碳中和目標(biāo)下，航空業(yè)如何實(shí)現(xiàn)全周期減排？

戚展寧　王靜儀

一趟“綠色航班”該是什么樣子？

近日，國(guó)內(nèi)第一班全生命周期碳中和航班首飛。中國(guó)東方航空（下稱(chēng)“東航”）MU5103從上海飛往北京，這趟航班不僅實(shí)現(xiàn)了航班運(yùn)行中的碳抵消，還“綠”到了航空燃油環(huán)節(jié)。

東航與中國(guó)石化、中遠(yuǎn)海運(yùn)合作，通過(guò)購(gòu)買(mǎi)碳信用的方式，對(duì)從原油開(kāi)采、運(yùn)輸，到航空燃油煉制、儲(chǔ)存，再到成品油燃燒等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的碳排放進(jìn)行中和。

如今航空業(yè)碳中和的目標(biāo)逐漸成為全球共識(shí)。國(guó)際民航組織（International Civil Aviation Organization，以下稱(chēng)ICAO）、國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)（International Air Transport Association，以下簡(jiǎn)稱(chēng)IATA）等國(guó)際組織紛紛定下碳中和目標(biāo)。

“在新冠肺炎疫情結(jié)束之后，航空業(yè)必將以更精簡(jiǎn)、更環(huán)保的姿態(tài)出現(xiàn)?！比蚝娇諗?shù)據(jù)分析公司Cirium的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)高級(jí)總監(jiān)Andrew Doyle對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示。

朝著碳中和的共同目標(biāo)，發(fā)動(dòng)機(jī)制造商、飛機(jī)制造商、航空公司下注了不同的技術(shù)路線(xiàn)，航空業(yè)正在探索全周期減排的方法論。

電動(dòng)化太遙遠(yuǎn)，先從可持續(xù)燃油入手

根據(jù)行業(yè)調(diào)研數(shù)據(jù)，航空運(yùn)輸業(yè)碳排放最大的來(lái)源是航空燃油的燃燒，約占總排放量的79%。

目前空中客車(chē)、波音、巴航工業(yè)等飛機(jī)制造商都選擇了一個(gè)共同的切入點(diǎn)：可持續(xù)航空燃油（Sustainable Aviation Fuel，以下稱(chēng)SAF）。SAF區(qū)別于常規(guī)的化石衍生燃料，由動(dòng)物、植物等生物材料生產(chǎn)而成，也可以從農(nóng)林業(yè)垃圾、工業(yè)廢氣等非生物材料中提取。

IATA數(shù)據(jù)表明，SAF在保證飛行動(dòng)力的前提下，碳排放比一般航空煤油低80%。

“我們需要考慮使用可再生和可持續(xù)的燃料，包括可再生航油、電力驅(qū)動(dòng)，甚至去考慮如何混合氫能源的燃料。從近期來(lái)講，我們首先會(huì)考慮的是如何去利用可再生航空燃料?！薄敦?cái)經(jīng)》記者從波音公司首席可持續(xù)發(fā)展官克里斯·雷蒙德（Chris Raymond）處了解到。

與此同時(shí)，SAF也是最適合當(dāng)前航空工業(yè)體系的選擇。

“SAF對(duì)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)帶來(lái)的改動(dòng)是最小的一種，對(duì)于機(jī)場(chǎng)和航空公司周邊航油的輸送管道、儲(chǔ)存設(shè)施的改動(dòng)影響也最小。在其他可再生能源繼續(xù)發(fā)展的同時(shí)，眼下SAF是最可行的替代方案。”雷蒙德表示。

SAF能夠大量減排，不需要顛覆現(xiàn)有體系，自然成了頭部企業(yè)的熱門(mén)選擇。

巴航工業(yè)大中華區(qū)總裁及商用飛機(jī)副總裁郭青接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，巴航2021年已經(jīng)開(kāi)始使用可持續(xù)航空燃油，到2030年要實(shí)現(xiàn)所有經(jīng)營(yíng)及飛行活動(dòng)100%使用可持續(xù)燃油，到2050年之前實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的飛機(jī)100%兼容可持續(xù)航空燃油。

工作人員為飛機(jī)加油。圖/視覺(jué)中國(guó)

各家的承諾相似。波音提出，在2030年要使商用飛機(jī)100%應(yīng)用可持續(xù)燃料，同時(shí)，全自主全電動(dòng)的飛機(jī)也在研發(fā)中?？罩锌蛙?chē)全球執(zhí)行副總裁、空中客車(chē)中國(guó)公司首席執(zhí)行官徐崗表示，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)100%使用航空可持續(xù)燃油的飛機(jī)。

作為發(fā)動(dòng)機(jī)制造商，羅爾斯羅伊斯（Rolls-Royce）也提出，到2023年，所有在產(chǎn)民航發(fā)動(dòng)機(jī)兼容100%可持續(xù)燃油，到2023年，新一代2000和4000系列發(fā)動(dòng)機(jī)獲得可持續(xù)航空燃油認(rèn)證。

目標(biāo)已定，目前各家企業(yè)正在努力開(kāi)源SAF，以擴(kuò)大供應(yīng)、促進(jìn)推廣。

比如波音有一個(gè)頗受關(guān)注的項(xiàng)目，把“地溝油”轉(zhuǎn)化成生物燃料。所謂“地溝油”，指的是被排入下水道的食物用油、動(dòng)植物廢油脂，以及固體垃圾產(chǎn)生的廢油脂。經(jīng)過(guò)回收和分解，地溝油可以被制成可持續(xù)航空燃油，取代原來(lái)的航空燃油。

除了地溝油，可持續(xù)航空燃油還可以從非常多原料中提取，包括植物、農(nóng)林業(yè)垃圾、非可循環(huán)家庭垃圾、工業(yè)工廠(chǎng)排氣等。

霍尼韋爾中國(guó)及航空航天集團(tuán)亞太區(qū)總裁林世偉接受《財(cái)經(jīng)》記者采訪(fǎng)時(shí)表示，霍尼韋爾非常重視在綠色燃料的投資，公司研發(fā)的Ecofining工藝可以將非食用天然油和動(dòng)物脂肪，轉(zhuǎn)化為比生物柴油和石油基柴油性能更好的綠色柴油。

“相比于從石油制成的柴油，該燃料的全生命周期溫室氣體排放量可減少多達(dá)80%。將這種燃料按1∶1比例與石油類(lèi)航空燃料混合使用時(shí)，無(wú)需改變?nèi)魏物w機(jī)技術(shù)，即可符合飛行的所有關(guān)鍵要求?！绷质纻ケ硎?。

值得注意的是，SAF的普及度非常有限。美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)（American Society of Testing Materials，以下稱(chēng)ASTM）統(tǒng)計(jì)，其批準(zhǔn)的七種可持續(xù)航空燃料生產(chǎn)途徑中，可持續(xù)航空燃油和常規(guī)航油的混合比例最高也只有50∶50——這意味著，商業(yè)航班使用的SAF中，至少還需要混合50%的傳統(tǒng)航油。

即使是混合航空燃油，推廣的進(jìn)度也不理想。據(jù)咨詢(xún)公司麥肯錫統(tǒng)計(jì)，2019年全球的SAF產(chǎn)量規(guī)模不足商業(yè)航線(xiàn)所用傳統(tǒng)航油的0.1%，也未有航司將SAF作為商業(yè)飛行慣用油。即使目前所有SAF的生產(chǎn)計(jì)劃都按時(shí)完成，SAF到2030年的產(chǎn)量亦只能滿(mǎn)足航油市場(chǎng)需求的1%左右。

節(jié)油節(jié)油再節(jié)油

航空業(yè)的供應(yīng)商都將SAF視為減碳首選，技術(shù)層面也屢有突破，為何SAF還是難以普及？最大的阻力之一，是成本過(guò)高。

“SAF對(duì)比傳統(tǒng)航油的成本具體高多少，取決于SAF的來(lái)源地。但SAF的成本基本上比傳統(tǒng)航油高兩到三倍?！崩酌傻抡f(shuō)。

麥肯錫發(fā)布的報(bào)告顯示，即使通過(guò)最實(shí)惠的方式生產(chǎn)，SAF的價(jià)格仍然是傳統(tǒng)航油的2.5倍。

“SAF如果不降低成本，航空公司是不會(huì)有動(dòng)力去用的?！惫喔嬖V《財(cái)經(jīng)》記者，短期之內(nèi)，一是選擇合適的機(jī)型，二是機(jī)型本身在不使用突破性的技術(shù)、不使用生物燃料的前提下，首先做到節(jié)油，讓效率更高。

在SAF大規(guī)模應(yīng)用之前，傳統(tǒng)航油一時(shí)之間難被取代，航司一直在想各種辦法節(jié)油。

2018年至2020年，南航飛行環(huán)節(jié)節(jié)油12.7萬(wàn)噸，減少碳排放40.1萬(wàn)噸。具體手段包括：淘汰老舊機(jī)型、引進(jìn)新型高效機(jī)型，同時(shí)對(duì)130多臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行節(jié)油升級(jí);在計(jì)劃、起飛、巡航、下降、滑入各階段，對(duì)飛行全流程的19個(gè)節(jié)油點(diǎn)進(jìn)行精細(xì)化管理等。

比如，南航計(jì)劃在今年內(nèi)推出飛行員品質(zhì)助手系統(tǒng)，可在航前提醒飛行員具體節(jié)油措施，航后告知飛行員每個(gè)航班節(jié)油情況及機(jī)隊(duì)、公司對(duì)比數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字驅(qū)動(dòng)節(jié)油精細(xì)化管理，引導(dǎo)飛行員培養(yǎng)節(jié)油習(xí)慣。

2021年8月，春秋航空還成立了節(jié)油委員會(huì)，通過(guò)提高飛行計(jì)劃精度、控制地面給油、監(jiān)控飛行員空中用油等方式節(jié)油。

“一直以來(lái)，減少燃料消耗都是令業(yè)界信服的經(jīng)濟(jì)激勵(lì)因素，因?yàn)槿剂舷耐ǔＪ呛娇展緝H次于勞動(dòng)力的第二大運(yùn)營(yíng)成本?！盇ndrew Doyle告訴《財(cái)經(jīng)》記者。

除了節(jié)油，航司還在服務(wù)端控制碳排放。

南方航空在2019年推出了“綠色飛行”按需用餐服務(wù)，乘客可在值機(jī)時(shí)選擇取消機(jī)上餐食，換取里程獎(jiǎng)勵(lì)。據(jù)南航統(tǒng)計(jì)，截至2021年5月31日，南航已累計(jì)節(jié)約餐食超過(guò)300多萬(wàn)份。

2021年，南航將綠色飛行品牌升級(jí)，推出“綠色全旅程”服務(wù)，在購(gòu)票、出行、乘機(jī)和出行后四大環(huán)節(jié)打造綠色低碳的全旅程體驗(yàn)，比如采用電子會(huì)員卡、電子客票、線(xiàn)上值機(jī)等措施。

碳中和并不限于直接減少碳排放，通過(guò)其他環(huán)保項(xiàng)目抵消碳排放也正成為航司的選擇。

東方航空近期首飛的全生命周期碳中和航班，就通過(guò)支持植樹(shù)造林、可再生能源發(fā)電、天然氣發(fā)電等項(xiàng)目抵消了航班產(chǎn)生的二氧化碳當(dāng)量。

東方航空向《財(cái)經(jīng)》記者介紹，全生命周期碳中和航班，不僅意味著航班運(yùn)行中的碳抵消，這班航班使用的航空煤油也實(shí)現(xiàn)了碳中和，上到原油開(kāi)采、運(yùn)輸，下到航空燃油煉制、儲(chǔ)存、成品油燃燒，通過(guò)測(cè)算出全生命周期所產(chǎn)生的二氧化碳，進(jìn)行同等當(dāng)量的中和。

從10月12日到12月10日，東航計(jì)劃在13條國(guó)內(nèi)精品航線(xiàn)上，執(zhí)行全國(guó)首批、總計(jì)約780班全生命周期碳中和航班，為逾百萬(wàn)公里的航跡完成綠色飛行。

不過(guò)航空公司受飛機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)等技術(shù)制約，以及空域、機(jī)場(chǎng)等運(yùn)行條件和協(xié)同機(jī)制制約，自身減排手段有限，需要全行業(yè)協(xié)同努力。

東航集團(tuán)黨組書(shū)記、董事長(zhǎng)劉紹勇在2021年全國(guó)“兩會(huì)”期間表示，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)算，全民航每減少1分鐘滑行等待時(shí)間，每年共可減少19.4萬(wàn)小時(shí)等待時(shí)間，減少油耗約4400噸，折合碳排放1.37萬(wàn)噸。他建議盡早謀篇布局，統(tǒng)一規(guī)劃，制定民航局的統(tǒng)一碳排放指導(dǎo)方案。

離碳中和還有多遠(yuǎn)？

“航空業(yè)并非碳排放的超級(jí)大戶(hù)，但絕對(duì)是碳減排的‘困難戶(hù)，因?yàn)殚L(zhǎng)途飛行還顯著依賴(lài)化石燃料?！绷_蘭貝格的研究報(bào)告指出。

該報(bào)告顯示，2019年，航空運(yùn)輸業(yè)碳排放量約占全球總量的2.8%。多項(xiàng)研究指出，按當(dāng)前的增長(zhǎng)速度，到2050年航空業(yè)的碳排放量可能占到全世界總量的25%。

而在中國(guó)，交通運(yùn)輸業(yè)的碳排放占全國(guó)碳排放總量的9.7%，民航業(yè)碳排放規(guī)模為全國(guó)碳排放總量的1%左右，占交通運(yùn)輸業(yè)排放總量的約10%。

2016年國(guó)際民航組織（ICAO）正式提出減排目標(biāo)：2035年的二氧化碳排放量不超過(guò)2020年的排放水平，即碳達(dá)峰;2050年的二氧化碳排放量應(yīng)達(dá)到2005年排放水平的50%及以下，最終實(shí)現(xiàn)將全球航空碳凈排放量穩(wěn)定在2019年的水平。

“要實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要通過(guò)電動(dòng)和氫動(dòng)力飛機(jī)等激進(jìn)新技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及更高效的空中交通管理，從而顯著減少化石燃料的使用。長(zhǎng)途飛機(jī)運(yùn)營(yíng)也需要幾乎100%轉(zhuǎn)向使用可持續(xù)生物燃料。”Andrew Doyle告訴《財(cái)經(jīng)》記者。

IATA也在今年10月初的第77屆年會(huì)上，通過(guò)了全球航空運(yùn)輸業(yè)于2050年實(shí)現(xiàn)凈零碳排放的決議。

IATA理事長(zhǎng)Willie Walsh表示，為實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，2050年將需要減排18億噸碳。

“我們預(yù)計(jì)，65%的減排目標(biāo)將通過(guò)應(yīng)用可持續(xù)航空燃料完成，新的推進(jìn)技術(shù)（如氫）可以減排13%，通過(guò)效率提升可減排3%，其余的則可通過(guò)碳捕獲和儲(chǔ)存（11%）、抵消（8%）來(lái)處理?！?/p>

IATA的策略是，通過(guò)可持續(xù)航空燃料、新飛機(jī)技術(shù)、更高效的運(yùn)營(yíng)和基礎(chǔ)設(shè)施以及開(kāi)發(fā)電力、氫能等零碳能源等行業(yè)內(nèi)解決方案，盡可能減少二氧化碳排放。

目前歐洲航空安全局（EASA）和美國(guó)聯(lián)邦航空管理局（FAA）也都推出了航空業(yè)減排目標(biāo)，執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和時(shí)間表都參考了上述ICAO和IATA的方案。

2021年3月，中國(guó)民航局印發(fā)《關(guān)于“十四五”期間深化民航改革工作的意見(jiàn)》，提出49項(xiàng)改革任務(wù)，包括建立差異化航班量調(diào)控機(jī)制、優(yōu)化運(yùn)輸機(jī)隊(duì)結(jié)構(gòu)、鼓勵(lì)航空公司積極使用可持續(xù)航空燃油等。

不過(guò)，現(xiàn)實(shí)總是比愿景骨感?！坝捎诂F(xiàn)階段航空燃油的不可替代性，控排減碳的手段還較為欠缺，新能源替代項(xiàng)目也相對(duì)有限。盡管電池技術(shù)處于高速發(fā)展階段，電動(dòng)飛機(jī)有著零排放飛行的潛力，但對(duì)于應(yīng)用范圍更廣泛的商用飛機(jī)而言，目前還沒(méi)有能和燃油系統(tǒng)相提并論的動(dòng)力系統(tǒng)?！绷质纻?duì)《財(cái)經(jīng)》記者坦言。

郭青也對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者表示，技術(shù)創(chuàng)新固然有利于減少碳排放，但只有大規(guī)模推廣才能真正達(dá)到效果，而這需要工業(yè)化的生產(chǎn)以降低成本，否則行業(yè)內(nèi)沒(méi)有動(dòng)力使用。全產(chǎn)業(yè)鏈必須達(dá)成共識(shí)，以推動(dòng)規(guī)模生產(chǎn)。

可持續(xù)燃料、氫動(dòng)力、電氣化、運(yùn)營(yíng)效率、碳交易……航空業(yè)的碳中和任重道遠(yuǎn)。

編輯：王靜儀