中国民航节能减排对策研究
2014-03-22于敬磊
于敬磊
(中国民航工程咨询公司 北京 100621)
1 民航行业面临的节能减排形势分析
1.1 我国二氧化碳减排的承诺
2009年的哥本哈根气候变化大会上,国务院总理温家宝承诺中国在2005年基础上,到2020年将万元GDP碳排放量减少40%~45%。飞行安全、航空保安、环境保护是国际民航界最关注的三项议题,民航业环境保护的核心是节省燃油和减少碳排放。
1.2 历年民航行业碳排放在我国碳排放总量中的比重
中国民用航空业最近几年高速发展,拥有5%的年增长率。从我国民航行业能耗和CO2排放情况来看,其在全国碳排放总量中所占的比重越来越大。2005年,民航业能源消耗总量约为1300×104t标准煤,约占综合交通运输能耗总量的8%(不含私人轿车)综合交通运输能耗总量约占全国能耗总量的7.4%。全行业CO2排放量约为3000×104t,约占全国CO2总排放的0.6%,约占综合交通运输CO2总排放量的8%。
1990年我国民航碳排放量206×104t,2008年我国民航业CO2排放量为2009×104t,年均增长率为16%。1990年民航业碳排放在全国碳排放总量中所占的比重为0.08%,2008年增长到0.44%,年均增长率为10%。由此可见,减少民航业碳排放迫在眉睫。
图1 1990-2008 中国民航碳排放量
图2 1990-2008 中国民航碳排放量在全国中的比重
从综合交通运输(不包括私人汽车)CO2排放结构历年的变化情况来看,民航在综合交通运输碳排放中所占的比例也处于不断上升的趋势。1990年我国民航碳排放在全国交通运输行业碳排放总量中所占的比重为1.7%,2008年增加到6.6%,年均增长率为8%。2008年我国公路CO2排放量占全国交通行业碳排放总量的73.2%,铁路为7.1%,民航为6.6%,水运为8.4%,其他交通运输方式为4.8%。
图3 1990-2008 年我国交通运输碳排放结构
根据国内有关学者的研究,假设2005年到2020年,我国交通运输业CO2排放量年均增长率为5%,到2020年中国交通运输CO2排放量将达到64681×104t。如果民航业按照1990~2008年在全国碳排放中所占比重年均8%的增长速率,到2020年民航碳排放将占我国交通运输CO2排放总量的15%,即到2020年民航业CO2排放将达到9702×104t。
1.3 民航业主要的CO2 排放来源
民航业CO2的主要排放源为航油燃烧的碳排放,机场用能的碳排放,航空公司地面用能的碳排放以及空管和其他民航企事业单位的用能碳排放。航油燃料在燃烧过程中能产生的废气有CO2、NOX、CO和SOX等,其中CO2占排放气体的70%左右。约有10%的发动机废气排放于地面,被视为机场当地空气质量污染;其余90%的发动机废气排放于高空,被视为温室气体排放。从各种航空燃料CO2排放系数来看,航空煤油的CO2排放系数最高,为3.15tCO2/t燃料;航空汽油和喷气发动汽油均3.10tCO2/t燃料。
表1 航空二氧化碳排放系数
1.4 我国民航行业CO2 减排的目标
作为世界第二航空运输大国,我国正积极参与国际民航组织针对气候变化与控制航空排放的相关政策和标准的制定。按照国际民航组织的要求,在保障民航业发展的前提下进一步做好各项控制航空排放的工作,在控制碳排放方面做了大量的工作。未来,中国民航仍将继续把节能减排作为民航非常重要的工作来抓。
2006年年初,民航局下发了《关于加强节能工作的意见》,明确地提出了“到2010年民航单位产出能耗比目前下降10%左右,力争到2020年下降20%,达到目前航空发达国家的水平的目标。《民航行业节能减排规划》确定到2015年“吨公里能耗和吨公里CO2排放均比2005年下降15%的目标”。
2 当前我国民航主要的CO2 减排措施
根据国务院《节能减排综合性工作方案》的总体部署,民航在未来行业控制温室气体排放工作的主要方向是控制飞机燃油消耗和改进空中交通管理体系,依靠技术进步控制民航温室气体的排放。我国民航主要的碳减排措施包括:
2.1 优化飞行航线
通过优化航路提高航线的利用率,避免不必要的运力投入。《节能减排规划》提出要:加强航线布局和航班编排的优化调整,提高载运效率。合理安排航班计划,对不同航线配备合适运力的机型。
2.2 提高空管水平
2.2.1 提高空管指挥水平,提高管理水平,减少飞机的空中拥堵、空中等待和地面等待,缩短飞机地面滑行时间和进离场航线距离,减少燃油空耗。通过开放原有管制航路、开辟新航路等措施,民航飞机将截弯取直,从而减少飞行时间和降低航油消耗。在空管过程中,航管水平的提升可以营造有序、便捷的空中交通环境,减少不必要的空中盘旋和地面等待时间。在机场区,设计合理的候机楼、停机位和跑道等缩短飞机入位等待时间和进出港滑行时间。
2.2.2 改进飞行程序设计:充分利用卫星导航、自动相关监视(ADSB)、区域导航、所需导航性能(RNP)、缩小垂直间距(RVSM)、连续进近(CDA)等航线新技术缩短飞行路线,保持最佳飞行高度,提高运行效率。
2.2.3 推进新一代空管体系建设。加强新技术和新程序的应用,提高运行管理中心协调、决策能力;改善和优化空域环境,发挥大型区域管制中心的作用,提高重点繁忙机场和航路的运行容量;加强气象系统建设,将天气对飞行的影响降低到最小。
2.3 调整机队结构
《节能减排规划》提出:要优化运力和航线航班鼓励引进节能环保机型和节油改造,淘汰高耗油的老旧飞机,建设和保持一支低能耗的环保节能型机队。积极采取新技术减少油耗和废气排放,欧盟等一些国家开始研制更加节能的飞机发动机。当前我国正在执飞的主要机型碳排放情况见下表。
表2 我国民航主要机型单位周转量碳排放量 kg/tkm
2.4 机场的节能设计与节能改造
在机场选址、设计、建设、运营等各环节体现节能原则,落实节能要求。优先采用能耗低的设计方案,减少制冷和制热方面的能源消耗;鼓励使用低损耗、高效能的材料和设施设备,力求在满足室内环境舒适要求下,能源消耗最小;在机场照明、空调系统中逐步推广节电装置;根据天气、光线、温度和机场旅客量等采取不同的照明等级和温度控制。
[1]刘建翠.中国交通运输部门节能潜力和碳排放预测.资源科学,2011,33(4):640-646.
[2]国家发改委,民航局.民航行业节能减排规划.