【应对气候变化行动】聊聊航空减排之燃料替代


前言


航空业作为温室气体排放增长最快的行业之一，其碳减排工作对于实现碳中和目标的影响至关重要。根据航空运输行动组织ATAG的数据显示，目前航空业的排放已经占到了全球温室气体排放总量整体的2%以上，并预计在2050年将超过3%。众多航空公司和行动组织其实早在多年前就展开了对航空碳减排的探索，但由于面临众多挑战与技术壁垒，航空业也成为了最难实现碳减排的行业之一。今天我们还是来聊聊航空减排进程中的痛点和难点。


飞机减排


目前，我们可以看到，各上下游企业为减少飞机碳排放采取了多种减排措施：


机上服务方面:

航空公司相继推行使用可降解塑料制成的餐具、包装、环保卫生纸等飞机供应品。通过实行【航班按需备餐】（即根据乘客的实际需求来预备飞机餐食，无需用餐的乘客将获得一定的飞行里程积分作为交换）的倡议，促使乘客参与到低碳飞行的实际行动中来。


飞机制造方面：

飞行器制造商与研究组织积极布局新型航空器研发，探索并应用了包括热管理、涡扇发动机、复合材料动力风扇、开放式风扇等一系列升级改造技术。通过改造机体结构，扩大机翼展长、翼身融合、调整重心、减轻质量等一系列手段降低燃油消耗。


虽然航空业已经对飞机减排路径做了深入研究，但飞机减排进程仍旧缓慢，大多归因于应用手段的局限性：要么是减排空间有限导致整体减排效果弱，要么是升级改造成本大导致经济效益低。因此，在飞机减排方面，仍旧需要更加突破性的技术和手段实现碳中和目标。


燃料替代


众所周知，飞机作为耗油量最大的交通工具之一，其燃料的使用是产生碳排放的主要因素(约占航空运输业总排放量的79%)。因此，针对航空燃料的减排路径是首要考虑的。目前替代传统化石能源燃料的主要两种方式是：清洁燃料（氢能）和可持续航空燃料（SAF）。


氢能在商业航空领域的主要应用：

  • 适用于小型、短程飞行的高压氢气和燃料电池；
  • 适用于涡桨支线科技的液氢和燃料电池组合；
  • 以及支持中、远程涡轮客机的液氢燃料。


另外，由于氢能的清洁特性，各大制造商也纷纷加快氢能布局，研发氢动力飞机。空客公司宣布将在2035年投入使用第一架零碳排氢动力商用飞机。根据国际清洁交通委员会发布的《发展中的氢动能飞机性能分析白皮书》中分析推测: 假设以2035到2050年为计算周期预测，如果可将20%-40%的现役飞机更换为氢动力，将会减少航空业整体6%-12%的碳排放。


图片来源：ICCT


可持续航空燃料（SAF）：

可持续航空燃料被视为航空业未来最有前景的替代燃料，目前根据原料分为两类，即生物衍生燃料和合成燃料。生物衍生燃料使用有机物质，例如二手食用油、动物脂肪、生活垃圾和能源作物等作为原料，而合成燃料则由空气或工业排放物中捕获的二氧化碳制成。


可持续航空燃料的优势主要体现在其生产过程中可以吸收二氧化碳，因此使得全生命周期的碳排放量减少至70%至100%。另外，可持续航空燃料可直接在现有的飞机燃油系统中使用，无需开发新的机载技术，这相较于机体节能升级改造，甚至更换购买具备高效能发动机的飞机减排路径来讲，大大的节省了成本。


但是如此绿色、可持续的替代方案为何在实际应用上停滞不前呢？根据国际清洁运输委员会（ICCT）发布的数据显示，其主要原因是源于成本价格（SAF的成本大约为化石燃料的 4 倍）与上游供应。可持续航空燃料在满足航空需求的同时也同时提供给陆上及海上交通工具，因此各行业的竞相使用使其产量问题变得越发严峻，依据国际能源署披露，目前可持续航空燃料的使用占比不足航空燃料总体使用量的0.1%。因此，如何解决可持续航空燃料的生产成本和供应问题是实现航空燃料去碳化的关键。


结语


在探寻飞机减排、燃油替代等技术升级、减排路径之外，通过地空运行管理、航线优化以及碳抵消与碳捕捉（CCUS）等减排手段也在被全方位地积极探索与深入研究当中。推动航空碳减排的进程道阻且长，但对于应对全球气候变化，实现碳中和的目标有着深远意义。如需了解更多，欢迎与我们联络。


宋菁

中国节能皓信副总经理

香港绿色金融协会ESG披露及整合工作组联席主席

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中国节能皓信: 市场部

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参考文献：

1. （2022）《看航空》 取自:

https://mp.weixin.qq.com/s/NnRCYRxuSpzmawUpHeSxiA


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日期：2022-07-19

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