鐘牧原
(昆明航空有限公司 云南昆明 650200)
近年隨著全球碳排放量急劇上升,導致的地球溫室效應也越來越嚴重,各國已參與制定《巴黎協定》來應對全球變暖的問題。目前大部分航空公司仍在使用傳統的化石燃油進行航班生產,因此民航將成為國家控制碳排放的重點行業。航空公司在控制碳排放的問題上,主要有三種方式:加裝小翼、發動機改造和減輕飛機重量;部分航空公司則已開始使用生物燃油等新能源減少碳排放,生產生物燃油的主要原料有廢棄食用油和植物油等[1]。
本文以雙發737-800飛機、180座為例,從傳統節油減排和生物燃油替代節油減排入手,采集相關數據,按碳排放系數3.15分別進行各類節油減排方式的效益分析,為國內航空公司在成本管控及選擇碳減排方式上提供科學的理論指導。
根據行業生產歷史數據,飛機的日利用率設定為9小時,飛機上加裝小翼后單位輪檔小時將節約油耗0.1噸,則每架飛機年均減少油耗量329噸。此外,每架飛機加裝小翼的成本約為500萬元[2]。
根據行業內的數據,發動機進行節油改造后,按單位輪檔小時耗油2.5噸來算,將減少油耗0.5%,則每架飛機年均將節約油耗約41噸。此外,一臺發動機的改裝費用約為1000萬元,則雙發飛機改裝費需2000萬元[2]。
根據行業數據的統計結論,飛機因重量增加而增加的油耗量,約為增加重量的4%,若飛機選型時選擇的輕型座椅,每個座椅將比普通座椅減少約3kg,則每架飛機將減少重量540kg,年均節約油耗約71噸。更換一個輕型座位需約2萬元的費用,則一架飛機將座位全部更換為輕型座位的費用約為360萬元[2]。
目前生物燃油替代傳統燃油的方式大多為部分替代,即按一定的調和比例,生產出生物燃油占有一定體積比的調和燃油。生物燃油相比傳統燃油,有燃燒更充分的特點,提高燃燒效率,減少油耗。根據相關文獻,使用生物燃油比使用傳統燃油節油約7%[3],按單位輪擋小時耗油量2.5噸算,每架飛機年均節約耗油量為575噸。
根據現有資料得知目前生物燃油的平均價格約為12000元/噸[4],2018年8月傳統航空煤油的均價為5500元/噸,調和油中生物燃油的主要占比為50%[4],另外參考歐盟的碳交易體系,設定使用生物燃料的碳排放為0,則按文獻的計算方法得出每架飛機年均減排成本約為4127元/噸。
生物燃油現主要是由泵循環調和設備進行生產,根據文獻內容,2015-2017年的生物燃油的年均產量約為20萬噸,生物燃油提煉加工設備一套需約6000萬元,設備每年的維護費用需要約 600 萬元[4]。
各種節油方式的對比如圖1,使用生物燃油節約油耗最大,傳統方式使用加裝小翼節油量最大,進行發動機改造不僅成本高而且節油效果最差。

圖1 不同節油減排方式的年均節油量
從上圖來看,雖然生物燃油的節油效果好,但要評估上述四種方式的整體節油減排效果還需結合碳減排的角度進一步分析。由于節約油耗的同時也節約了碳排放,碳排放量在未來的碳市場上可進行交易,為航空公司創造收益,按照前文測算出的減排成本,假設投資的設備使用壽命均為10年,歐盟碳排放交易價格約為820元/噸[5],可得出四種節油減排方式的年均減排效益,如圖2:

圖2 不同節油減排方式的年均減排效益
從圖2中可以看出,由于生物燃油價格高,減排成本高的現狀,導致其減排效益為負,說明此方式獲得的碳排放收益還遠遠不能覆蓋此方式投入的成本;發動機改造的方式減排效益最差,因此極少有航空公司采取此種方式進行節油減排;加裝小翼的方式不僅節油效果最好,減排效益也最好。
綜上所述,在中國碳市場逐漸形成的大趨勢下,航空公司在選擇節油減排方式管控成本時,需綜合考慮油耗的節約和碳排放的效益,中小型航空公司在發展初期,資金實力較薄弱的時期,選擇加裝小翼的方式為宜,可規避一定的投資風險。此外,中國的碳市場交易現只在部分地區進行試點工作,碳交易價格尚未統一,航空公司在參與制定碳交易市場規則時,可就國家鼓勵發展新能源,控制碳排放的相關政策,向政府部門建議,在生物燃油投產的初期,適當降低生物燃油的采購價格,增加航空公司使用新能源的稅費減免以及優惠補貼政策,調動起國內航空公司使用生物燃油,參與控制碳排放的積極性。