碳中和目标下，航空业如何实现全周期减排？

戚展宁　王静仪

一趟“绿色航班”该是什么样子？

近日，国内第一班全生命周期碳中和航班首飞。中国东方航空（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。国际民航组织（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。

“在新冠肺炎疫情结束之后，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《财经》记者表示。

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。”《财经》记者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。”雷蒙德表示。

SAF能够大量减排，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《财经》记者采访时表示，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。

工作人员为飞机加油。图/视觉中国

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，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《财经》记者采访时表示，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，转化為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。

值得注意的是，SAF的普及度非常有限。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。据咨询公司麦肯锡统计，2019年全球的SAF产量规模不足商业航线所用传统航油的0.1%，也未有航司将SAF作为商业飞行惯用油。即使目前所有SAF的生产计划都按时完成，SAF到2030年的产量亦只能满足航油市场需求的1%左右。

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。”雷蒙德说。

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《财经》记者，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。

2021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《财经》记者。

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。

东方航空向《财经》记者介绍，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2021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，每年共可减少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年国际民航组织（ICAO）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。

“要实现该目标，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《财经》记者。

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%的减排目标将通過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。

2021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《财经》记者坦言。

郭青也对《财经》记者表示，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。

编辑：王静仪