基于碳减排视角下的航空与高铁竞争分析

2022-03-01重庆机场集团有限公司

民航管理 2022年1期

□ 重庆机场集团有限公司邓羽/文

2020年9月，在第75届联合国大会上，习近平主席代表中国政府做出郑重承诺：中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取于2060年前实现碳中和。就交通行业碳排放情况来看，根据国际能源署（IEA）数据，2019年中国交通碳排放约占中国整体碳排放的9.7%，明显低于全球交通碳排放23.3%的平均占比，但1990～2018年中国交通碳排放复合增速达到8.3%，显著高于全球交通碳排放的增速（2.1%）及中国整体碳排放的增速（5.6% ）。从结构上看，2019年中国民航运输的碳排放量约占全国交通碳排放总量的10%左右，高于铁路业8%的占比；所有运输方式中，公路运输占比将近总量的3/4以上，远远高于其他方式。

总体来看，航空碳排放在交通行业中占比虽然不算特别突出，但航空业减排的确存在较大困难。因此，为达成交通行业“碳达峰、碳中和”整体目标，有观点提出应鼓励旅客运输从航空向高铁转变，通过优化运输结构方式促成减排目标达成。在力争交通行业实现“零排放”的过渡过程中，欧盟《可持续和智能交通战略》（SSMS）也明确对铁路运输寄予厚望，主张“即使以牺牲部分航空运输为代价，也力争在未来十年将高铁运输量翻一番，到2050年翻两番”。法国国民议会2021年4月10日也表决通过一项法案，为减少碳排放，法国境内乘火车两个半小时以内能够到达的城市之间禁止设立民航客运航线（但该法案目前还需获得法国参议院批准方能生效）。

然而，鼓励航空向高铁的转换能否真能如预期？能否助力我国交通行业减排目标实现？因此，本文基于碳减排视角，对“飞机还是火车”的选择进行可行性分析，并进一步就我国民航降低碳排放目标达成提出建议。

用高铁替代航空的可行性分析

（一）从航空转向高铁，真的能实现预期的减排效果吗？

根据世界银行报告显示，中国高铁产生显著影响的距离可达1200公里（3到4小时运行时间），远超过欧洲通常500公里的预期影响。细化来看，800公里以下以高铁占优势；而民航与高铁的主要竞争发生在800～1200公里距离区间（见图1）。因此，在探讨航空向高铁转换以降低碳排放可能性时，基于高铁市场竞争力考虑，800公里以下航线可能是更现实的目标对象。欧洲环境署（EEA）2020年在《train or flight》报告中曾提出，针对民航和高铁竞争区域，就减少排放和环境整体影响而言，“未来从航空到铁路的转变较难确定会产生什么影响”。因此，本文关于“飞机或火车”的目标市场分析，锁定800公里以下的客运定期航班。

图1：不同距离下民航与高铁竞争力对比

根据OAG数据库分析，2019年中国民航航距800公里以下航班占比大约为19.5%。而根据飞机二氧化碳排放量概算，这类航班的碳排放总量只占我国航空业碳排放总量的8.7%左右（见图2）。

图2：2019年不同航程距离航班的碳排放对比

2020年，欧洲一项调查显示，大多数旅客只有在成本、耗时可接纳的情况下，才可能考虑转向选择更加环保的运输方式。因此，即使将800公里以下航班全部转为高铁运输，但受制于地形、耗时或更高票价等因素影响，可能也难以实现800公里以下航空运输量完全转为铁路，从而实现航空业8.7%的理论减排上限。

此外，航空向高铁的转换，并不等同于可以实现零排放。高铁减排的实现，实则高度依赖低碳电力，但这并非易事。以欧洲为例，根据欧洲运输与环境协会《Maximising air to rail journeys》报告显示，即使将1000公里及以内所有航线转由高铁运输，并假设欧洲所有主要城市之间都开通了高铁，航空向高铁的转变所带来的碳排放总量的减少，不会超过2到4个百分点。与之相比，我国电力行业目前面临较大减排压力，电力行业平均碳排放值高达0.92千克/千瓦时，远高于欧洲电力行业平均碳排放值（0.193千克/千瓦时）。因此，即使将800公里以下航班全部转由高铁运行，对我国交通行业整体减排影响也不会如预期般乐观。

（二）基于经济性、环境友好性角度，高铁真的优于航空？

在已公布的不同交通运输方式碳排放量占比中，碳排放量核查仅仅纳入了基于能源使用阶段的排放情况，但不同交通运输方式实施前期的投入及其影响并不等同，因此建议基于全生命周期的口径比较不同交通方式的碳排放量，包括能源生产和能源使用的每个阶段，并充分考虑交通基础设施建设对环境和经济的影响。囿于数据的可获得性，上述《Maximising air to rail journeys》报告中将基础设施部分的影响排除在分析之外，因此上文提及“航空向高铁转换”预期带来2到4个百分点的减排量，可能未能反映全貌，其对比分析的结果可能有失公允。

此外，以欧洲为例，欧盟委员会的一项研究发现，如果把外部成本和基础设施建设成本加起来，高铁的成本为航空的两倍多（见图3），仅基础设施的成本高铁就高出5倍有余。欧洲环境署也曾报告，相较于正常的土地利用，高铁对其周边区域土地的破坏程度要高出10倍，导致欧盟每年因破坏动物自然栖息地需承担27亿欧元成本。而就航空而言，欧盟区域内33个主要机场每年的等效总费用约为0.5亿欧元。即使将这一成本乘以5，囊括欧盟28国所有机场，航空造成的动物自然栖息地破坏总成本，每年仍低于铁路的10%。

图3：欧洲不同旅客运输方式的平均外部成本和基础设施成本对比

此外，受大规模土地使用性质转变以及噪音的影响，通过飞机向高铁转变以实现减少碳排放的操作，可能也难以获取大众支持。生活在高铁线路附近的居民，与生活在机场附近的居民类似，会受到严重的噪音影响。例如，欧盟发布的《可持续和智能交通战略》指出：“欧盟区域内暴露在55或更高分贝的公路运输噪音中的民众约为1亿人，受铁路噪音影响的民众约为2000万，而受飞机噪音影响的人员约为400万。”由此可见，高铁噪音影响人数是航空影响的5倍。

（三）高铁替代航空vs航空行业自身减排实现，谁可能更快实现减排？

欧盟《可持续和智能交通战略》希望通过新修1万公里高铁、提升高铁网络连通性，由此减少短航距航线运营，降低航空业碳排放量。但修建1万公里的高铁新线大约需要投入2500亿欧元，而每条新线路往往需要18至26年才能建成。这一现实可能使《可持续和智能交通战略》希望利用10年时间，实现“2030年高铁旅客容量翻番”的目标达成变得困难。目前来看，高铁并非一种有助于欧盟快速达成减排目标的有效方式。

就中国而言，我国目前800公里以下航线，超过50%都处于西部地区，其中，西南区域占比达到45%，若希望通过航空向高铁转换实现减排目的，则西部将为主要“战场”。而据国铁集团公布数据显示，截至2019年底，我国高铁运营总里程超过3.5万公里，东部地区高铁通车总里程占据首位（占比为32%）；西部地区虽然高铁总里程数位居第二（占比为29%），但主要以开行既有线动车为主，且由于西部地区面积较大，其平均高铁密度最低，低于全国平均水平（见图4）。因此，在西部地区要顺利推进航空向高铁的转换，将有待对现有高铁线路的完善，包括基础设施的新建、扩建。而这意味着将投入大量的基础设施建设成本。此外，2021年3月，国家发改委、交通运输部等四部门联合发布的《关于进一步做好铁路规划建设工作的意见》，进一步提升了高铁建设门槛，让高铁建设进一步和地方经济实力与客流量匹配，而这对于经济基础本就偏弱的西部地区，大规模上马高铁线路建设可能性进一步降低。

图4：我国不同区域平均高铁密度对比情况

关于降低碳排放的发展建议

（一）发展空铁联运，促进共赢发展

虽然受成本、建设时间和环境友好性等因素影响，为实现交通行业整体减排，推动高铁在800公里以内运输市场上全面替代航空的可能性受到限制，但通过形成空铁联运解决方案，各取所长、互补所短，航空、高铁可以实现共赢。正如上述《可持续和智能交通战略》报告中所指出，“高铁线路可以与长途航线形成一个极具吸引力的空铁联运组合，这不仅可以减少二氧化碳的排放，而且还有助于消减一些市场需求低、无法盈利的短途航线”。

在2018年5月，民航局就与中国铁路总公司签署了推进空铁联运战略合作协议。而当前交通行业“碳中和、碳达峰”目标又为这一战略合作协议增添“绿色意义”。抓紧推进合作协议切实落地，包括：一是在新机场、新铁路线路规划中，注重两种交通方式的统筹，力争让更多高铁线路“进机场”，为空铁联运开展奠定硬件基础；二是鼓励航空公司、机场与铁路公司展开合作，优化联运流程、丰富联运产品、扩充联运网络，为旅客出行提供更多选择；三是力争尽快打破航空业与铁路间的信息壁垒，为空铁联运信息高效传递奠定基础。

（二）以“四大支柱框架”措施，促进我国航空业自身减排

我国航空业基于“四大支柱框架”，依托一揽子措施，主动推进行业自身减排工作。具体包括：

1.关注新型飞机技术，鼓励航空公司“以旧换新”

空客公司已于2020年9月公布了“世界上第一架”零排放商用飞机的设计，并计划于2035年量产投用。以混合动力、全电动和氢动力飞机形式出现的新兴飞机技术，有望助力航空业在2060年实现碳中和目标。一方面在国产飞机研发中，加大对新兴飞机技术研发力度，力争实现“弯道超车”；另一方面，根据新技术的成熟进度，民航局可针对新型飞机技术的应用在政策层面，如购买配额等方面给予支持，从而到2060年，有望将这些新技术飞机运用于我国中短途航线。

2.改进基础设施和运营，以“软性技术”助力减排

空中交通管制和飞机运营改善是中短期内减少碳排放的关键机会。一是加快推进空域改革，改善航路设计以尽可能减少飞行距离。二是强化多方协同、加强空中管制精细化，推广A-CDM应用，尽量减少飞机地面等待时间和滑行等待时间等，减少地面端油耗。三是优化现役机队，通过为飞机加装翼尖小翼、鼓励淘汰高油耗旧飞机等，提升燃油使用效率。根据南方航空经验，通过机队优化、任务执行中实行单发滑行、节油放轮等举措，2018年南方航空吨公里二氧化碳排放量同比下降3.1%。而根据测算，全民航每减少1分钟滑行等待时间，每年可合计减少19.4万小时等待时间，减少碳排放1.37万吨。

3.关注可持续航空燃料（SAF），争取扩大应用

目前来看，SAF可能是助力2060年碳中和目标达成最有效的航空脱碳措施，与高铁只能有望替代、改善部分航距范围内的航空碳排放不同，SAF带来的减排有望惠及各种航距飞行。争取早日出台措施，支持SAF研发及投资、应用；加快研究并适时出台关于SAF的系列标准（如生产技术标准、应用行业标准），根据技术成熟情况，制定SAF应用计划表，明确重要节点，鼓励航空公司扩大SAF应用比例。

4.用好碳排放交易权市场，为民航业广泛参与碳交易奠定基础

在新型飞机技术未突破、SAF还没有被广泛应用的情况下，有效的经济措施是短期内减少航空碳排放的核心举措之一。一是持续做好民航业内各主体关于碳排放的监测、报告和核查等系列准备工作，为民航业广泛参与碳交易市场奠定基础。二是鼓励航空公司、机场等企业参与碳排放交易，为企业发展做好核证减排量、碳配额等储备工作；适度灵活应用碳金融产品及其衍生工具，助力推进我国民航向绿色低碳转型并减轻企业主体的成本压力。