全球航空业应对碳排放挑战

本文转自：中国改革报

全球航空业应对碳排放挑战

电动化、氢能化、可持续航空燃料能源替代方案助力实现民航碳减排目标

航空运输业碳排放的主要来源中，航油燃烧约占总排放量的79%，是民航业碳排放的大户。国际能源署报告显示，2013年至2019年，全球民航运输业碳排放量已超过国际民航组织预测数值的70%。气候行动追踪组织将航空业碳中和发展目标进展评为“严重不足”。如果不加控制，到2050年全世界将有25%的碳排放来自航空业。因此，民航业减碳的关键之处就是寻找更环保的航空燃料替代。

全球航空减碳在路上

目前，全球广泛研究且可行性较高的能源替代方案有电动化、氢能化、可持续航空燃料三种方式。据了解，从技术层面来看，电动化、氢能化等方式难以在中短期内取得重大进展并对碳减排提供有效帮助。先看电动飞机，在现有电池技术下，受限于电池功率，支持飞机长途飞行所需电池组过大过重，且安全性也存在隐患，电动飞机尚不具备在大型客机中推广的可能。再看氢动力飞机，氢单位体积能量密度偏低，对于相同能量的燃料，储存液态氢所用的加压燃料箱体积约为常规飞机油箱的4倍，且燃料箱必须广泛绝热并增压，这些严苛的条件将限制氢动力飞机普及。

国际航空运输协会表示，航空业要实现净零排放目标，预计65%的减碳贡献将来自可持续航空燃料。氢动力飞机也是各方研发的方向，但囿于技术和成本等原因，未来可能仅限于短途航线。国际航空运输协会相关负责人塞巴斯蒂安·米克兹表示：“2035年，氢动力推进系统最有可能用于短途商业飞行，但大部分排放来自长途宽体机的飞行。为解决这些排放问题，可持续航空燃料是唯一经验证的解决方案。”

可持续航空燃料又分为可持续航空生物燃料和可持续航空合成燃料。可持续航空燃料是由可再生原料制成的替代燃料。它的来源多样，既可以是二手食用油、生活垃圾和能源作物等生物燃料，也可以是从空气或工业排放物中捕获的二氧化碳制成的合成燃料。与一般航油相比，可持续航空燃料不仅可以为飞行提供动力，而且减少80%的碳排放，且航空公司几乎不需要对飞机进行改装便可直接使用。因此，多数国家将可持续航空燃料看作航空业减排突破的关键。

从技术及已有商业应用角度看，中短期内，可持续航空燃料将成为航空运输业减少二氧化碳排放的主要驱动力。可持续航空燃料具有与常规航油几乎相同的特性，截至2022年，全球已有50家航空公司使用添加了可持续燃料的航油，累计商业航班超过45万架次。

阿联酋航空完成100%可持续航空燃料演示飞行

近日，阿联酋航空的一架波音飞机从迪拜国际机场起飞，使用100%可持续航空燃料，沿迪拜海岸线飞行了1个多小时。这是中东北非地区的首次类似试验飞行。阿联酋航空首席运营官阿德尔·雷德哈说：“这次试飞对阿联酋航空来说是一个重要的里程碑，同样也是航空业迈出的积极一步。”

阿联酋航空表示，此次试飞为减少航空业碳排放提供了更广泛的尝试，有助于完善可持续航空燃料的相关使用标准，同时对未来100%“即用型”可持续航空燃料被正式批准用于飞机的相关认证提供了支持。目前，可持续航空燃料已获准用于所有飞机，但只能与传统航空燃料混合使用且混合比例最高为50%。

阿联酋航空致力支持有助于最大限度减少二氧化碳排放的举措，并且该航空公司已经在燃油效率、节能和运营优化方面取得了长足进步。该航空公司还支持国际航空运输协会（IATA）到 2050年实现净零碳排放的集体行业承诺，并正在探索提高运营燃油效率、可持续航空燃料、低碳航空燃料（LCAF）和可再生能源的机会。

新冠肺炎疫情发生前，航空业温室气体排放量约占全球温室气体总排放量的2%~3%。在2022年10月举行的国际民航组织第四十一届大会上，国际民航组织成员一致同意通过“集体长期理想目标”，到2050年实现航空业净零排放。为实现这一目标，各方呼吁综合采取多项措施，包括加快采用创新航空器技术、精简航班运行以及更多使用可持续航空燃料等。

资料显示，目前已有至少38个国家出台了可持续航空燃料相关政策。全球首个使用100%可持续航空燃料的商业航班是2018年美国联邦快递与波音合作完成的。2020年，阿联酋航空接收了首架由可持续航空燃料驱动的空客A380飞机。

当前，可持续航空燃料价格约是普通航空燃料的2~4倍。国际航空运输协会理事长威利·沃尔什表示，各国政府鼓励发展太阳能或风能的措施已被证明行之有效。通过类似激励举措，到2030年，可持续航空燃料的年产量有望从2021年的1.25亿升增加到300亿升，达到生产和利用的转折点。

英国支持氢能和全电动飞行技术发展

日前，英国政府宣布，英国政府和工业界将以1.13亿英镑（1.355亿美元）共同支持氢能和全电动飞行技术，以开启“无内疚感”飞行。

通过航空航天技术研究所（ATI）的计划，英国政府表示，将与业界共同支持新的零碳技术，以开拓“零碳飞行”的未来。根据新的资助计划，英国各地的项目将得到支持，其中包括劳斯莱斯主导的开发液氢燃烧喷气发动机的项目。

据悉，2022年11月，劳斯莱斯（Rolls-Royce）和易捷航空（easyJet）曾宣布，他们在开发氢能发动机方面已经达到了一个新的里程碑，完成了“世界上首次”使用氢能的现代航空发动机。

英国政府还表示，总部位于布里斯托尔（Bristol）的电动飞机制造商——垂直航空公司（Vertical Aerospace）将获得开发高端、轻型电池的相关支持，在新的融资机会下成功的项目将在整个供应链中提供数千个就业机会，并为私人投资带来数百万英镑。

当前，英国航空业正在积极推动氢能在该领域的应用。2022年，作为ATI HyFlyer II项目的一部分，ZeroAvia的氢动力Dornier 228试验台飞机曾在英国升空。ZeroAvia创始人兼首席执行官Val Miftakhov表示：ZeroAvia的19座飞机的首飞，展示了其技术的可扩展性，并强调了零排放推进的快速进展。

据英国媒体报道，ZeroAvia公司有望在2025年之前只使用氢燃料电池动力进行商业飞行，这是朝着没有温室气体排放的航空旅行迈出的一步。该公司称，与锂离子电池相比，氢-电力（Hydrogen-Electric）动力系统的能量高出30倍，循环周期更短。作为一种完全可扩展的零排放航空解决方案，与所有其他替代脱碳解决方案相比，该技术具有一系列优势。

英国商务、能源和工业战略部部长格兰特·夏普斯在评论新的资金支持政策时表示，“随着全世界向着更绿色的航空时代前进，英国航空航天业将在未来几十年迎来巨大的发展机遇，确保清洁、绿色的经济增长。”

与此同时，英国交通运输部将发起一项“意见征集”，就如何在2040年实现英国机场运营的“零排放目标”，征求航空部门的意见。英国交通运输部部长马克·哈珀（Mark Harper）表示：“除了开发下一代飞机，我们还必须让该行业在地面上的运营更加环保，我们现在发起的‘意见征集’，将有助于我们明确机场在2040年前实现零排放的路径。”

据了解，在此之前的2022年11月，英国曾公布一项协议，概述了通过英国“旗舰”大型低碳制氢集群——HyNet，向曼彻斯特机场输送氢气的计划。一系列的行动表明，英国政府正在加快推动航空领域的减排。

“劳斯莱斯欢迎英国政府的这一计划，”劳斯莱斯首席技术官格拉齐娅·维塔迪尼指出：“ATI的资助，将使我们和我们的合作伙伴得以实施那些激动人心的项目，这些项目对于实现我们的净零路线图至关重要，并将推动英国成为‘更可持续飞行’的领导者。”

（本报记者曲静怡综合编辑整理）