一趟真正绿色的航班该是什么样子?

出行一客 戚展宁 王静仪 2021-12-08 11:01:00

2060年要实现碳中和,航空业仍在寻找解题思路。

一趟“绿色航班”该是什么样子?

10月12日,国内第一班全生命周期碳中和航班首飞。中国东方航空(以下称“东航”)MU5103从上海飞往北京,这趟航班不仅实现了航班运行中的碳抵消,还“绿”到了航空燃油环节。

东航与中国石化、中远海运合作,通过购买碳信用的方式,对从原油开采、运输,到航空燃油炼制、储存,再到成品油燃烧等环节,产生的碳排放进行中和。

如今,航空业碳中和的目标逐渐成为全球共识。世界民航组织(International Civil Aviation Organization,以下称ICAO)、国际航空运输协会(International Air Transport Association ,以下简称IATA)等国际组织纷纷定下碳中和目标。

“在新冠肺炎危机结束之后,航空业必将以更精简、更环保的姿态出现。” 全球航空数据分析公司Cirium的市场开发高级总监Andrew Doyle对出行一客(ID:carcaijing)表示。

朝着碳中和的共同目标,发动机制造商、飞机制造商、航空公司下注了不同的技术路线,航空业正在探索全周期减排的方法论。

电动化太遥远,先从可持续燃油入手

根据行业调研数据,航空运输业碳排放最大的来源是航空燃油的燃烧,约占总排放量的79%。

目前空中客车、波音、巴西航空工业公司(以下称“巴航工业”)等飞机制造商都选择了一个共同的切入点:可持续航空燃油(Sustainable Aviation Fuel,以下称SAF)。SAF区别于常规的化石衍生燃料,由动物、植物等生物材料生产而成,也可以从农林业垃圾、工业废气等非生物材料中提取。

IATA数据表明,SAF在保证飞行动力的前提下,碳排放比一般航空煤油低80%。

“我们需要考虑使用可再生和可持续的燃料,包括可再生航油、电力驱动,甚至去考虑如何混合氢能源的燃料。从近期来讲,我们首先会考虑的是如何去利用可再生航空燃料。”出行一客(ID:carcaijing)从波音公司首席可持续发展官克里斯·雷蒙德(Chris Raymond)处了解到。

与此同时,SAF也是最适合当前航空工业体系的选择。

“SAF对飞机发动机带来的改动是最小的一种,对于机场和航空公司周边航油的输送管道、储存设施的改动影响也最小。在其他可再生能源继续发展的同时,眼下SAF是最可行的替代方案。”克里斯·雷蒙德表示。

SAF能够大量减排,也不需要颠覆现有体系,自然成了头部企业的热门选择。

巴航工业大中华区总裁及商用飞机副总裁郭青接受出行一客(ID:carcaijing)采访时表示,巴航2021年已经开始使用可持续航空燃油,到2030年要实现所有经营及飞行活动100%使用可持续燃油,到2050年之前实现生产的飞机100%兼容可持续航空燃油。

各家的承诺相似。波音提出,在2030年要使商用飞机100%应用可持续燃料,同时,全自主全电动的飞机也在研发中。空中客车全球执行副总裁、空中客车中国公司首席执行官徐岗表示,争取早日实现100%使用航空可持续燃油的飞机。

作为发动机制造商,罗尔斯罗伊斯(Rolls-Royce)也提出,到2023年,所有在产民航发动机兼容100%可持续燃油,到2023年,新一代2000和4000系列发动机获得可持续航空燃油认证。

目标已定下,目前各家企业正在努力开源SAF,以扩大供应、促进推广。

比如波音有一个颇受关注的项目,把“地沟油”转化成生物燃料。所谓“地沟油”,指的是被排入下水道的食物用油、动植物废油脂,以及固体垃圾产生的废油脂。经过回收和分解,地沟油可以被制成可持续性航空燃油,取代原来的航空燃油。

除了地沟油,可持续航空燃油还可以从非常多原料中提取,包括植物、农林业垃圾、非可循环家庭垃圾、工业工厂排气等。

霍尼韦尔中国及航空航天集团亚太区总裁林世伟接受出行一客(ID:carcaijing)采访时表示,霍尼韦尔非常重视在绿色燃料的投资,公司研发的Ecofining工艺可以将非食用天然油和动物脂肪,转化为比生物柴油和石油基柴油性能更好的绿色柴油。

“相比于从石油制成的柴油,该燃料的全生命周期温室气体排放量可减少多达80%。将这种燃料按1:1比例与石油类航空燃料混合使用时,无需改变任何飞机技术,即可符合飞行的所有关键要求。”林世伟表示。

然而现实仍相对骨感。美国材料实验协会(American Society of Testing Materials,以下称ASTM)统计,其批准的七种可持续航空燃料生产途径中,可持续航空燃油和常规航油的混合比例最高也只有50:50——这意味着,商业航班使用的SAF中,至少还需要混合50%的传统航油。

即使是混合航空燃油,推广的进度也不理想。据(谁的统计)统计,2020年全球的SAF产量规模仅为传统航油市场需求的0.06%,也未有航司将SAF作为商业飞行惯用油。

航司节油节油再节油

航空业的供应商都将SAF视为减碳首选,技术层面也屡有突破,为何SAF还是难以普及?最大的阻力之一,是成本过高。

“SAF对比传统航油的成本具体高多少,取决于SAF的来源地。但SAF的成本基本上比传统航油高两到三倍。”克里斯•雷蒙德说。

咨询公司麦肯锡发布的报告显示,即使通过最实惠的方式生产,SAF的价格仍然是传统航油的2.5倍。

“SAF如果不降低成本,航空公司是不会有动力去用的。”郭青告诉出行一客(ID:carcaijing),短期之内,一是选择合适的机型,二是机型本身在不使用突破性的技术、不使用生物燃料的前提下,首先做到节油,让效率更高。

在SAF大规模应用之前,传统航油一时之间难被取代,航司一直在想尽各种办法节油。

2018年至2020年,南航飞行环节节油12.7万吨,减少碳排放40.1万吨。具体手段包括:淘汰老旧机型、引进新型高效机型,同时对130多台发动机进行节油升级;在计划、起飞、巡航、下降、滑入各阶段,对飞行全流程的19个节油点进行精细化管理等。

比如,南航计划在今年内推出飞行员品质助手系统,可在航前提醒飞行员具体节油措施,航后告知飞行员每个航班节油情况及机队、公司对比数据,实现数字驱动节油精细化管理,引导飞行员培养节油习惯。

今年8月,春秋航空还成立了节油委员会,通过提高飞行计划精度、控制地面给油、监控飞行员空中用油等方式节油。

“一直以来,减少燃料消耗都是令业界信服的经济激励因素,因为燃料消耗通常是航空公司仅次于劳动力的第二大运营成本。”Andrew Doyle告诉出行一客(ID:carcaijing)。

除了节油,航司还在服务端控制碳排放。

南方航空在2019年推出了“绿色飞行”按需用餐服务,乘客可在值机时选择取消机上餐食,换取里程奖励。据南航统计,截至2021年5月31日,南航已累计节约餐食超过300多万份。

2021年,南航将绿色飞行品牌升级,推出“绿色全旅程”服务,在购票、出行、乘机和出行后四大环节打造绿色低碳的全旅程体验,比如采用电子会员卡、电子客票、线上值机等措施。

碳中和并不限于直接减少碳排放,通过其他环保项目抵消碳排放也正成为航司的选择。

东方航空近期首飞的全生命周期碳中和航班,就通过支持植树造林、可再生能源发电、天然气发电等项目抵消了航班产生的二氧化碳当量。

东方航空方面向出行一客(ID:carcaijing)介绍,全生命周期碳中和航班,不仅意味着航班运行中的碳抵消,这班航班使用的航空煤油也实现了碳中和,上到原油开采、运输,下到航空燃油炼制、储存、成品油燃烧,通过测算出全生命周期所产生的二氧化碳,进行同等当量的中和。

从10月12日到12月10日,东航计划在13条国内精品航线上,执行全国首批、总计约780班全生命周期碳中和航班,为逾百万公里的航迹完成绿色飞行。

不过航空公司受飞机、发动机等技术制约,以及空域、机场等运行条件和协同机制制约,自身减排手段有限,需要全行业协同努力。

东航集团党组书记、董事长刘绍勇在今年全国“两会”期间表示,根据相关数据测算,全民航每减少1分钟滑行等待时间,每年可共减少19.4万小时等待时间,减少油耗约4400吨,折合碳排放1.37万吨。他建议,尽早谋篇布局,统一规划,制定民航局的统一碳排放指导方案。

离碳中和还有多远?

“航空业并非碳排放的超级大户,但绝对是碳减排的‘困难户’,因为长途飞行还显著依赖化石燃料。” 罗兰贝格的研究报告指出。

该报告显示,2019年,航空运输业碳排放量约占全球总量的2.8%。多项研究指出,按当前的增长速度,到2050年航空业的碳排放量可能占到全世界总量的25%。

而在中国,交通运输业的碳排放占全国碳排放总量的9.7%,民航业碳排放规模为全国碳排放总量的1%左右、占交通运输业排放总量的约10%。

2016年,世界民航组织正式提出减排目标:2035年的二氧化碳排放量不超过2020年的排放水平,即碳达峰;2050年的二氧化碳排放量应达到2005年排放水平的50%及以下,最终实现将全球航空碳净排放量稳定在2019年的水平。

“要实现CORSIA的目标,需要通过电动和氢动力飞机等激进新技术的广泛应用,以及更高效的空中交通管理,从而显著减少化石燃料的使用。长途飞机运营也需要几乎100%转向使用可持续生物燃料。”Andrew Doyle告诉出行一客(ID:carcaijing)。

IATA也在今年10月初的第77届年会上,通过了全球航空运输业于2050年实现净零碳排放的决议。

IATA理事长Willie Walsh表示,为实现此目标,2050年将需要减排18亿吨碳。“我们预计,65%的减排目标将通过应用可持续航空燃料完成,新的推进技术(如氢)可以减排13%,通过效率提升可减排3%,其余的则可通过碳捕获和储存(11%)、抵消(8%)来处理。”

IATA的策略是,通过可持续航空燃料、新飞机技术、更高效的运营和基础设施以及开发电力、氢能等零碳能源等行业内解决方案,尽可能减少二氧化碳排放。

目前欧洲航空安全局(EASA)和美国联邦航空管理局(FAA)也都推出了航空业减排目标,执行标准和时间表都参考了上述ICAO和IATA的方案。

今年3月,中国民航局印发《关于“十四五”期间深化民航改革工作的意见》,提出49项改革任务,包括建立差异化航班量调控机制、优化运输机队结构、鼓励航空公司积极使用可持续航空燃油等。

不过,现实总是比愿景骨感。“由于现阶段航空燃油的不可替代性,控排减碳的手段还较为欠缺,新能源替代项目也相对有限。尽管电池技术处于高速发展阶段,电动飞机有着零排放飞行的潜力,但对于应用范围更广泛的商用飞机而言,目前还没有能和燃油系统相提并论的动力系统。”林世伟对出行一客(ID:carcaijing)坦言。

郭青也对出行一客(ID:carcaijing)表示,技术创新固然有利于减少碳排放,但只有大规模推广才能真正达到效果,而这需要工业化的生产以降低成本,否则行业内没有动力使用。全产业链必须达成共识,以推动规模生产。

可持续燃料、氢动力、电气化、运营效率、碳交易……航空业的碳中和任重道远。

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评论

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旅讯老王校长

减少以往众多无谓的“不去后悔去了更后悔的”出差,比啥环保飞机都简单直接。

2021-12-09
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3

九日旭

意思中石化和中海油给东方航空冶炼了新的“油品”?东方航空转给他们碳指标?

2021-12-09
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