＂碳說＂航空制造業(yè)

宋楊

今天的世界，面對(duì)美國(guó)奇寒、歐洲高溫和河南暴雨這些極端天氣，已經(jīng)感到了全球氣候變化對(duì)我們的生活帶來的影響。不過，這種影響不是今年才有的，近幾十年來，經(jīng)過不斷的爭(zhēng)議和協(xié)商，世界各國(guó)領(lǐng)導(dǎo)人在政治層面達(dá)成了必須針對(duì)氣候變化開展行動(dòng)的共識(shí)，并制定了相關(guān)公約，如1992年聯(lián)合國(guó)《氣候變化框架公約》、1997年《京都議定書》和2016年簽署的《巴黎協(xié)定》，以應(yīng)對(duì)氣候變化的威脅。

中國(guó)作為提出構(gòu)建人類命運(yùn)共同體理念的國(guó)家，一直在積極參與氣候變化應(yīng)對(duì)活動(dòng)。2021年4月16日，國(guó)家主席習(xí)近平在中法德領(lǐng)導(dǎo)人視頻峰會(huì)上進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的雄心和力度：“中國(guó)作為世界上最大的發(fā)展中國(guó)家，將完成全球最高碳排放強(qiáng)度降幅，用全球歷史上最短的時(shí)間實(shí)現(xiàn)從碳達(dá)峰到碳中和。這無疑將是一場(chǎng)硬仗。”總書記的指示表明：降低碳排放已經(jīng)成為我國(guó)社會(huì)發(fā)展的大趨勢(shì)。

碳交易市場(chǎng)啟動(dòng)

面對(duì)降低碳排放的政治要求，我國(guó)逐步構(gòu)建起“區(qū)域碳交易+自愿減排機(jī)制”的碳交易體系。從2013年起，我國(guó)陸續(xù)在8個(gè)省市開展碳排放交易市場(chǎng)，主要覆蓋發(fā)電、建材、鋼鐵等高耗能行業(yè)，而未被納入碳交易市場(chǎng)的風(fēng)電、光伏、森林碳匯等項(xiàng)目可以參與自愿減排機(jī)制，獲取政府部委簽發(fā)的核證自愿減排（CCER）。在歷經(jīng)8年的探索實(shí)踐后，今年全國(guó)碳排放權(quán)交易市場(chǎng)正式啟動(dòng)，首批納入發(fā)電企業(yè)，未來將逐步擴(kuò)大，覆蓋發(fā)電、石化、化工、建材、鋼鐵、有色、造紙和航空等八大產(chǎn)業(yè)。

需要注意的是，全國(guó)碳交易市場(chǎng)納入管理的航空產(chǎn)業(yè)是航空運(yùn)輸業(yè)，并不是航空制造業(yè)。原則上，航空制造業(yè)覆蓋航空器及相關(guān)產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、試驗(yàn)和維修，其行業(yè)碳排放水平較高，是屬于國(guó)家能耗和排放關(guān)注類的行業(yè)。為什么航空制造業(yè)未被納入碳交易市場(chǎng)的管理？這是由于與航空運(yùn)輸業(yè)相比，我國(guó)航空制造業(yè)起步較晚，碳排放體量較小，暫時(shí)不必納入管理。

當(dāng)然，不納入管理，不代表不需要管理。實(shí)際上，面對(duì)降碳減排的大趨勢(shì)，航空制造業(yè)需要高度重視碳排放，盡早實(shí)施碳管理，提前布局節(jié)能減排的技術(shù)研究。

首先是航空制造業(yè)作為航空運(yùn)輸業(yè)的上游產(chǎn)業(yè)，直接面臨下游排放壓力的傳導(dǎo)。以東航為例，在實(shí)施碳管理之后，東方航空自2013年起引進(jìn)新飛機(jī)，封存老舊飛機(jī)，通過提升其新型高效飛機(jī)的占比，極大地降低了燃油消耗，提升了能源效率，使得其噸公里碳排放出現(xiàn)快速下降。我國(guó)的航空制造業(yè)產(chǎn)品在供航空公司選擇的過程中，需要和國(guó)外機(jī)型進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，碳排放水平一定是航空公司需要重點(diǎn)考慮的因素之一。

其次是航空制造業(yè)作為高端制造業(yè)具有的社會(huì)責(zé)任。大飛機(jī)項(xiàng)目屬于典型的戰(zhàn)略性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其發(fā)展?fàn)顩r與國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)發(fā)展有密切關(guān)聯(lián)。由于歷史原因，我國(guó)航空制造業(yè)的整體水平仍低于發(fā)達(dá)國(guó)家。曾經(jīng)的技術(shù)落后、管理滯后導(dǎo)致我國(guó)的航空制造業(yè)造成了生產(chǎn)方面的資源浪費(fèi)和污染。為了實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的航空綜合國(guó)力，中國(guó)的航空制造業(yè)必須可持續(xù)地發(fā)展以適應(yīng)現(xiàn)實(shí)和未來的需求。降碳減排，正是賽道升級(jí)，謀求可持續(xù)發(fā)展的最佳契機(jī)。

碳和碳足跡的計(jì)算

如何才能減碳？這是一個(gè)系統(tǒng)工程，首先我們要明白碳從何處來，其次有針對(duì)性的進(jìn)行碳管理，應(yīng)用管理措施和減碳技術(shù)實(shí)現(xiàn)有效減排。

我們所謂的碳，是指多種溫室氣體（代表為二氧化碳）的排放。聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）的評(píng)估報(bào)告為統(tǒng)一度量整體溫室效應(yīng)的結(jié)果，規(guī)定將二氧化碳當(dāng)量作為度量溫室效應(yīng)的基本單位，其他溫室氣體折算二氧化碳當(dāng)量的數(shù)值稱為全球變暖潛能值（GWP），即在100年的時(shí)間框架里，各種溫室氣體的溫室效應(yīng)對(duì)應(yīng)于相同效應(yīng)的二氧化碳的質(zhì)量，二氧化碳的GWP值為1?！毒┒甲h定書》規(guī)定了6種需要控制的溫室氣體，分別是二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亞氮（N2O）、氫氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）。

我國(guó)現(xiàn)行的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了7種需要控制的溫室氣體，比《京都議定書》的規(guī)定多了三氟化氮（NF3）?？梢?，我們經(jīng)常所說的“碳”或者“二氧化碳”，實(shí)際上是多種溫室氣體的代稱。由于國(guó)際國(guó)內(nèi)關(guān)于溫室氣體的研究報(bào)告均以二氧化碳及其溫室氣體質(zhì)量來衡量排放量。所以一般而言，排放物質(zhì)在度量時(shí)，均轉(zhuǎn)換為二氧化碳及其等價(jià)物的質(zhì)量進(jìn)行衡量，以二氧化碳質(zhì)量表示碳排放。

碳足跡表征的是某個(gè)產(chǎn)品或團(tuán)體組織的“碳消耗量”，即特定溫室氣體的排放量。碳足跡測(cè)算是對(duì)產(chǎn)品生命周期或組織經(jīng)營(yíng)中各個(gè)碳排放要素進(jìn)行測(cè)算和累加的活動(dòng)。在國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中，碳排放的計(jì)算可分為三個(gè)部分：物質(zhì)的消耗所導(dǎo)致的碳排放;電、熱等能源的消耗導(dǎo)致的碳排放;其他環(huán)境的相關(guān)消耗導(dǎo)致的碳排放。碳足跡的計(jì)算即按照這三類分別進(jìn)行計(jì)算累加。碳足跡管理是建立在碳足跡計(jì)算能力上的管理活動(dòng)。

依據(jù)對(duì)國(guó)外某型干線客機(jī)的全生命周期過程的碳排放測(cè)算，按制造、運(yùn)營(yíng)、維修和拆解回收四個(gè)階段劃分，飛機(jī)制造階段的碳排放只占該架飛機(jī)全生命周期碳排放總量約0.000005%，而飛機(jī)運(yùn)營(yíng)階段的碳排放占該架飛機(jī)全生命周期約99.9%。這種單架機(jī)的全生命周期碳排放數(shù)據(jù)表明，飛機(jī)運(yùn)營(yíng)導(dǎo)致的碳排放的當(dāng)量遠(yuǎn)大于飛機(jī)制造的碳排放，航空公司所承擔(dān)的碳排放壓力必然向主制造商傳導(dǎo)。

所以，航空工業(yè)主制造商需要關(guān)注的碳排放包括了兩個(gè)方面，一是產(chǎn)品碳足跡，即以飛機(jī)產(chǎn)品為對(duì)象，其在航空公司航線運(yùn)行的溫室氣體總量;二是經(jīng)營(yíng)碳足跡，即飛機(jī)主制造商在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、試飛、客服等經(jīng)營(yíng)活動(dòng)中所直接和間接排放的溫室氣體總量。對(duì)于主制造商而言，單一型號(hào)的產(chǎn)品碳足跡是產(chǎn)品在碳排放方面的競(jìng)爭(zhēng)力，屬于綠色屬性，受航空運(yùn)輸業(yè)碳排放壓力的直接影響。經(jīng)營(yíng)碳足跡是針對(duì)主制造商的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)活動(dòng)的排放水平評(píng)估，是節(jié)能減排的重要指標(biāo)。

碳達(dá)峰、碳中和的必由之路

所謂碳達(dá)峰和碳中和，是我們對(duì)碳排放提出的控制目標(biāo)。碳達(dá)峰是指在某一個(gè)時(shí)點(diǎn)，二氧化碳的排放達(dá)到峰值而不再增長(zhǎng)。碳中和是指由人類活動(dòng)造成的二氧化碳排放量與人為的二氧化碳吸收量在一定時(shí)間段內(nèi)達(dá)到平衡，實(shí)現(xiàn)“碳”的凈零排放。

面對(duì)我國(guó)提出的碳達(dá)峰、碳中和的減碳目標(biāo)，航空制造業(yè)主制造商應(yīng)該開展航空產(chǎn)品的全生命周期碳足跡計(jì)算和針對(duì)性的碳管理，通過常態(tài)化的監(jiān)控和持續(xù)的改進(jìn)逐步實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，即公司生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)過程的凈零排放和航空產(chǎn)品的凈零排放。

碳管理以碳足跡計(jì)算為基礎(chǔ)，碳管理的過程其實(shí)是碳減排的過程。在對(duì)飛機(jī)設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)營(yíng)和處置過程中的碳足跡進(jìn)行測(cè)算后，獲得飛機(jī)產(chǎn)品的碳足跡水平。結(jié)合飛機(jī)產(chǎn)品，針對(duì)碳足跡水平開展數(shù)據(jù)整理與分析，評(píng)估碳足跡突出的區(qū)域。碳足跡測(cè)算是對(duì)產(chǎn)品的排放水平的解析，也是對(duì)公司經(jīng)營(yíng)過程中綠色指標(biāo)的常態(tài)化的監(jiān)控。

通過解析碳足跡水平，可以識(shí)別碳排放高水平區(qū)域，確定減碳目標(biāo)。在確定減碳目標(biāo)以后，開展針對(duì)性的管理改進(jìn)，改進(jìn)措施包括產(chǎn)品開發(fā)與改進(jìn)、公司經(jīng)營(yíng)計(jì)劃和碳交易市場(chǎng)策略。

產(chǎn)品開發(fā)與改進(jìn)主要指基于產(chǎn)品碳足跡水平對(duì)型號(hào)的設(shè)計(jì)更改優(yōu)化。主制造商通過調(diào)研競(jìng)爭(zhēng)機(jī)型排放水平和航空公司碳排放的壓力，針對(duì)性地形成產(chǎn)品碳排放需求，并將產(chǎn)品碳排放作為設(shè)計(jì)需求納入飛機(jī)設(shè)計(jì)需求管理體系，形成設(shè)計(jì)約束。在飛機(jī)改進(jìn)改型或者布局新的產(chǎn)品型號(hào)的時(shí)候，通過碳排放設(shè)計(jì)約束來指導(dǎo)產(chǎn)品的開發(fā)和改進(jìn)。

公司經(jīng)營(yíng)計(jì)劃是針對(duì)公司經(jīng)營(yíng)碳足跡的改進(jìn)手段。主制造商對(duì)公司的已有生產(chǎn)項(xiàng)目的技術(shù)改造和新上生產(chǎn)項(xiàng)目進(jìn)行碳排放評(píng)估，將排放評(píng)估作為管理要素融入公司管理的進(jìn)出門禁。對(duì)于高碳排放項(xiàng)目，應(yīng)用減碳技術(shù)，例如綠色制造工藝、新能源設(shè)備和低碳材料等技術(shù)，實(shí)施減排設(shè)計(jì)，保證減碳指標(biāo)落實(shí)到位。

碳交易市場(chǎng)策略是面向遠(yuǎn)期的碳交易機(jī)制的提前布局。主制造商針對(duì)碳匯、碳信用（CCER自愿核證減排量）、碳配額開展政策研究，規(guī)劃森林碳匯、新能源光伏發(fā)電等碳信用項(xiàng)目，為后期針對(duì)航空制造業(yè)納入碳市場(chǎng)管理提前布局。

碳中和正在成為世界發(fā)展趨勢(shì)。繼我國(guó)2020年9月提出“雙碳”目標(biāo)（2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和），日本、韓國(guó)、美國(guó)等國(guó)家也陸續(xù)明確了各自的碳中和目標(biāo)和時(shí)間表。不同的是，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家是在工業(yè)化已完成且實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰后，才提出碳中和。我國(guó)目前仍處于工業(yè)化、城市化中后期，是世界上最大的新興經(jīng)濟(jì)體，仍處于高速發(fā)展中。因此，我國(guó)要在不到9年的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，并在其后的30年內(nèi)實(shí)現(xiàn)碳中和，面臨著巨大的碳排放增量壓力，需要比歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家付出更多的努力。作為碳排放大戶的航空運(yùn)輸業(yè)的上游，我國(guó)航空制造業(yè)必須從現(xiàn)在開始就緊急行動(dòng)起來。（本文圖片由作者提供）