于敬磊
(中國民航工程咨詢公司 北京 100621)
2009年的哥本哈根氣候變化大會上,國務院總理溫家寶承諾中國在2005年基礎上,到2020年將萬元GDP碳排放量減少40%~45%。飛行安全、航空保安、環境保護是國際民航界最關注的三項議題,民航業環境保護的核心是節省燃油和減少碳排放。
中國民用航空業最近幾年高速發展,擁有5%的年增長率。從我國民航行業能耗和CO2排放情況來看,其在全國碳排放總量中所占的比重越來越大。2005年,民航業能源消耗總量約為1300×104t標準煤,約占綜合交通運輸能耗總量的8%(不含私人轎車)綜合交通運輸能耗總量約占全國能耗總量的7.4%。全行業CO2排放量約為3000×104t,約占全國CO2總排放的0.6%,約占綜合交通運輸CO2總排放量的8%。
1990年我國民航碳排放量206×104t,2008年我國民航業CO2排放量為2009×104t,年均增長率為16%。1990年民航業碳排放在全國碳排放總量中所占的比重為0.08%,2008年增長到0.44%,年均增長率為10%。由此可見,減少民航業碳排放迫在眉睫。

圖1 1990-2008 中國民航碳排放量

圖2 1990-2008 中國民航碳排放量在全國中的比重
從綜合交通運輸(不包括私人汽車)CO2排放結構歷年的變化情況來看,民航在綜合交通運輸碳排放中所占的比例也處于不斷上升的趨勢。1990年我國民航碳排放在全國交通運輸行業碳排放總量中所占的比重為1.7%,2008年增加到6.6%,年均增長率為8%。2008年我國公路CO2排放量占全國交通行業碳排放總量的73.2%,鐵路為7.1%,民航為6.6%,水運為8.4%,其他交通運輸方式為4.8%。

圖3 1990-2008 年我國交通運輸碳排放結構
根據國內有關學者的研究,假設2005年到2020年,我國交通運輸業CO2排放量年均增長率為5%,到2020年中國交通運輸CO2排放量將達到64681×104t。如果民航業按照1990~2008年在全國碳排放中所占比重年均8%的增長速率,到2020年民航碳排放將占我國交通運輸CO2排放總量的15%,即到2020年民航業CO2排放將達到9702×104t。
民航業CO2的主要排放源為航油燃燒的碳排放,機場用能的碳排放,航空公司地面用能的碳排放以及空管和其他民航企事業單位的用能碳排放。航油燃料在燃燒過程中能產生的廢氣有CO2、NOX、CO和SOX等,其中CO2占排放氣體的70%左右。約有10%的發動機廢氣排放于地面,被視為機場當地空氣質量污染;其余90%的發動機廢氣排放于高空,被視為溫室氣體排放。從各種航空燃料CO2排放系數來看,航空煤油的CO2排放系數最高,為3.15tCO2/t燃料;航空汽油和噴氣發動汽油均3.10tCO2/t燃料。

表1 航空二氧化碳排放系數
作為世界第二航空運輸大國,我國正積極參與國際民航組織針對氣候變化與控制航空排放的相關政策和標準的制定。按照國際民航組織的要求,在保障民航業發展的前提下進一步做好各項控制航空排放的工作,在控制碳排放方面做了大量的工作。未來,中國民航仍將繼續把節能減排作為民航非常重要的工作來抓。
2006年年初,民航局下發了《關于加強節能工作的意見》,明確地提出了“到2010年民航單位產出能耗比目前下降10%左右,力爭到2020年下降20%,達到目前航空發達國家的水平的目標。《民航行業節能減排規劃》確定到2015年“噸公里能耗和噸公里CO2排放均比2005年下降15%的目標”。
根據國務院《節能減排綜合性工作方案》的總體部署,民航在未來行業控制溫室氣體排放工作的主要方向是控制飛機燃油消耗和改進空中交通管理體系,依靠技術進步控制民航溫室氣體的排放。我國民航主要的碳減排措施包括:
通過優化航路提高航線的利用率,避免不必要的運力投入。《節能減排規劃》提出要:加強航線布局和航班編排的優化調整,提高載運效率。合理安排航班計劃,對不同航線配備合適運力的機型。
2.2.1 提高空管指揮水平,提高管理水平,減少飛機的空中擁堵、空中等待和地面等待,縮短飛機地面滑行時間和進離場航線距離,減少燃油空耗。通過開放原有管制航路、開辟新航路等措施,民航飛機將截彎取直,從而減少飛行時間和降低航油消耗。在空管過程中,航管水平的提升可以營造有序、便捷的空中交通環境,減少不必要的空中盤旋和地面等待時間。在機場區,設計合理的候機樓、停機位和跑道等縮短飛機入位等待時間和進出港滑行時間。
2.2.2 改進飛行程序設計:充分利用衛星導航、自動相關監視(ADSB)、區域導航、所需導航性能(RNP)、縮小垂直間距(RVSM)、連續進近(CDA)等航線新技術縮短飛行路線,保持最佳飛行高度,提高運行效率。
2.2.3 推進新一代空管體系建設。加強新技術和新程序的應用,提高運行管理中心協調、決策能力;改善和優化空域環境,發揮大型區域管制中心的作用,提高重點繁忙機場和航路的運行容量;加強氣象系統建設,將天氣對飛行的影響降低到最小。
《節能減排規劃》提出:要優化運力和航線航班鼓勵引進節能環保機型和節油改造,淘汰高耗油的老舊飛機,建設和保持一支低能耗的環保節能型機隊。積極采取新技術減少油耗和廢氣排放,歐盟等一些國家開始研制更加節能的飛機發動機。當前我國正在執飛的主要機型碳排放情況見下表。

表2 我國民航主要機型單位周轉量碳排放量 kg/tkm
在機場選址、設計、建設、運營等各環節體現節能原則,落實節能要求。優先采用能耗低的設計方案,減少制冷和制熱方面的能源消耗;鼓勵使用低損耗、高效能的材料和設施設備,力求在滿足室內環境舒適要求下,能源消耗最小;在機場照明、空調系統中逐步推廣節電裝置;根據天氣、光線、溫度和機場旅客量等采取不同的照明等級和溫度控制。
[1]劉建翠.中國交通運輸部門節能潛力和碳排放預測.資源科學,2011,33(4):640-646.
[2]國家發改委,民航局.民航行業節能減排規劃.