■ 王翔宇 侯薇 / 中國(guó)航發(fā)研究院

《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》從推廣可持續(xù)航空燃料、開發(fā)新的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、提升機(jī)隊(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理效率和加強(qiáng)政策法規(guī)引導(dǎo)等方面出發(fā)，首次系統(tǒng)性地描述了美國(guó)政府為實(shí)現(xiàn)2050年航空業(yè)凈零碳排放目標(biāo)所設(shè)定的行為框架。

在2021年11月召開的聯(lián)合國(guó)氣候大會(huì)上，美國(guó)聯(lián)邦航空局（FAA）發(fā)布了《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》。作為美國(guó)航空業(yè)應(yīng)對(duì)氣候變化、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展的首份綜合綱領(lǐng)性文件，該計(jì)劃基于美國(guó)政府視角，以推廣可持續(xù)航空燃料（SAF）、開發(fā)新的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、提升機(jī)隊(duì)機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理效率和加強(qiáng)政策法規(guī)引導(dǎo)為主要著眼點(diǎn)，在整個(gè)航空生態(tài)系統(tǒng)確定了多個(gè)促進(jìn)創(chuàng)新和推動(dòng)變革的具體行動(dòng)舉措，助力美國(guó)航空業(yè)達(dá)成2050年溫室氣體凈零碳排放的宏偉目標(biāo)。

推廣可持續(xù)航空燃料

雖然航空業(yè)一直在考慮各種取代航空煤油的脫碳方案，不過《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》認(rèn)為在未來(lái)幾十年里大概率無(wú)法通過電氣化或者氫能源為商用飛行提供動(dòng)力。這種情況使得由可再生和廢物原料生產(chǎn)的SAF對(duì)于航空業(yè)的長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展的重要意義更加凸顯，成為了全生命周期100%降低溫室氣體排放的現(xiàn)實(shí)選擇。FAA與工業(yè)界2006年聯(lián)合發(fā)起了商業(yè)航空替代燃料倡議（CAAFI），支持了一系列促進(jìn)SAF開發(fā)測(cè)試、標(biāo)準(zhǔn)制定與商業(yè)應(yīng)用的項(xiàng)目，盡快將100%SAF應(yīng)用到現(xiàn)有機(jī)隊(duì)是其當(dāng)下的工作重點(diǎn)，這也是航空業(yè)實(shí)現(xiàn)脫碳發(fā)展必須克服的障礙。

除FAA以外，美國(guó)多個(gè)政府機(jī)構(gòu)均在降低SAF生產(chǎn)成本、提高可持續(xù)性效益和擴(kuò)展供應(yīng)鏈等方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。美國(guó)農(nóng)業(yè)部重點(diǎn)關(guān)注原料供應(yīng)鏈系統(tǒng)項(xiàng)目，通過貸款擔(dān)保為SAF生產(chǎn)設(shè)施改造提供財(cái)政援助；美國(guó)能源部啟動(dòng)了多種SAF的制備工藝研究，并量化了與原料有關(guān)的溫室氣體排放和土壤碳動(dòng)態(tài)，填補(bǔ)了生物燃料供應(yīng)鏈中缺失的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)；美國(guó)環(huán)境保護(hù)局著手優(yōu)化SAF的監(jiān)管審批流程，根據(jù)可再生燃料標(biāo)準(zhǔn)（RFS）對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)一管理；美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）對(duì)正在研發(fā)的各種概念飛行器進(jìn)行SAF應(yīng)用測(cè)試，并嘗試使用在翼發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量來(lái)精準(zhǔn)測(cè)定各種SAF的排放水平。

發(fā)展和應(yīng)用SAF已經(jīng)成為美國(guó)政府應(yīng)對(duì)航空氣候問題的優(yōu)先手段。根據(jù)最新公布的可持續(xù)航空燃料大挑戰(zhàn)（SAF Grand Challenge）戰(zhàn)略構(gòu)想，美國(guó)交通部、能源部和農(nóng)業(yè)部等多機(jī)構(gòu)將與航空業(yè)通力協(xié)作，明確各個(gè)參與者的作用、制定相關(guān)政策框架，進(jìn)一步降低SAF的經(jīng)濟(jì)成本、提升SAF可持續(xù)性并擴(kuò)大SAF的生產(chǎn)應(yīng)用。預(yù)計(jì)美國(guó)SAF的年產(chǎn)量將從目前的0.17億L急速躍升到2030年的114億L，到2050年的供應(yīng)能力將達(dá)到1325億L，完全滿足美國(guó)航空業(yè)的燃料需求。

開發(fā)新的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)

過去的50年，飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的進(jìn)步使得飛行的燃料效率提高了70%，也是航空業(yè)減排的最大推動(dòng)力量。然而，隨著傳統(tǒng)航空技術(shù)潛力越接近天花板，進(jìn)一步的探索改進(jìn)給航空制造商帶來(lái)了沉重的財(cái)務(wù)壓力，同時(shí)越來(lái)越長(zhǎng)的使用壽命影響了航空運(yùn)營(yíng)商更新機(jī)隊(duì)的速度，抑制了航空制造商快速收回成本并開發(fā)新技術(shù)的能力。因此，來(lái)自政府層面的投資支持對(duì)于降低企業(yè)為開發(fā)新的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)所附加的風(fēng)險(xiǎn)顯得非常重要。早在2010年FAA就啟動(dòng)了持續(xù)降低能耗、排放和噪聲計(jì)劃（CLEEN），在其支持下工業(yè)界能夠快速將消耗更少燃料、產(chǎn)生更少排放和具有更低噪聲的下一代航空技術(shù)集成到當(dāng)前的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品上。此外，NASA也在借助先進(jìn)飛行器計(jì)劃（AAVP）、綜合航空系統(tǒng)計(jì)劃（IASP）、變革性航空概念計(jì)劃（TACP）和空域操作與安全計(jì)劃（AOSP）開展了一系列可持續(xù)航空技術(shù)的基礎(chǔ)研究和演示驗(yàn)證工作。

美國(guó)政府推廣SAF的主要舉措

可持續(xù)航空燃料大挑戰(zhàn)戰(zhàn)略重點(diǎn)工作

考慮到飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展比其他措施需要更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)其環(huán)境效益，美國(guó)政府為加速這一進(jìn)程于2021年上半年正式提出了可持續(xù)飛行國(guó)家伙伴關(guān)系計(jì)劃（SFNP），F(xiàn)AA和NASA將與工業(yè)界協(xié)力開展超高效機(jī)翼（跨聲速桁架式機(jī)翼）、緊湊型核心機(jī)和混合動(dòng)力推進(jìn)系統(tǒng)的飛行和地面技術(shù)演示，并利用全新的高速?gòu)?fù)合材料制造技術(shù)縮短新飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)周期。通過這些技術(shù)開發(fā)的努力，下一代窄體機(jī)和寬體機(jī)分別有望在2035年和2040年進(jìn)入市場(chǎng)。與當(dāng)前同類最佳飛機(jī)相比，其燃料消耗可降低25%～30%，噪聲可降低10 ～15dB。NASA針對(duì)純電動(dòng)和氫動(dòng)力飛行相關(guān)技術(shù)的探索也在進(jìn)行中，不過為實(shí)現(xiàn)其在大型商用飛行上的成熟應(yīng)用還有太多的工作有待開展，例如即便是小型通航飛行器，目前仍需進(jìn)一步評(píng)估純電動(dòng)或氫動(dòng)力改進(jìn)后的全生命周期排放水平、是否真正起到了降低排放的效果。

提升機(jī)隊(duì)運(yùn)營(yíng)效率、降低機(jī)場(chǎng)排放

改進(jìn)空中交通管理水平并升級(jí)相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施是構(gòu)建高效率航空運(yùn)輸系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)。雖然全球民航飛行效率已經(jīng)達(dá)到94%～98%的高位，不過由于必要的操作限制和安全、機(jī)場(chǎng)容量、天氣和噪聲等因素的存在，機(jī)隊(duì)運(yùn)營(yíng)總是存在一些難以改變的低效率區(qū)間，同時(shí)隨著市場(chǎng)需求的擴(kuò)張，可供使用的空域資源也變得越來(lái)越緊張，保持并進(jìn)一步提升現(xiàn)有效率水平并不是一件容易的事情。FAA的下一代航空運(yùn)輸管理系統(tǒng)（NextGen）項(xiàng)目已在美國(guó)國(guó)家空域系統(tǒng)（NAS）中部署了數(shù)量可觀的導(dǎo)航、監(jiān)視、通信、自動(dòng)化和信息基礎(chǔ)設(shè)施，基于性能的導(dǎo)航程序（PBN）得以推廣，在衛(wèi)星支持下能夠創(chuàng)建精確、可重復(fù)、可預(yù)測(cè)和高效的三維飛行路徑，廣播式自動(dòng)相關(guān)監(jiān)視系統(tǒng)（ADS-B）則為飛機(jī)位置的態(tài)勢(shì)感知提供了更高精度和更快的更新速度。據(jù)FAA的估算，2010—2019年通過提升機(jī)隊(duì)運(yùn)營(yíng)效率為美國(guó)航空業(yè)節(jié)省的燃料超過了18億L、市場(chǎng)價(jià)值在12億美元以上。

美國(guó)政府在推廣可持續(xù)航空燃料方面的主要舉措

為營(yíng)造完全共享的空中交通服務(wù)環(huán)境，更廣泛的數(shù)據(jù)聯(lián)通、更多的決策支持信息以及更持續(xù)的飛行態(tài)勢(shì)感知將是后續(xù)工作的重點(diǎn)，此時(shí)運(yùn)營(yíng)商可以選擇更加省油的軌跡飛行（特別是在巡航階段），同時(shí)也可充分利用風(fēng)向等天氣條件更好地提升燃料效率，預(yù)計(jì)到2030年能夠?yàn)槊绹?guó)航空業(yè)帶來(lái)2%的二氧化碳減排收益。聯(lián)系更加緊密、數(shù)據(jù)更加豐富的航空運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)對(duì)于環(huán)境保護(hù)的意義還體現(xiàn)在了其他很多方面，如通過減少尾跡的生成弱化其熱反射和熱輻射所帶來(lái)的溫室效應(yīng)。雖然與燃料燃燒相比機(jī)場(chǎng)自身的二氧化碳排放量相對(duì)較小，但也不應(yīng)忽視其在應(yīng)對(duì)氣候變化方面所起的作用，提升機(jī)場(chǎng)電力系統(tǒng)的效率和可靠性、基礎(chǔ)設(shè)施的電氣化改造、加快機(jī)場(chǎng)電動(dòng)運(yùn)營(yíng)車輛替代和減少夜間照明能耗等工作均得到了FAA的資金支持。

美國(guó)政府在提升機(jī)隊(duì)運(yùn)營(yíng)效率方面的主要舉措

加強(qiáng)政策法規(guī)引導(dǎo)

自從1983年國(guó)際民航組織（ICAO）航空環(huán)境保護(hù)委員會(huì)（CAEP）成立以來(lái)，美國(guó)政府在協(xié)助制定與民航噪聲和排放有關(guān)的政策法規(guī)以及相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和建議措施（SARPs）上表現(xiàn)活躍，也是2016年國(guó)際航空碳抵消和減少方案（CORSIA）得以出臺(tái)的主要推手和積極倡導(dǎo)者，確保其在具備技術(shù)可行性和經(jīng)濟(jì)合理性的同時(shí)產(chǎn)生最大的環(huán)境保護(hù)收益。在CORSIA框架下并基于自愿性原則，F(xiàn)AA率先實(shí)施了航空碳排放檢測(cè)、報(bào)告和核算（MRV）規(guī)則，涵蓋了美國(guó)航空公司98%以上的國(guó)際飛行活動(dòng)。FAA已表示將繼續(xù)全力為ICAO及其各個(gè)委員會(huì)提供技術(shù)支撐以盡快形成第一個(gè)航空碳排放國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在現(xiàn)有職權(quán)范圍內(nèi)盡可能制定規(guī)則保障CORSIA的充分實(shí)施，并努力與其他國(guó)家建立協(xié)作機(jī)制推動(dòng)CORSIA在全球范圍的應(yīng)用，包括簽訂雙邊伙伴協(xié)議以強(qiáng)化成本分擔(dān)和氣候研究合作、共享用來(lái)開發(fā)完善航空環(huán)境建模的數(shù)據(jù)庫(kù)以及擴(kuò)大相關(guān)從業(yè)人員的培訓(xùn)交流。特別說(shuō)明的是，雖然針對(duì)的是國(guó)際航班碳排放問題，但CORSIA對(duì)于促進(jìn)國(guó)內(nèi)航空業(yè)的低碳發(fā)展同樣具有重要的參照意義，尤其是其提供的諸如碳捕獲和碳隔離等跨行業(yè)減排選項(xiàng)將是FAA審查并統(tǒng)合未來(lái)航空業(yè)碳排放政策的重要切入點(diǎn)。

《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》vs《目標(biāo)2050》

隨著歐洲航空業(yè)凈零碳排放發(fā)展戰(zhàn)略《目標(biāo)2050》于2021年2月發(fā)布并引發(fā)了強(qiáng)烈反響，大西洋彼岸同為全球航空業(yè)引領(lǐng)者的美國(guó)自然也不甘落后，推出了又一版本的綠色航空愿景，即《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》。雖然在具體論述和細(xì)分條目上有所差異，但二者均將推廣可持續(xù)航空燃料、開發(fā)新的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、提升運(yùn)營(yíng)管理效率和加強(qiáng)政策法規(guī)引導(dǎo)作為未來(lái)航空業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵舉措，并認(rèn)為單獨(dú)依靠某一種路徑無(wú)法實(shí)現(xiàn)2050年二氧化碳凈零排放這一共識(shí)目標(biāo)。不過與《目標(biāo)2050》側(cè)重于定量化表達(dá)歐洲航空制造商、航空公司、機(jī)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)商和空中導(dǎo)航服務(wù)商等市場(chǎng)參與者的發(fā)展思路不同，《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》的相關(guān)內(nèi)容更加宏觀、更加籠統(tǒng)，更多地體現(xiàn)了美國(guó)政府的意志以及如何協(xié)調(diào)各個(gè)政府機(jī)構(gòu)去推進(jìn)整個(gè)計(jì)劃的實(shí)施。

針對(duì)各項(xiàng)關(guān)鍵舉措自身，《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》旗幟鮮明地認(rèn)為SAF將在未來(lái)30年航空業(yè)低碳化發(fā)展的歷史潮流中發(fā)揮著不可替代的作用，這也與拜登政府上臺(tái)以來(lái)在多個(gè)渠道的表態(tài)相契合，盡管其也承認(rèn)至少在10年內(nèi)SAF的低成本應(yīng)用和規(guī)?；a(chǎn)都存在很大的障礙。而對(duì)《目標(biāo)2050》中備受推崇的革命性飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》的態(tài)度則較為消極，認(rèn)為所謂“非液體能源”技術(shù)的成熟遠(yuǎn)沒有想象的快，甚至給出了“純電動(dòng)系統(tǒng)很難在2050年前應(yīng)用到產(chǎn)生大部分航空碳排放的中長(zhǎng)途航班”“氫動(dòng)力飛行不會(huì)為2050年綠色航空目標(biāo)的達(dá)成做出重大貢獻(xiàn)”的結(jié)論。當(dāng)然從目前的情況來(lái)看，美歐之間保守與激進(jìn)的路線之爭(zhēng)還沒有一個(gè)最終的答案，也許隨著時(shí)間的推移二者會(huì)在某種程度上互相妥協(xié)與融合。

盡管《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》和《目標(biāo)2050》都認(rèn)可經(jīng)濟(jì)刺激政策對(duì)于航空業(yè)綠色發(fā)展的引導(dǎo)作用，但前者再次為以抵消為核心、排放總量上不封頂?shù)腃ORSIA方案背書，后者則依舊以歐盟碳排放交易體系（ETS）為出發(fā)點(diǎn)。特別是隨著ETS第四階段（2021—2030年）的啟動(dòng)，碳排放配額進(jìn)一步壓減、配額交易價(jià)格進(jìn)一步升高已成定局，航空公司開始承受前所未有的排放經(jīng)濟(jì)壓力，貿(mào)然向歐洲外區(qū)域推廣可能帶來(lái)《航空氣候行動(dòng)計(jì)劃》所擔(dān)憂的“破壞性市場(chǎng)扭曲”，拔苗助長(zhǎng)的行為無(wú)益于航空業(yè)長(zhǎng)期可持續(xù)發(fā)展?？梢韵胍姡磥?lái)CORSIA這種寬松政策和ETS這種嚴(yán)格政策的協(xié)調(diào)共存必然不會(huì)水到渠成，全球性激烈的碳排放、碳交易市場(chǎng)博弈也在考驗(yàn)各國(guó)政府的智慧。

結(jié)束語(yǔ)

隨著美歐航空業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的相繼出臺(tái)，圍繞中國(guó)“2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和”整體戰(zhàn)略部署，目前至少有3個(gè)問題亟待我國(guó)航空業(yè)分析解答。第一，中長(zhǎng)期來(lái)看我國(guó)航空脫碳發(fā)展的主要依托是什么？是可持續(xù)航空燃料，還是純電動(dòng)/氫動(dòng)力技術(shù)，抑或是其他，如何能將各種減排舉措更好的結(jié)合起來(lái)。第二，如何使航空制造商、運(yùn)營(yíng)商和服務(wù)商這些市場(chǎng)參與者以及諸多相關(guān)政府機(jī)構(gòu)更緊密有效地銜接，從而實(shí)現(xiàn)綠色航空從規(guī)劃到執(zhí)行的統(tǒng)一。第三，面對(duì)CORSIA和ETS的先發(fā)制人、跑馬圈地，如何更好地參與國(guó)際航空排放標(biāo)準(zhǔn)與政策的制定，代表中國(guó)乃至所有發(fā)展中國(guó)家爭(zhēng)奪話語(yǔ)權(quán)，避免行業(yè)碳壁壘的出現(xiàn)。當(dāng)然也要認(rèn)識(shí)到，全球航空產(chǎn)業(yè)“第三時(shí)代”的到來(lái)對(duì)于像中國(guó)這樣的后發(fā)者來(lái)說(shuō)機(jī)遇遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于挑戰(zhàn)，順應(yīng)時(shí)代、迎接變革、積極謀劃、穩(wěn)步前行，才能真正實(shí)現(xiàn)我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)的跨越式突破性發(fā)展。