“綠”翼飛揚

1月9日，2025年全國民航工作會議在京召開。會議提出，加快推進數智化綠色化轉型，促進國產民機健康發展，推動構建現代航空產業體系。

2024年10月12日，國內第一班全生命周期碳中和航班首飛。中國東方航空MU5103從上海飛往北京，這趟航班不僅實現了航班運行中的碳抵消，還“綠”到了航空燃油環節。東航通過購買碳信用的方式，對從原油開采、運輸，到航空燃油煉制、儲存，再到成品油燃燒等環節，對產生的碳排放進行中和。

更早一點，2024年7月，四川航空首次使用、也是國內航司首次采用可持續航空燃料執行成都直飛東京的國際定期客運航班飛行任務。

如今，航空業碳中和的目標逐漸成為全球共識。世界民航組織（ICAO）、國際航空運輸協會（IATA）等紛紛定下碳中和目標。

2024年11月，國際民航組織航空運輸局局長穆罕默德·哈利法·拉赫瑪在上海舉行的首屆國際民航論壇上透露，到2050年，全球航空客運量預計將達125億人次，比2019年增長174%。與此同步，國際航空業2035年碳排放將較2019年減少15%以上，并雄心勃勃確立2050年實現凈零排放目標。

在我國，據統計，2024年中國民航全行業運輸總周轉量、旅客運輸量較2019年同期，分別增長14.8%、10.6%。民航運輸機隊噸公里碳排放和機場每客碳排放，分別下降至0.869千克和0.285千克。

朝著碳中和的共同目標，全球發動機制造商、飛機制造商、航空公司等紛紛下注不同的技術路線，航空業正迎來一場綠色革命。

“ 我們前端收集火鍋廢油等餐廚廢油， 通過脫雜處理、加氫煉化， 煉化的可持續航空燃料可跟傳統石化航煤進行無縫摻混， 實現全生命周期的減碳?！?四川天舟國際貿易有限公司總經理陳宇說。

減碳進入新階段

“可以說，航空運輸業是最早在全球范圍內就行業性減碳排放完成目標設定的行業，且全行業聯動，理念領先，行動堅定。”資深民航業管理咨詢顧問于占福告訴《瞭望東方周刊》。

2016年，世界民航組織ICAO第39屆大會上正式提出減排目標：2035年的二氧化碳排放量不超過2020年的排放水平，即碳達峰；2050年的二氧化碳排放量應達到2005年排放水平的50%及以下，最終實現將全球航空碳凈排放量穩定在2019年的水平。

“這是世界上第一個全球性的行業減排市場機制，”于占福說，“航空業并非碳排放的超級大戶，但卻是碳減排的‘困難戶’。在這種技術因素背景下，民航業領各行業之先對于減碳議題形成全球行動機制，非?？少F和先進。”

中國民航局在2021年12月印發的《“十四五”民航綠色發展專項規劃》中提出，到2035年，我國民航綠色低碳循環發展體系趨于完善，運輸航空實現碳中性增長，綠色民航成為行業對外交往靚麗名片，我國成為全球民航可持續發展重要引領者。

中國民航業的系統性減碳實踐可追溯到2006-2010年。在這個階段，民航局首次將節能減排正式納入行業發展規劃，開始探索建立行業能耗統計和監測體系。

隨后，中國航空業減碳步伐可分為幾個關鍵階段。2011-2015年是基礎建設期。這期間，民航局首次設立了具體的節能減排目標。行業開始啟動航空生物燃料、地面設備電動化等技術創新的探索和局部嘗試。這個階段的特點是以單點技術突破為主。2016-2020年是全面推進期。民航局實施了更系統的行動計劃，包括機隊更新、空管優化、機場綠色化等多維度措施。2021年至今是轉型升級期。

“中國民航局正積極制定未來十年的民航綠色發展規劃，分階段、分步驟、有計劃地系統推進民航綠色轉型?！痹?024年11月召開的第二屆民航綠色發展大會上，中國民航局副局長韓鈞說，“我們將以構建清潔低碳安全高效的能源體系，將研發推廣可持續航空燃料，構建航空碳市場，研究、完善、改進效率運行為三大主攻方向?！?/p>

以商飛為例，“中國商飛在綠色發展方面進行了創新實踐。”上海市政府參事、中國商用飛機有限責任公司首席專家沈衛國說，“綠色商飛”正通過減阻、減重、減排、降噪，力爭在C929大型寬體飛機上實現“綠色飛機”。根據中國商飛的計劃，C929大型寬體飛機復合材料比例將達到51%左右，減排主要依靠發動機。

從產業鏈情況來看，據航空產業網對國內外百余家綠色航空制造業產業鏈企業統計顯示，這些企業所在的產業鏈細分領域主要有：適用于傳統渦輪動力的可持續航空燃料、包含eVTOL（電動垂直起降飛行器）在內的電動航空器、氫能航空器等航空器整機與新一代的航空動力裝置、熱塑性復合材料等環保減重技術以及新一代電動化智能化機載設備等。

“目前可以說，eVTOL是最受矚目的綠色航空器，且逐步呈現中美兩強的格局。國內eVTOL企業已有億航、峰飛、沃飛等諸多企業，美國有Joby、Archer等領先的制造商?！焙娇债a業網創始人閻振宇告訴《瞭望東方周刊》，除了初創公司，傳統飛機巨頭與汽車行業企業也紛紛加入，特別是低空經濟成為我國的國家戰略后，不少中國汽車企業也對eVTOL表現出極大的熱情與關注。

從綠色航空制造業產業鏈企業的地區分布上看，上海、廣東、江蘇、四川、浙江位列前五；從企業所有制類別分析，綠色航空制造業產業鏈企業中民營企業占比 57%。這與我國航空政策支持、技術進步和市場需求密不可分。

閻振宇說，隨著政策的持續支持和市場規模的不斷擴大，綠色航空制造業將迎來更多的投資機會和發展空間。

燃料新焦點

根據行業調研數據，航空運輸業碳排放最大來源是航空燃油的燃燒，約占總排放量的79%。IATA數據表明，可持續航空燃料在保證飛行動力的前提下，碳排放比一般航空煤油低80%。

“在航司整體運營成本結構中，1/3用于購買航空燃油，燃料消耗通常是航空公司僅次于勞動力的第二大運營成本?！遍愓裼钫f。

“可持續航空燃料已成為全球航空業減碳競賽的新焦點。”于占福說，控制減少航油消耗、積極推動航油脫碳是民航全面推進綠色低碳轉型的主攻方向。目前空客、波音、巴西航空工業公司等飛機制造商都選擇了一個共同的切入點：可持續航空燃料。

“我們前端收集火鍋廢油等餐廚廢油，通過脫雜處理、加氫煉化，煉化的可持續航空燃料可跟傳統石化航煤進行無縫摻混，實現全生命周期的減碳?！彼拇ㄌ熘蹏H貿易有限公司總經理陳宇說。他手中拿了兩個玻璃瓶，一個瓶子里裝著黏黏糊糊的紅棕色地溝油，另一個瓶子裝著透明潔凈的航油，“我們在中試實驗中，達到了70%的轉化率”。

四川天舟新能科技集團有限公司深耕綠色燃料產業多年，是可持續航空燃料行業的龍頭企業。目前天舟新能已具備完整的自有知識專利產權工藝包，并實現100%裝備國產化。

除了地溝油，可持續航空燃料還可從多種原料中提取，包括植物、動植物油脂、農作物殘渣、生活垃圾、農林業垃圾等。

數據顯示，我國作為全球第二大民航市場，預計2030年在役客機總量將突破5000架，航煤年消耗量預計超過5000萬噸。按照ICAO設立的2030年5%的可持續航空燃料使用目標，屆時我國可持續航空燃料年使用量可達250萬噸。

《“十四五”民航綠色發展專項規劃》明確提出，力爭“十四五”期間可持續航空燃料消費量達到5萬噸。這是我國首次從政府層面提出可持續航空燃料使用的量化目標。

2024年9月，國家發展改革委、中國民航局在北京啟動可持續航空燃料應用試點。國航、東航、南航分別從北京大興、成都雙流、鄭州新鄭、寧波櫟社機場起飛的12個航班正式加注可持續航空燃料。

相比于從石油制成的航空煤油，可持續航空燃料按1：1比例與其混合使用時，不需要顛覆現有的飛機硬件體系。對于機場和航空公司周邊航油的輸送管道、儲存設施的承接性、技術一致性影響也最小。這是目前航空碳減排的最優選擇。

不過，雖然航空業的供應商都將可持續航空燃料視為減碳首選，技術層面也屢有突破，但總體來看，可持續航空燃料普及難度還是很大。據國際清潔交通委員會統計，2023 年全球每年消耗的航空燃料中只有0.2%是可持續航空燃料。

“究其原因，首先，可持續航空燃料生產涉及復雜的化學轉化過程，目前主要有兩條技術路線：一是以廢棄油脂為原料的HEFA工藝；二是以生物質為原料的FT合成路線。兩種路線都存在技術瓶頸：HEFA工藝受限于原料供應，而FT合成則面臨能源效率不高的問題。要實現大規模生產，還需要技術有突破性的進展?！庇谡几＝忉屨f，“其次，由于原料采購成本高、生產工藝復雜、規模效應不足，目前可持續航空燃料的生產成本是傳統航油的3-5倍。如果一架波音787執行北京到上海的航班完全使用可持續航空燃料，額外燃油成本就會超過10萬元。這種成本差距在當前市場環境下難以被航空公司和旅客接受，也很難完全通過票價傳遞到旅客端?！?/p>

未來，兩種技術很可能會形成互補關系：電動飛機主導短途市場， 氫能飛機服務中遠程航線。值得注意的是， 混合動力技術可能會成為過渡期的重要選擇，既可以積累經驗， 又能及早實現減排效益。

另外，“可持續航空燃料需要建立完整的原料收集、加工、運輸和儲存體系。國內要滿足全行業10%的可持續航空燃料使用比例，每年就需要處理數百萬噸的生物質原料。這要在全國建立高效的原料收集網絡，整個過程可能需要5-10年”。于占福補充，“可持續航空燃料的生產和使用需要嚴格的質量標準和認證體系。目前，國際上通用的ASTM D7566標準允許最高50%的可持續航空燃料摻混比例。如何突破這個限制，實現更高比例使用，還需要大量的適航驗證工作?！?/p>

第十四屆全國政協常委、經濟委員會副主任、中國民用航空局原局長馮正霖也建議，將發展可持續航空燃料作為新質生產力發展工程，圍繞可持續航空燃料大規模應用涉及的安全性、經濟性和可持續性三個關鍵要素系統推進。

“政策引導加上技術進步，有望在未來5-10年間推動可持續航空燃料成本下降30%-50%。隨著產業規模擴大和技術成熟，可持續航空燃料的推廣速度可能會超出當前預期。長遠來看，可持續航空燃料的規?；瘧檬且粋€漸進的過程，甚至可能需要20-30年才能實現對傳統航油的大規模替代。”于占福說。

挑戰“不可能三角”

為了能夠在2050年達到民航碳中和的戰略目標，新一代飛行器本身的技術創新是不可或缺的。目前，全球范圍內具有較高共識性的技術創新路線主要有兩種：一種是以電為能源基礎的純電力或電油混動飛機；一種是以氫為能源基礎的氫能飛機，包括氫能電池以及直接以氫為動力燃料的兩種具體技術路線。

2023年10月，工業和信息化部、科學技術部、財政部、中國民用航空局等4部門聯合印發《綠色航空制造業發展綱要（2023-2035年）》，推動綠色航空制造業高質量發展。

《綱要》明確“綠色+”助推民機產業升級、開辟電動航空新領域、布局氫能航空等新賽道三大發展路徑。從發展路徑來看，城市空運、應急救援、物流運輸等應用場景中，eVTOL、輕小型固定翼電動飛機、新能源無人機等創新產品應用將加快呈現。

“如同汽車技術路線的演進一樣，隨著飛機電氣化的持續推進，飛機動力電氣化的研究議題最終進入視野并逐漸成為焦點?！庇谡几Ｕf，使用電力驅動飛機的一個顯著優勢在于飛行過程中可以大幅降低甚至實現二氧化碳的零排放。

“飛機使用的電池對于儲能要求非常高。目前市場上商業化動力電池的能量密度普遍集中在150-250Wh/kg，即便電池技術進一步發展，其能量密度依然達不到等量航空煤油能量的4%（12kWh/kg）。當然，提高輸出功率可以在一定程度上彌補電池能量密度的不足，但是設計出兼具高能量密度、小體積、輕重量和高動力輸出功率及穩定性的電渦輪架構很難?！庇谡几７治?，換句話說，以現有的電池技術替換燃油，將會在業載、航程和航速之間面對“不可能三角”的巨大挑戰。

飛機重量與能量消耗成正相關。如果電池密度升高或輸出動力增加，在現有技術體系下，勢必會加重電池或傳動裝置的重量，而飛機又對重量非常敏感。如果再對電池充放電速度做出要求，就有更多技術難關需要克服。

根據羅蘭貝格的數據，全球目前有約300種不同路線的電動飛機開發項目。其中，純電推進路線的約占61%，電油混動路線的約占32%，氫燃料電池的約占7%。而從應用領域來看，UAM/eVTOL設備占據約41%，通用航空場景設備占37%，區域/支線航空約占18%，大型商業飛機的占比則很少，僅為約4%。

在通用航空領域，娛樂和通勤飛行為主要商業業態，主要需求以純電動飛機為主。飛機的最大起飛重量通常在300-1000kg之間，座位數通常為2-4座級?！半妱语w機的技術路線相對成熟，目前已經有多個成功的示范項目?！庇谡几Ｕf。

根據IATA的預測，從現在到2050年，平均每5-10年將經歷一次飛機的升級換代。2025年左右，eVTOL將實現逐步商用；2025年到2030年，商用小型混合動力飛機將可能進入市場；2030年到2035年，供航空公司使用的支線飛機將可能逐步讓位于混動技術；2035年到2050年，純電驅動的短途干線飛機有望逐步投入使用。

實現“凈零排放”

2024年12月18日，協氫（上海）新能源科技有限公司與上海氫洋科技有限公司簽訂1000臺百公斤級出口農業用氫能無人機合作協議。這筆出口訂單總價值6億元，這筆迄今為止最大的氫能無人機訂單的簽訂，意味著氫能無人機憑借著超長續航能力，終于找到了它適合的商業化應用場景。

在氫燃料電池技術路線之外，直接使用氫能為動力燃料的方式是被討論最為廣泛、且寄予厚望的解決航空碳排放的方案。

“如果說電動飛機在全生命周期中并不能完全實現凈零排放，那么氫能飛機則可以完全達到無任何碳排放?！庇谡几Ｕf，行業內對于氫能飛機未來5-10年內能夠實現的關鍵技術節點和技術難點基本形成了共識，主要集中在儲氫罐、液氫燃料系統、氣氫直燃燒渦輪等環節。

空客ZEROe項目是當前最具影響力的、直接以氫為燃料的飛機計劃之一。空客提出了三種不同構型的氫能飛機概念，包括渦輪螺旋槳、混合機翼體和渦扇發動機方案，計劃在2035年實現商業化。

中國商飛也有動作。2023年9月，在2023年服貿會北京首鋼展區，中國商飛公司展示了中國新一代氫能源技術驗證機——“靈雀 M”，其機身部按照加載液態氫原料設計。

2024年1月29日，由中國工程院院士、遼寧通用航空研究院首席科學家楊鳳田主持研制的四座氫內燃飛機RX4HE原型機（120kW）在沈陽成功首飛。

“氫能和電動飛機這兩種技術代表了航空業探索零排放的兩個重要方向，各有優勢和挑戰?！庇谡几Ｕf，從時間維度來看，電動飛機可能會在近期（5-10年內）率先在短途支線航空市場取得突破。而氫能飛機則可能在中期（10-15年后）開始在區域航空市場顯示優勢，最終在遠期（20-30年后）實現大型客機的應用。

未來，兩種技術很可能會形成互補關系：電動飛機主導短途市場，氫能飛機服務中遠程航線。值得注意的是，混合動力技術可能會成為過渡期的重要選擇，既可以積累經驗，又能及早實現減排效益。

“民航減碳是一個漸進、長期、復雜和多元的過程。這其中必然面對著大量的技術突破、商業策略的形成與優化、監管規則的形成與升級等各方面全維度的探索。”于占福說。