(jī)和現(xiàn)役飛機(jī)中。

ICAO下屬航空環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（CAEP）專門負(fù)責(zé)修改和調(diào)整飛機(jī)排放和噪聲標(biāo)準(zhǔn)并提出實(shí)施指南，一般每3年修改一次相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。近年來，CAEP加快了有關(guān)航空運(yùn)輸噪聲、CO2 排放等標(biāo)準(zhǔn)的更新頻率，并且標(biāo)準(zhǔn)也越來越嚴(yán)格。民用飛機(jī)的環(huán)境認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)包含在ICAO《國(guó)際民用航空公約》文件附件16（環(huán)境保護(hù)）中。

飛機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn)

首個(gè)噪聲標(biāo)準(zhǔn)由ICAO飛機(jī)噪聲委員會(huì)于1971年開發(fā)，1973年投入使用。之后ICAO又三次更新了該噪聲標(biāo)準(zhǔn)。2014年，ICAO采用了適用于噴氣機(jī)和渦槳飛機(jī)的第14章噪聲標(biāo)準(zhǔn)，較之前噪聲水平提高7EPNdB（有效感覺噪聲）要求。目前第14章噪聲標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前及未來一段時(shí)間亞聲速噴氣機(jī)及渦槳飛機(jī)的噪聲標(biāo)準(zhǔn)，適用于2017年12月31日之后申請(qǐng)取證的新飛機(jī)，以及2020年12月31日之后申請(qǐng)取證的所有最大起飛重量（質(zhì)量）低于55t的飛機(jī)。2017年10月，美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）通過一項(xiàng)規(guī)定，要求新設(shè)計(jì)的飛機(jī)與2014年生效的ICAO 第14章噪聲標(biāo)準(zhǔn)要求保持一致。

ICAO還在持續(xù)開展超聲速客機(jī)噪聲標(biāo)準(zhǔn)制訂的準(zhǔn)備工作，正在商討未來超聲速客機(jī)聲爆測(cè)量機(jī)制和程序等問題。另外，在2019年2月，ICAO CAEP第11次會(huì)議還提出了新的技術(shù)目標(biāo)，建議到2027年前將單通道飛機(jī)的噪聲改進(jìn)至低于第14章標(biāo)準(zhǔn)限制值15.5dB。

有關(guān)改善空氣質(zhì)量的飛機(jī)標(biāo)準(zhǔn)

ICAO從20世紀(jì)70年代起就開始采取措施，降低飛機(jī)排放對(duì)局部空氣質(zhì)量（LAQ）的影響，這些措施集中在《國(guó)際民用航空公約》附件16環(huán)境保護(hù)卷II的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)排放及有關(guān)技術(shù)文件中，主要包括發(fā)動(dòng)機(jī)NOX排放標(biāo)準(zhǔn)、CO和未燃碳?xì)浠衔锏呐欧艠?biāo)準(zhǔn)。

2017年3月，ICAO通過了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的首個(gè)非揮發(fā)性顆粒物（nvPM）標(biāo)準(zhǔn)，自2018年1月1日開始實(shí)施。nvPM標(biāo)準(zhǔn)適用于自2020年1月1日起生產(chǎn)的渦扇和渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)，所針對(duì)的是額定推力大于26.7kN的飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定限值相當(dāng)于附件16第II卷中現(xiàn)行發(fā)煙指數(shù) （SN） 規(guī)定限值的nvPM質(zhì)量濃度。2019年2月，ICAO環(huán)境保護(hù)委員會(huì)制定了基于著陸和起飛的CAEP/11 nvPM質(zhì)量和數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)，有待2020年初ICAO理事會(huì)通過后實(shí)施，預(yù)計(jì)這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)將進(jìn)一步推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步，以減少非揮發(fā)性顆粒物質(zhì)排放。

改善空中交通管理和運(yùn)行

空中交通管理和運(yùn)營(yíng)程序的優(yōu)化對(duì)減少航空運(yùn)輸溫室氣體排放有重要促進(jìn)作用。ICAO為此與各國(guó)政府、工業(yè)界及國(guó)際組織發(fā)展了《全球空中航行計(jì)劃（GAMP）》和航空系統(tǒng)組塊升級(jí)（ASBU）策略，目標(biāo)是在不降低安全性的同時(shí)，提升全球民用航空系統(tǒng)的容量和效率。

《全球空中航行計(jì)劃》（GANP）為所有國(guó)家提供了構(gòu)建協(xié)調(diào)的全球空中交通系統(tǒng)的一種綜合規(guī)劃工具，明確了當(dāng)前所有潛在的性能提升，詳細(xì)介紹了下一代地面與機(jī)載航電技術(shù)，并為政府與工業(yè)界做出其戰(zhàn)略決策提供了支撐。GANP包括航空系統(tǒng)組塊升級(jí)（ASBU）框架、模塊和有關(guān)的技術(shù)路線圖，ASBU的方法及其模塊讓各國(guó)能根據(jù)自身具體運(yùn)行需要提高其空中航行能力。

ASBU模塊的性能改善領(lǐng)域包括機(jī)場(chǎng)運(yùn)行、全球互用系統(tǒng)和數(shù)據(jù)、最佳容量和靈活航班、高效飛行航路，很多內(nèi)容將有助于降低航空環(huán)境影響。組塊升級(jí)安排始于2013年，每個(gè)組塊為期6年，互不重疊，一直持續(xù)到2031年及以后，首個(gè)組塊為Block 0。

歐洲的SESAR、美國(guó)的NextGen、日本的CARATS、巴西的SIRIUS和加拿大、印度及俄羅斯聯(lián)邦實(shí)施的改善空中交通管理的項(xiàng)目或計(jì)劃，都與ASBU升級(jí)方法協(xié)調(diào)一致。這些國(guó)家現(xiàn)在都將它們的規(guī)劃配合各個(gè)組塊升級(jí)模塊，以確?？罩泻叫薪鉀Q辦法具有近期和遠(yuǎn)期的全球協(xié)同性。ICAO環(huán)境保護(hù)委員會(huì)預(yù)測(cè)，ASBU Block 0和Block 1的模塊實(shí)施后，到2025年將很可能實(shí)現(xiàn)每次飛行節(jié)省167～307千克燃油，總?cè)加?CO2 排放節(jié)省較2015年水平提升1.5%～2.9%。

開展可持續(xù)航空燃料研究

可持續(xù)航空燃料是滿足可持續(xù)性標(biāo)準(zhǔn)的航空替代燃料，發(fā)展可持續(xù)性替代燃料是降低航空對(duì)全球氣候、空氣質(zhì)量影響的一系列措施的重要組成。ICAO CAEP已開展了替代燃料對(duì)2020、2050航空環(huán)保影響的大量研究，結(jié)果顯示，如果采用替代燃料，到2020年可以實(shí)現(xiàn)國(guó)際航班CO2 排放減少1.3%，2050年可實(shí)現(xiàn)所有國(guó)際航班使用替代燃料。

ICAO于2009年召開了首次航空與替代燃料會(huì)議（CAAF/1），并啟動(dòng)了ICAO航空替代燃料全球框架（GFAAF）。之后替代燃料的研究取得了更多進(jìn)展。2017年10月，ICAO召開第二次航空與替代燃料會(huì)議（CAAF/2），推出了ICAO 2050可持續(xù)替代燃料愿景，鼓勵(lì)各國(guó)在國(guó)家和國(guó)際層面采取行動(dòng)，進(jìn)一步開發(fā)和使用可持續(xù)航空燃料。到2019年5月，已有超過18萬次商用飛行使用替代燃料混合物作為燃料；航空替代燃料生產(chǎn)的6種轉(zhuǎn)化工藝已得到美國(guó)試驗(yàn)與材料國(guó)際協(xié)會(huì)（ASTM）這一國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定組織的批準(zhǔn)，確認(rèn)了這些混合燃料的安全性和可行性；有6個(gè)機(jī)場(chǎng)可提供相當(dāng)數(shù)量的替代燃料，一些航空替代燃料項(xiàng)目正在持續(xù)推進(jìn)。

國(guó)際航空碳抵消和減排計(jì)劃

2016年10月，ICAO第39屆大會(huì)通過了《ICAO關(guān)于環(huán)境保護(hù)的持續(xù)政策和做法的綜合聲明——?dú)夂蜃兓泛汀禝CAO關(guān)于環(huán)境保護(hù)的持續(xù)政策和做法的綜合聲明——全球市場(chǎng)措施（MBM）機(jī)制》兩份重要決議，確定了“國(guó)際航空碳抵消及減排機(jī)制”的實(shí)施框架，建立了第一個(gè)全球性行業(yè)市場(chǎng)減排機(jī)制——國(guó)際航空碳抵消和減排計(jì)劃（CORSIA）。國(guó)際航空碳抵消和減排機(jī)制旨在利用市場(chǎng)手段，實(shí)現(xiàn)到2020年后國(guó)際民航CO2 排放零增長(zhǎng)的目標(biāo)，即從2021年起，國(guó)際航空CO2 排放較2020年水平的增量部分需通過購買相應(yīng)的減排量予以抵消。

CORSIA將從2021年開始實(shí)施，分為三個(gè)階段：試驗(yàn)階段（2021-2023年）、第一階段（2024-2026年）以及第二階段（2027-2035年）。試驗(yàn)階段和第一階段各國(guó)自愿參加，但發(fā)達(dá)國(guó)家應(yīng)率先參與。第二階段則要求滿足以下條件的國(guó)家強(qiáng)制參加：2018年國(guó)際航空周轉(zhuǎn)量全球占比超過0.5%的國(guó)家或在國(guó)際航空周轉(zhuǎn)量排序（由高至低）中累計(jì)份額90%以內(nèi)的國(guó)家，最不發(fā)達(dá)國(guó)家、小島嶼發(fā)展中國(guó)家和內(nèi)陸發(fā)展中國(guó)家等可被豁免。為盡量避免市場(chǎng)扭曲，國(guó)際航空碳抵消和減排機(jī)制僅要求參與該機(jī)制的國(guó)家間的航班實(shí)施抵消活動(dòng)，但所有國(guó)家都需要報(bào)告相關(guān)數(shù)據(jù)。截至2019年6月，全球80個(gè)國(guó)家宣布有意在2021年加入CORSIA第一階段。

未來幾年，ICAO還將繼續(xù)通過上述幾個(gè)方面向?qū)崿F(xiàn)綠色航空發(fā)展目標(biāo)邁進(jìn)。同時(shí)還會(huì)關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展，如全電和混合電動(dòng)飛機(jī)、超聲速飛機(jī)、綠色機(jī)場(chǎng)等。通過ICAO等國(guó)際組織的推動(dòng)，以及各國(guó)政府、航空公司、飛機(jī)制造商的不懈努力，面向可持續(xù)發(fā)展的航空運(yùn)輸新概念、新模式、新技術(shù)正不斷涌現(xiàn)。