新形勢下我國綠色航空發展面臨的風險分析與應對措施建議

王尉舟， 任民輝

（1.珠海中航通用機場管理有限公司， 廣東 珠海 519090； 2.工業和信息化部裝備工業發展中心， 北京 100846）

0 引言

推進新型工業化是構建大國競爭優勢的迫切需要，其中智能化和新能源尤為關鍵， 而工業革命與能源革命相伴相生， 新能源革命是以新能源技術與信息技術的融合作為標志，表現特點為低碳清潔化和智能高效化，一是推進能源結構不斷優化。從化石能源轉向非化石能源，大力發展太陽能、風能、生物質能、潮汐能、氫能，適當發展水能、核能等；二是加速能源效率不斷提升。 通過技術升級創新，裝備更新換代，以更低的能耗帶來更大產出。 在20 世紀90 年代，美國通用電氣公司（GE）提出了“綠色創想”的概念，旨在開發更加環保、可持續的航空發動機和其他航空產品。 然而，由于當時的環境、技術、發展觀念等多種原因限制，未引起廣泛關注。 近年來，隨著可再生能源風能、太陽能和傳統能源的頁巖氣、頁巖油、供應一體化的大電網技術等具有顛覆性的新技術涌現， 以及世界經濟和平發展的大環境影響， 可持續發展的理念被廣泛接受。2015 年聯合國制定《巴黎協定》，對各國節能減排有了明確要求，每個國家都有自己的減排目標，這些目標根據各國的國情和承擔能力來制定[1]。 同時，協定還要求各國定期進行減排計劃的更新和報告，以確保全球氣溫升高的幅度控制在2℃之內，這從真正意義上推動了全球航空業向低碳轉型。2020 年9 月，中國提出2030 年“碳達峰”與2060 年“碳中和”目標，雖面臨的風險挑戰巨大，但意義非凡。 預計2060 年航空客運量將達到2020 年的3.7 倍，航空的碳排放量將達到2.3 億噸[2]。 2019 年航空業的二氧化碳排放量占全球交通運輸燃料二氧化碳排放量的10.0%，占全球溫室氣體排放總量的2.1%[3]， 盡管所占比例少，然而快速發展的航空業帶動航空煤油的消耗量是每年增長約9%，航空作業在高空排放也是影響最直接的。 大力發展綠色航空，無論從技術層面、燃料層面，都將成為應對未來氣候變化、實現航空產業可持續發展的必然要求，是新一輪航空科技革命和產業變革的主要方向， 也是提升航空制造業未來競爭力的戰略舉措， 是最終實現中國式現代化發展宏偉藍圖的重要一環。

1 背景分析

1.1 實現高質量發展對綠色航空提出最新要求

2020 年10 月， 黨的十九屆五中全會提出：“十四五”時期經濟社會發展要以推動高質量發展為主題。 高質量發展是適應經濟發展新常態的主動選擇， 是貫徹新發展理念的根本體現， 是適應我國社會主要矛盾變化的必然要求，是開啟全面建設社會主義現代化國家新征程、實現第二個百年奮斗目標的根本路徑。“十四五”時期，綠色低碳成為行業增強生存力、競爭力、發展力、持續力的重要內容，中國民航局為深入貫徹習近平生態文明思想，全面落實黨中央國務院決策部署，2021 年12 月民航局、 發改委、交通部正式印發了《“十四五”民用航空發展規劃》，指導民航綠色低碳循環發展， 通過加快完善綠色民航治理體系、深入實施低碳發展戰略、深入開展民航污染防治、提升綠色民航科技創新能力等具體措施， 把實現綠色航空作為高質量發展的重要指標。近日，工信部等四部門聯合印發《綠色航空制造業發展綱要（2023-2035 年）》明確提出，要開辟電動航空新領域、布局氫能航空等新賽道、構建開放融合的綠色航空產業體系， 給出了綠色航空產業發展的路線圖、時間表。同時給我國綠色航空產業發展提出了具體要求， 綠色航空是未來實現航空可持續發展的前提，也是持續提升制造業發展的關鍵。

1.2 我國綠色航空產業發展具備核心優勢

從全球能源行業來看，由于全球能源革命、能源綠色低碳轉型的基本框架以及大的經濟體的推動， 全球能源行業出現了一系列新的發展趨勢： 全球油氣供過于求加劇，國際油氣巨頭加速向新能源轉型，發達國家去煤減煤加速， 發展中國家開始控煤， 能源結構轉型已是大勢所趨。全球主要發達國家高度重視綠色航空發展，為搶占航空動力變革新領域新賽道，不斷鞏固競爭優勢，歐美日等發達國家率先聚集資源要素，開展大量技術創新。在此背景下，新一輪科技革命拉開序幕，推動著新能源、新材料、新一代信息技術與航空科學技術加速融合。 新一代的技術融合，需要大量應用場景、實驗數據來進行數字化、智能化的演算， 用以構建新的城市空中交通體系， 而研發eVTOL、加快可持續燃料、以及現有民航客機綠色改造升級則需電池、電機、傳感器、飛控系統等相關技術。基于我國前期在新能源汽車產業的提前布局， 現階段取得的發展成就十分顯著，動力電池、電機、電控領域已經搭建了相對完備的產業鏈和創新鏈，自動駕駛、環境感知、決策與控制等技術也取得快速突破， 在汽車智能網聯化技術研究上一直處于全球領先地位，在新共享出行、智慧城市等新模式運營上更是有了大量的數據和應用積累， 這些都將成為我國今后一段時期發展綠色航空的核心優勢，也是未來趕超歐美的重要支撐。

1.3 我國綠色航空產業發展面臨重大機遇

自改革開放以來，我國經濟發展較快，能源消費很長一段時間都處在野蠻式擴張， 特別是在2000—2015 年，國內基礎設施建設及“世界工廠”產業鏈建設期間，能源消費結構長期以煤為主。 具體來說，2009 年中國消費了22.52 億噸石油當量， 相比美國石油消費總量21.70 億噸高出4%；中國的煤炭消費量為30.5 億噸，而美國的煤炭消費量為9.0756 億噸；從2009 年開始，中國已經成為全球能源第一消費大國，2020 年我國成為世界第二大經濟體，消費需求隨著經濟體量不斷增加，并作為世界第一能源消費大國一直延續至今。黨的十八大以后，國家加大力度調整能源消費結構，煤炭消費比重于2019 年首次降到60%以下，清潔能源和相對效率較高的石油、天然氣的比重有所增加。這一重大歷史性變化，改變了我們過去長期能源消費結構調整困難的局面， 也是中央把調整能源結構作為支撐我國生態文明建設主要抓手的具體成果。 由于能源消費結構發生了巨大變化，工業、交通、建筑等重點實體經濟部門的能源消費結構得到優化， 我國自身的航空運輸、物流配送、城市空運、航空應急救援等傳統能源消費領域都存在著能源替代的潛在市場， 這是下一階段綠色航空的產業發展的巨大動力。 當新技術不斷發展應用，可再生能源將進入平價時代，對傳統能源的替代會越來越快，國家交通不僅是國民經濟的命脈，還攸關著重要民生、重大公共利益，航空產業在未來大交通體系中的地位不可撼動，在國家大力倡導能源減負的歷史時期，以綠色能源為戰略支撐，加速推進新型工業化，大力發展綠色航空產業，必將迎來重大機遇。

2 我國綠色航空發展面臨的風險分析

2.1 綠色航空適航認證時間長，研發產出跟不上市場更新

適航認證包含的技術非常多，流程也很嚴格，包括確定認證機構、提交認證申請、技術審查、環境影響評估、能效評估、運營評估、辦理適航證書、持續監控與更新八個方面，認證流程復雜，我國起步晚，前期技術積累少；盡管綠色航空技術在不斷進步， 但在實際應用中仍面臨較大的技術瓶頸和技術轉化問題，尤其在采用可再生能源充電、引入綠氫、提升航空動力電池壽命和管理效能、提高電池能量密度、開發輕型燃料電池系統、研制輕型液氫儲罐、重新設計飛機、航跡研究等關鍵領域的技術指標，仍存在不小的差距；事實上，絕大多數國家適航標準是參照國際民航組織制定， 市場和環境的差異就決定了需要的標準不一樣，尤其像國內這種產業巨大、細分領域眾多的大市場， 技術標準和規范不統一直接反映就是綠色航空產品在總體布局、零部件結構、能源動力、航電設備、機電系統等方面的標準各異，往往設計一款航空器，要把重要的零部件都重新做一遍，沒有統籌協調難以實現資源共享和優化配置。因此一款自研航空器除了適航本身要求高，技術升級難度大，還存在適航以后不符合本地市場需求，整個研發產出的時間很難跟上市場的形勢變化。

2.2 綠色航空未建立有效監管，安全運行面臨考驗

交通工具的研制離不開市場需求、運行規則的牽引，綠色航空不僅要滿足環保要求，還需要符合運行規則、完成作業要求、使用戶盈利，才能實現商業成功。因此，有效協同確保綠色航空進行大規模市場運行是關鍵。 適航監管包括航空器的設計、制造、測試和使用過程，維修和改裝都在此范圍內，尤其是飛行汽車等涉及的安全、監管等問題將比汽車和無人機更加復雜。當前，我國正在加速建立了一批有關綠色航空的監管機構和標準體系， 但由于種種原因，這些機構和體系并沒有發揮出應有的作用，導致現階段我國在綠色航空的適航管理法規上還基本屬于空白狀態， 存在著判定標尺不一以及缺乏有效的監管機制等問題。 例如，在航空器的排放標準方面、不同型號的飛機在適航標準方面等。監管判定尺度不一，可能只是影響市場的部分運行， 而缺乏平臺和法規的有效監管不僅導致航空器存在安全隱患， 未來市場的規模化應用也會帶來巨大困難，時間一長出現運行事故是在所難免，僅通過過去的經驗來進行管理無法實現未來市場的大規模運行，這也將直接影響我國綠色航空的長期高質量發展。

2.3 綠色航空發展觀念滯后，產業發展動力有限

過去長期以來我國經濟發展方式較為粗放， 綠色航空在國內宣傳力度不夠， 公眾對綠色航空的認知度不夠高，對于綠色航空觀念在整體上都是較為滯后，主要表現在：一是旅客選擇綠色航空的意愿不強，沒有認識到傳統航空所具有的危害和隱患， 對綠色航空帶來的深遠影響了解不多； 二是企業選擇綠色可持續燃料動力不足，目前，綠色航空的能源來源和種類相對單一，主要依賴于化石燃料，而可持續能源如生物燃料、太陽能等在技術和應用上還處于初級階段，無法大規模應用，雖然可持續能源具有環保和可持續性的優勢，但是成本較高，采用可持續能源可能會導致運營成本增加。 綠色航空產業鏈整合需要大量的資金投入，包括研發、試驗、認證和推廣等方面的費用，但目前國內航空公司在這方面的投入相對較少；三是社會對綠色航空投入不夠，缺乏產業配套設施支持，如綠色機場建設、綠色航空燃料的生產和使用等，可持續性的衡量標準尚未完全確定， 對于如何評估航空公司的可持續性以及各種能源的可持續性還沒有一套科學、規范的標準和指標體系， 雖然一些可持續能源技術已經在一些領域得到應用， 但是在大規模應用方面仍然存在技術和經濟上的挑戰。

3 措施建議

3.1 強化頂層設計，凝聚行業發展力量

當前，政府應當按照綠色航空發展規劃（2025-2035）明確時序目標、布局、關鍵技術等內容，結合實際情況，制定綠色航空發展技術路線圖， 有序引導企業技術創新與資本投入。 立足國內發展基礎和應用需求， 借鑒自動駕駛、無人機等領域經驗，加快制定綠色通用航空器的發展戰略文件，對標準法規、空域管理、建筑設計等領域需要進行的調整進行提前研究，做好政策和管理手段儲備。綜合運用財稅、金融等政策，聚焦高功重比、長續航、低成本的動力系統，輕量化設計，智能駕駛等領域，滿足電動航空器對于安全性、航程和載荷的使用需求，重點發展電池技術以及其他國內重大短板，鼓勵企業、高校與科研院所聯合開展技術攻關及應用， 對不同技術方案進行大膽嘗試，積極探索。 發揮產業聯盟、學會、協會等研究機構作用，為政府提供地方產業布局和技術投資的專業意見，避免地方政府重復無效的資源投入， 支持搭建企業間合作創新平臺，開展技術聯合攻關和國際交流合作，促進綠色航空與鐵路、公路、水運、高空運輸等傳統運輸方式的協同發展，與地方特色產業的相關融合。

3.2 建立驗證平臺，積極開展試點示范

綠色航空迫切需要一種新型基礎架構模式來實施適航驗證，除了對民用客機改裝實施現有適航條例，對于新的綠色通用航空器應當建立適應新時代需要的適航驗證平臺，一般具有數字化基礎架構和服務，能夠提供高級自動化功能， 建立完善的監管體系以保證綠色航空政策的執行效率和效果， 同時還需要建立健全的問責機制以便對未能達到預期目標的部門或機構進行問責。 對滿足基本安全功能的綠色通用航空器， 在試點空域進行試驗飛行，試點應用選取有確切需求和針對性的應用場景，如應急救援、交通物流等，先載物后載人，在多場景中反復訓練，積累數據和管理經驗，達到一定安全飛行小時以后，形成一批行業制造標準及監督管理標準， 并頒發單一場景的適航證允許進入正式商業運營。 適時引入第三方金融、檢測機構、行業協會/聯盟等共同參與，建立以飛行安全為主的制造運營協同，確保安全、智能、有效、綠色的發展路徑。 優先推動試點地區周邊綠色機場的建設和改造，鼓勵使用節能設備和清潔能源，在綠色機場積極推廣可持續能源并且專門制定環保標準、加強監管等方式，確保機場建設和運營中符合環保要求，減少對周邊環境的影響。

3.3 加強宣傳教育，不斷提高公眾認識

提高社會公眾對于綠色航空的認識， 對于促進綠色航空產業發展具有積極作用， 因此需要加強綠色航空主題宣傳教育，并從多方面開展相關工作。 首先，政府部門可以制作生動形象的宣傳材料，如公益海報、宣傳片、手冊等，通過公共網絡宣傳，使公眾能夠快速了解綠色航空的概念、意義和優勢，提高公眾對綠色航空的認知度和接受度。 其次，建立綠色航空產業聯盟，整合產業鏈上下游資源，加強企業間的合作和交流，聯系企業訴求，推動舉辦綠色航空相關的專業培訓課程， 提高企業和機構在綠色航空領域的技術和管理水平， 為綠色航空產業的發展提供人才支持。 最后，企業可以組織綠色航空主題活動，如環保飛行演示、綠色航空展覽、主題論壇等，吸引公眾參與，增強公眾對綠色航空的認知和興趣，并通過舉辦技術展覽、學術研討會、專業論壇等方式，向業界和公眾推廣綠色航空的技術和應用， 展示綠色航空技術的先進性和經濟性，打造綠色航空的品牌形象。

4 結束語

綠色航空高質量發展是未來我國航空業發展的重要方向，也是綠色可持續發展的重要嘗試，是推動經濟社會可持續發展的重要力量。在推動綠色航空發展的過程中，我們還會遇到許許多多的問題，這需要政府、企業和公眾共同努力，“遵循黨委統一領導，政府負責落實，企業發揮主體作用， 社會力量廣泛參與的原則”[4]， 采取有效的措施，創造良好的發展環境，實現經濟效益和社會效益的雙贏。 通過發揮政府引導作用、 建立綠色航空適航驗證平臺、加強綠色航空主題宣傳教育等措施的實施，推動我國綠色航空產業的高質量發展。同時，還需要不斷加強對外合作與交流，吸收國際先進經驗和技術，提高我國綠色航空產業的國際競爭力。在未來的發展中，綠色航空產業將繼續面臨著諸多挑戰和機遇， 我們需要保持創新精神和實踐能力，不斷推動綠色航空技術的發展和應用，為實現我國航空業的可持續發展和人類的美好生活做出更大的貢獻。