陳 林

（中國民航管理干部學(xué)院經(jīng)濟管理系，北京 100102）

航空運輸作為一種重要的交通運輸方式，隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展發(fā)揮著越來越重要的作用。航空運輸業(yè)是經(jīng)濟發(fā)展的驅(qū)動器，航空運輸業(yè)對地方的、區(qū)域的和全國的經(jīng)濟發(fā)展貢獻包括產(chǎn)出和提供就業(yè)的機會存在乘數(shù)效應(yīng)。國際民航組織（ICAO，international civil aviation organization）2002年的研究報告認(rèn)為在全球經(jīng)濟中航空運輸業(yè)每創(chuàng)造100美元收入和100個就業(yè)機會，就能帶動其他產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造325美元收入和610個就業(yè)機會，航空運輸業(yè)以及與之相關(guān)產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)出占到世界經(jīng)濟的4.5%以上[1]。另外，根據(jù)中國民航管理干部學(xué)院謝立等人的測算，中國航空運輸業(yè)每萬元總投入對國民生產(chǎn)總值的完全貢獻為4.262 8萬元，同時還會帶來312個就業(yè)機會[2]。

但是隨著社會經(jīng)濟的增長和運輸量的擴大，航空運輸業(yè)產(chǎn)生的噪聲污染、空氣污染等環(huán)境負外部性日益嚴(yán)重，產(chǎn)生了明顯的外部成本，影響了社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

航空運輸飛機飛行過程中，大量廢熱、廢氣和污染粒子排放到空中，給空氣造成污染，特別是在對流層頂飛行的民航飛機排出的氧化氮氣體，是破壞臭氧的催化劑之一。有研究指出，飛機廢氣可導(dǎo)致臭氧減少10%[2]。

隨著世界航空運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，航空運輸業(yè)排放污染將更加嚴(yán)重。西方發(fā)達國家已經(jīng)開始利用排放收費等市場手段治理航空運輸業(yè)排放污染，并且取得了很好的效果。但是，由于中國理論研究和政策實施的局限，長期以來中國對航空運輸業(yè)排放污染沒有利用市場手段進行有效的治理，究其原因主要是中國目前缺乏航空運輸業(yè)排放外部成本測算的理論和方法。同時，由于中國沒有有效治理航空運輸業(yè)的排放污染，導(dǎo)致了航空運輸使用者的支出低于其產(chǎn)生的社會成本，并且在經(jīng)濟上缺乏效率。因此，中國航空運輸業(yè)啟動對排放外部成本進行測算及治理已迫在眉睫。

1 國內(nèi)外研究綜述

國外對飛機排放量和排放外部成本的定量測算理論和方法相對成熟，而且起步很早，在這兩方面的研究文獻和研究成果較多，而中國的研究剛剛開始，并且僅僅是排放氣體的定量測算，還沒有涉及航空排放氣體所產(chǎn)生外部成本的定量測算。作者認(rèn)為對本文具有借鑒意義的是如下兩個文獻。

PETER MORRELL 和 CHERIE LU（2007）[3]研究測算了中樞輻射型和城市對兩種航線網(wǎng)絡(luò)飛機在巡航和LTO階段排放產(chǎn)生的外部成本，通過比較其大小發(fā)現(xiàn)，城市對航線網(wǎng)絡(luò)排放的社會成本大大低于中樞輻射型航線網(wǎng)絡(luò)的社會成本，同時，分?jǐn)偟矫课宦每偷沫h(huán)境成本的差異取決于機場區(qū)域人口的密集度和中樞輻射型航線網(wǎng)絡(luò)繞路的程度。

夏卿等（2008）基于國際民航組織（ICAO）標(biāo)準(zhǔn)中的起飛著陸（LTO）循環(huán)概念，采用其發(fā)動機排放數(shù)據(jù)庫（engine emission data bank），結(jié)合中國民航機隊資料和民航飛行數(shù)據(jù)估算了飛機在民航機場的污染物（HC、CO、NOx、SO2）排放清單[4]。

2 飛機排放外部成本測算模型

飛機排放外部成本的高低主要受以下幾個因素的影響：飛機的運行，發(fā)動機的類型，排放率和機場的擁擠程度等。飛機起飛和降落階段對空氣的污染與飛機在巡航階段對空氣的污染是不同的，因為這兩個階段污染空氣的強度和方式都是不相同的。就一個航班而言，其起飛和降落階段排放的數(shù)量遠遠低于其巡航階段排放的數(shù)量。同時，前者導(dǎo)致了當(dāng)?shù)乜諝獾奈廴?，而后者則直接導(dǎo)致氣候的變化、全球變暖、臭氧層的消失等，而所有這些都會產(chǎn)生全球范圍的影響。由于目前對飛機在巡航階段排放認(rèn)識的局限性和數(shù)據(jù)取得原因，本文僅研究飛機起飛和降落階段排放的外部成本。

主要污染物的單位外部成本由Lu（2000）在前人大量文獻研究成果的基礎(chǔ)上確定[5]。本文利用Lu（2000）的研究成果并根據(jù)歐元和人民幣的兌換率以及中國的通貨膨脹率確定2008年中國主要污染物的平均單位外部成本，具體如表1所示?？梢钥闯鲋饕廴疚锏钠骄鶈挝煌獠砍杀静顒e很大。

表1 主要污染物的平均單位外部成本Tab.1 Average unit external costs of main pollutants

因此，通過利用表1中提供的主要污染物的平均單位外部成本，很容易根據(jù)發(fā)動機的類型和標(biāo)準(zhǔn)的飛行階段計算出航空器一次LTO排放的外部成本。

Fij表示第j種污染物在第i種飛行階段的排放量（kg），可通過下面的計算公式得到

其中：ti表示第i種飛行階段的飛行時間（h）；fi表示航空煤油在第i種飛行階段的消耗速度（kg/h）；eij表示第j種污染物在第i種飛行階段的排放指數(shù)（公斤污染物/公斤燃油）。Cek即第k種發(fā)動機類型（或機型）的航空器一個航班排放的外部成本（元），可由以下公式計算得到

其中：Uj表示第j種污染物的平均單位外部成本。起飛、爬升、進近和滑行4種飛行階段單獨計算。表1所示的4種污染物被計算。

最后，某機場年排放的外部成本Ce（元）由如下公式計算得到

其中：Dk是每年第k種機型和發(fā)動機類型航班的總數(shù)。

3 飛機排放外部成本計算結(jié)果

為了計算飛機排放外部成本，首先要計算飛機主要污染物的排放量，而要計算飛機主要污染物的排放量，就要確定飛機進近、滑行、起飛和爬升的時間，以及飛機在每個階段的燃油流量和主要污染物的排放指數(shù)。飛機進近、滑行、起飛和爬升的時間來自國際民用航空組織規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)時間，如表2所示，飛機在每個階段的燃油流量和主要污染物的排放指數(shù)來自ICAO的發(fā)動機排放數(shù)據(jù)庫。

表2 標(biāo)準(zhǔn)LTO循環(huán)下發(fā)動機推力設(shè)置和發(fā)動機不同工作狀態(tài)的時間Tab.2 Standard LTO cycle in terms of thrust settings and time spent in specific modes

除了ICAO數(shù)據(jù)庫中的污染成分HC、CO、NOx，通常還包括SO2。在估算硫的排放時，通常假定SO2的排放依賴于燃油成分，其排放指數(shù)與發(fā)動機性能無關(guān)，這里根據(jù) Kalivoda的 MEET計劃暫取為 1 g·kg－1（Kalivoda，et al．，1997）[4]。民用飛機發(fā)動機排放數(shù)據(jù)庫（部分）如表3所示。

表3 民用飛機發(fā)動機排放指數(shù)表（部分）Tab.3 Index of emissions from commercial aircraft used for civil aviation

結(jié)合ICAO的發(fā)動機排放數(shù)據(jù)庫中相對應(yīng)的發(fā)動機燃油消耗率和排放指數(shù)值，利用中國航空器與發(fā)動機匹配資料，按中國航空公司同一機型的不同發(fā)動機組成進行平均，得到中國航空公司某型飛機的平均燃油消耗率和排放指數(shù)，然后根據(jù)式（1）、式（2）以及表1中的相關(guān)數(shù)據(jù)計算出中國航空公司某型飛機的一個航班排放的外部成本（元）。最后，根據(jù)2008年每種機型起降的架次，利用式（3）可以計算出2008年中國相關(guān)機場飛機排放的總外部成本。表4～表6為中國B777飛機一個LTO排放外部成本的計算過程，可知中國B777飛機一個LTO排放的外部成本為2 424.37元。表7為2008年中國民航整體排放的外部成本以及首都國際機場等6個機場排放的外部成本。中國2008年民航整體排放的外部成本為50 606.94萬元；首都國際機場2008年排放的外部成本為5 498.92萬元，在6個機場里最高，這主要是由于首都國際機場時中國最繁忙的機場。

表4 B777飛機排放指數(shù)表Tab.4 Index of emissions from B777

表5 B777飛機在不同階段主要污染物的排放量Tab.5 B777’s emissions of main pollutants in different flight phases

表6 B777飛機在不同階段主要污染物的外部成本Tab.6 B777’s external costs of main pollutants in different flight phases

4 中國航空運輸業(yè)控制航空排放政策建議

中國作為負責(zé)任的民航大國，面對國際上針對發(fā)展中國家航空減排的強大壓力，特別是歐盟將于2012年將國際航空納入EU－ETS的舉措，需要在政策上創(chuàng)新思路并做出實際工作。中國民航在未來的“十二五”規(guī)劃中，要從長遠角度通盤考慮航空減排問題，避免發(fā)紅頭文件的“運動”方式處理，更要戒除一蹴而就、一了百了的思維定勢；在價值思維方式和認(rèn)識上，借鑒國外經(jīng)驗但不能照搬西方發(fā)達國家航空減排方式，特別是減排指標(biāo)的研究一定要符合當(dāng)下中國國家戰(zhàn)略和行業(yè)發(fā)展實際，為未來發(fā)展留有余地。

表7 2008年中國民航和6個機場排放的外部成本Tab.7 External costs of emissions for Chinese civil aviation and six airports in 2008

同時，建議民航局盡快啟動民航排放權(quán)交易制度，通過市場的方式來控制航空排放。另外，啟動民航排放權(quán)交易制度還能合理、公平地應(yīng)對歐洲等發(fā)達國家的挑戰(zhàn)。當(dāng)然，目前民航實施排放權(quán)交易制度，還將面臨許多困難，例如，航空公司的市場結(jié)構(gòu)決定了其競爭激烈，同時因為較高的資產(chǎn)負債率而負擔(dān)大量財務(wù)成本的各主要航空公司始終處于虧損或者微利狀態(tài)，如再讓其負擔(dān)過高的減排成本，很可能制約行業(yè)的發(fā)展。因此，排放權(quán)交易制度還需要各方面的深入研究然后逐步實施，但是仍相信排放權(quán)交易制度對中國航空運輸業(yè)排放治理將會是一個較好的方法。

5 結(jié)語

本文利用ICAO發(fā)動機排放數(shù)據(jù)庫構(gòu)建了航空運輸業(yè)排放環(huán)境外部成本測算模型，并選取首都國際機場等6個國際機場作為實證研究的對象，測算和比較了其2008年排放產(chǎn)生的環(huán)境外部成本，可以看出中國機場普遍存在顯著的排放環(huán)境外部成本。同時，本文提出了通過實施排放權(quán)交易制度將中國航空運輸業(yè)排放環(huán)境外部成本內(nèi)部化的政策建議。

本文的研究成果可用于中國航空運輸業(yè)排放環(huán)境外部成本的測算和治理，從而有助于實現(xiàn)中國民航與中國經(jīng)濟社會的和諧發(fā)展，同時也能促進國家間的公平。另外，本文的研究成果還可用于中國新建機場和改擴建機場的可行性研究。因為，目前國內(nèi)在新建機場和改擴建機場時主要考慮了其財務(wù)效益和財務(wù)成本，同時隨著外部性問題研究的深入，機場的正外部性由于其估算方法的成熟也逐步被考慮在內(nèi)，但機場的排放環(huán)境外部成本一直沒有給予量化。因此，本文的研究成果正好可以解決這一問題。

[1]ICAO.Forecasting and Economic Planning Section：Economic Contribution of Civil Aviation-Ripples of prosperity[EB/OL].[2011-05-29].http：//www.icao.Int/icao/en/atb/fep/EconContribution.pdf.

[2]陳 林.航空運輸經(jīng)濟學(xué)[M].北京：中國民航出版社，2008.

[3]PETER MORRELL，CHERIE LU.The environmental cost implication of hub-hub versus hub by-pass flight networks[J].Transportation Research，2007，Part D（12）：143-157.

[4]夏 卿.中國民航機場飛機起飛著陸（LTO）循環(huán)排放量估算[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報，2008，28（7）：1469-1474.

[5]LU C.Social Welfare Impacts of Environmental Charges on Commercial Flights[D].Cranfield&Shrivenham：Cranfield University，2000.