王爍+林彥

摘 要：近幾年，航空業(yè)高速發(fā)展，擁有5%的年增長(zhǎng)率，制造了世界范圍內(nèi)碳排放量的2%-3%，對(duì)全球環(huán)境造成了巨大的影響。本文借助ICAO標(biāo)準(zhǔn)排放量模型計(jì)算各機(jī)場(chǎng)的碳排放量，并討論分析如何實(shí)行相關(guān)的航空低碳減排策略。

關(guān)鍵字：碳排放，長(zhǎng)三角機(jī)場(chǎng)，航空減排

1 研究背景

2016年4月22日，《巴黎協(xié)定》——繼1992年《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》、1997年《京都議定書》之后，人類歷史上應(yīng)對(duì)氣候變化的第三個(gè)里程碑式的國(guó)際法律文本簽訂。遙望近百年來(lái)的人類史，隨著工業(yè)、科技的快速發(fā)展，全球性的氣候問(wèn)題日益嚴(yán)峻。直到近二十年，人類才逐步意識(shí)到減排的重要性。至此，世界各地開展了一系列的減排活動(dòng)，同時(shí)制定了相關(guān)的法律法規(guī)用于監(jiān)督與約束污染物的排放。碳排放作為全球氣候問(wèn)題的“禍?zhǔn)住保诟鲊?guó)政策中都給予了明確的規(guī)定。

作為航空業(yè)所帶來(lái)的附屬品，航空碳排放問(wèn)題越來(lái)越受到國(guó)際社會(huì)的重視。近幾年，航空業(yè)高速發(fā)展，擁有5%的年增長(zhǎng)率，制造了世界范圍內(nèi)碳排放量的2%-3%。對(duì)全球環(huán)境造成了巨大的影響。航空業(yè)碳排放量數(shù)據(jù)是實(shí)施航空業(yè)碳排放管理的基礎(chǔ)，如何高效準(zhǔn)確地測(cè)算出具體的碳排放量數(shù)據(jù)成為了一大難題。

在我國(guó)，長(zhǎng)三角地區(qū)作為重要的經(jīng)濟(jì)命脈，航空業(yè)十分發(fā)達(dá)，大型機(jī)場(chǎng)的數(shù)量屬全國(guó)之最。龐大的機(jī)場(chǎng)數(shù)量帶來(lái)的是大量的航空碳排放量。因此本文中于長(zhǎng)三角地區(qū)每個(gè)省市各選取一個(gè)運(yùn)輸量最大的機(jī)場(chǎng)作為樣本（上海浦東機(jī)場(chǎng)、杭州蕭山機(jī)場(chǎng)、南京祿口機(jī)場(chǎng)、合肥新橋機(jī)場(chǎng)），借助ICAO標(biāo)準(zhǔn)排放量模型來(lái)計(jì)算各機(jī)場(chǎng)的碳排放量。

2 碳排放估算

飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)的活動(dòng)可以由LTO（標(biāo)準(zhǔn)起飛著陸）循環(huán)描述。LTO循環(huán)是飛機(jī)從高空降落至機(jī)場(chǎng)又重新起飛至高空的一個(gè)封閉工作過(guò)程。ICAO（國(guó)際民航組織）規(guī)定，一個(gè)理想的LTO循環(huán)包括4個(gè)工作狀態(tài)：進(jìn)近、滑行、起飛和爬升。這4階段的飛機(jī)活動(dòng)時(shí)間和發(fā)動(dòng)機(jī)推力等級(jí)及機(jī)型無(wú)關(guān)，分別為0.7分鐘/起飛、2.2分鐘/爬升、4分鐘/進(jìn)近著陸、26分鐘/滑行。ICAO構(gòu)建了機(jī)型排放數(shù)據(jù)庫(kù)，采用LTO循環(huán)來(lái)計(jì)算在機(jī)場(chǎng)終端區(qū)混合層高度（1000米）以下飛機(jī)各個(gè)階段的污染氣體排放問(wèn)題，這就是ICAO標(biāo)準(zhǔn)排放量模型。

式中E表示二氧化碳排放總量（kg）；n表示飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的臺(tái)數(shù)；ti表示LTO循環(huán)第i飛行階段的飛行時(shí)間（s）；Fi是每階段的單發(fā)燃油流量，Ii是每階段的CO2排放因子。在0m海平面高度、15℃氣溫和標(biāo)準(zhǔn)的LTO循環(huán)下，飛機(jī)各階段的CO2排放因子均為常數(shù)3.115。

為了計(jì)算我國(guó)長(zhǎng)三角地區(qū)機(jī)場(chǎng)航空碳排放量，根據(jù)我國(guó)各類機(jī)型的平均座位數(shù)，大致把我國(guó)的各種機(jī)型分為以下四個(gè)大類，如表1所示：

從國(guó)際民航組織官網(wǎng)的發(fā)動(dòng)機(jī)排放數(shù)據(jù)庫(kù)中能夠獲得并計(jì)算出，各類飛機(jī)在LTO循環(huán)中各個(gè)階段的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油流量的平均值。結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)排放量模型，可以計(jì)算出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)LTO循環(huán)下各類飛機(jī)在機(jī)場(chǎng)的碳排放量，見表2。

此外通過(guò)登錄各機(jī)場(chǎng)官方網(wǎng)站可以查詢到每天的航班信息及對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)型。因?yàn)樵诤桨鄷r(shí)刻表里，民航班機(jī)起降具有周期性特征，因此，可以用機(jī)場(chǎng)一周內(nèi)起飛的各類飛機(jī)機(jī)型比例，見表4，來(lái)估算出各類機(jī)型年起降次數(shù)的比例。

4 減排應(yīng)對(duì)策略

由上文中的計(jì)算結(jié)果可見，各主要機(jī)場(chǎng)的碳排放量逐年增長(zhǎng)較快，需要進(jìn)行合理有效的治理。本文圍繞民航業(yè)實(shí)際情況，提出以下對(duì)策措施。

4.1 縮短飛機(jī)滑行時(shí)間

在標(biāo)準(zhǔn)的LTO循環(huán)下，飛機(jī)地面滑行時(shí)間長(zhǎng)達(dá)26分鐘，燃油消耗量約為整個(gè)LTO循環(huán)階段的40%。因此，機(jī)場(chǎng)應(yīng)合理規(guī)劃?rùn)C(jī)坪布局，改進(jìn)滑行路線，有效地縮短飛機(jī)滑行時(shí)間，從而減少碳排放量。

4.2 增強(qiáng)空管管制能力

空管部門應(yīng)建立合理的空域使用機(jī)制，提高管制能力，科學(xué)合理地使用機(jī)場(chǎng)終端區(qū)域，營(yíng)造有序、便捷的空中交通環(huán)境，減少不必要的空中盤旋和地面等待時(shí)間。

4.3 開發(fā)生物燃料

利用生物燃料代替航空燃油是降低飛機(jī)碳排放的有效途徑。但我國(guó)尚沒有成熟的生物燃料供應(yīng)體系，并且生物燃料的研發(fā)和生產(chǎn)都需要投入大量的資金，因此，我國(guó)政府需要出臺(tái)相應(yīng)的鼓勵(lì)政策為生物燃料發(fā)展?fàn)I造良好的環(huán)境，同時(shí)，我國(guó)民航運(yùn)輸企業(yè)也要積極參與到生物燃料的開發(fā)和使用中，這樣，才能最終實(shí)現(xiàn)航空飛行零排放。

5 結(jié)語(yǔ)

氣候性問(wèn)題已成為全球人類需要共同面對(duì)的問(wèn)題，在全球都在積極響應(yīng)減排的同時(shí)，我國(guó)民航必須盡快采取行動(dòng)積極適應(yīng)這種趨勢(shì)，實(shí)施節(jié)能減排創(chuàng)新，為我國(guó)和全球經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展做出中國(guó)民航的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 丁文杉，蔡良才，邵斌，丁飛.機(jī)場(chǎng)大氣污染研究現(xiàn)狀綜述[J].環(huán)境工程，2014（6）：69-72.

[2] 盧志想，劉永紅，徐偉嘉，陳子陽(yáng). 基于ICAO的航空碳排放計(jì)算與低碳對(duì)策探討[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2014（9）：129-130.

[3] 羅曉剛.基于生命周期理論的中國(guó)航空業(yè)碳排放研究——以長(zhǎng)三角地區(qū)為例[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2013.