部分典型民航干线机场碳排放特征分析

邹文波

（北京首都机场节能技术服务有限公司，北京 100621）

0 引言

随着国家“双碳”战略逐步推进，中国民用航空局在2022年发布了《“十四五”民航绿色发展专项规划》，提出要深入实施低碳发展战略，绿色低碳是未来机场重要的发展方向[1]。民航机场作为民航业的主要碳排放源之一，研究和探索民航机场的碳排放特征，对探索低碳发展之路和明晰未来发展方向而言意义重大。

1 典型民航干线机场的选择

对于机场而言，其能源系统主要为旅客出行提供服务，主要耗能单元为航站楼等公共建筑、冷热源系统、车辆、道路照明等[2]。为了更好地分析干线机场的碳排放特征，本文选取了不同地理位置（I类地区机场和Ⅱ类地区机场）、不同供暖系统类型的5家机场进行碳排放分析，干线机场选择情况如表1所示。

表1 干线机场选择情况

2 碳排放计算边界及公式

本文的碳排放边界是根据《中国民用航空企业温室气体排放核算方法与报告指南》的定义，“机场企业”是指“民用机场具有实际运营权的具有法人（或视同法人）资格的社会经济组织”。

碳排放计算公式是计算机场组织边界内生产运营相关的碳排放，不含航空公司、第三方车辆的排放[3]。碳排放计算公式如式（1）所示。

式中：E——企业二氧化碳排放总量，t；E燃烧——燃料燃烧的二氧化碳排放总量，t，包括化石燃料和生物质混合燃料燃烧的二氧化碳排放量；E电和热——企业净购入使用电力和热力产生的二氧化碳排放总量，t。

3 碳排放特征分析

3.1 A机场碳排放特征分析

A机场是“十三五”期末投运机场，从能源消耗来看，主要涉及的能源种类为电力、天然气、汽油、柴油、市政热力。其中电力主要用于航站楼等建筑用电，以及制冷系统、助航灯光、路灯、电动车辆等；天然气主要用于食堂；汽油、柴油主要用于行政业务车辆，市政热力主要用于航站楼等建筑的供暖。

从碳排放结构来看，A机场的主要碳排放源于电力间接排放，其次是热力，最后是天然气、汽油等化石燃料，电力占比为77.27%，热力排放占比为22.17%。从消耗的区域来看，主要是航站楼区域消耗，其次是公共区和飞行区，航站楼排放占比为75.47%，非航站楼区域排放占比为24.53%。A机场碳排放结构如图1所示。

图1 A机场碳排放结构

3.2 B机场碳排放特征分析

B机场在“十三五”期间经历了一期扩建，机场航站楼的面积大幅增加，供热系统形式从燃煤锅炉改成了天然气锅炉。B机场“十三五”期间主要能源消耗为电力、煤、天然气、汽油、柴油。其中电力主要用于航站楼等公共建筑、制冷系统、助航灯光、路灯、电动车辆等，煤或天然气主要用于供暖，汽油、柴油主要用于行政业务车辆，煤油主要用于冬季扫雪除雪使用。

从碳排放总量来看，“十三五”期间，虽然B机场一期扩建工程后航站楼面积大幅增加，但是B机场的碳排放量基本保持稳定，主要原因是伴随机场扩建改造，实现了燃煤锅炉向燃气锅炉的改变，供热系统的整体排放量下降近50%。从排放结构来看，B机场电力排放占比为49.47%，供暖用燃料排放占比为46.10%，车辆（移动源）排放占比为4.43%。可见，B机场的排放以电力和供暖用燃料排放为主，两者之和超过95%。

结合B机场“十三五”期间碳排放量和碳排放强度来看，尽管航站楼面积增加，但供热系统“煤改气”后，单位航站楼面积的碳排放强度出现下降，单位旅客吞吐量的排放强度也出现了下降。可见，能源结构调整可以一定程度上抵消扩建航站楼对碳排放量增加的影响。

3.3 C机场碳排放特征分析

C机场在“十三五”期间经历了一期扩建，机场航站楼的面积大幅增加，供热系统形式没有改变。C机场“十三五”期间主要能源消耗为电力、煤、天然气、汽油、柴油。其中电力主要用于航站楼等公共建筑、制冷系统、助航灯光、路灯、电动车辆等，煤主要用于供暖，天然气主要用于食堂等生活用气，汽油、柴油主要用于行政业务车辆，煤油主要用于冬季扫雪除雪使用。

从碳排放总量来看，“十三五”期间，C机场随着新航站楼投入使用，其电力消耗、煤炭消耗都呈较大幅度增长。可见，伴随着机场改扩建工程，机场区域内航站楼面积增加，若不改变能源系统和能耗结构，则能耗会随着用能面积同步增长。从排放结构数据来看，C机场电力排放占比约为38.79%，供暖用燃料排放占比为56.72%，移动源排放占比为4.32%，其他排放占比为0.17%。可见，C机场的排放以电力和供暖用燃料排放为主，两者之和超过95%。

从碳排放强度数据来看，新航站楼投入使用后，航站楼单位面积的碳排放强度较之前有所下降，主要原因是新航站楼使用了建筑节能新技术，其能耗强度和碳排放强度都呈现下降的态势。从单位旅客排放量来看，机场的旅客吞吐量出现较大幅度的增加，其增加的幅度要超过能耗和排放量的增加幅度，因此单位旅客排放量较为平稳。

3.4 D机场碳排放特征分析

D机场在“十三五”期间发展平稳，未进行扩建，能源系统也未进行改造。从能源消耗品类来看，D机场主要消耗的能源品类有电力、天然气、汽油、柴油、煤油、液化天然气等能源种类。其中电力主要用于航站楼等公共建筑、制冷系统、助航灯光、路灯、电动车辆等，天然气和电力主要用于供暖，液化天然气主要用于食堂等生活用气，汽油、柴油主要用于行政业务车辆，煤油主要用于冬季扫雪除雪使用。

从碳排放总量数据来看，“十三五”期间D机场的碳排放总量相对稳定，但随着旅客吞吐量的增加碳排放总量也略有增加。主要原因在于D机场能耗结构稳定、用能系统未发生重大变化，未进行改扩建机场内的建筑面积也未增加。

从排放结构来看，主要排放源为电力，占比约为86.84%，其次是供暖用天然气，占比约为8.55%，移动源排放占比为4.00%，其他排放占比约为0.61%。可见，D机场的排放以电力和供暖用燃料排放为主，占比超过95%。

从碳排放强度来看，“十三五”期间D机场单位航站楼面积排放量基本稳定，单位旅客碳排放强度大幅下降，主要原因是没有大规模的改扩建项目。因此2016—2019年，尽管随着机场旅客吞吐量上升，但其航站楼的碳排放基本保持稳定略有上浮的态势，从而使单位旅客碳排放强度大幅下降。

3.5 E机场碳排放特征分析

E机场在“十三五”期间发展平稳，未进行扩建，但在此期间能源系统进行了改造，由燃油锅炉改为燃气锅炉供暖。E机场的能源种类包括电力、天然气、汽油、柴油，其中电力主要用于航站楼等公共建筑、制冷系统、助航灯光、路灯、电动车辆等，柴油和天然气主要用于航站楼的供暖，汽油、柴油主要用于行政业务车辆。

从碳排放量数据来看，E机场在“十三五”期间能耗总量逐年增加，二氧化碳排放量随之逐年增加，主要原因是旅客吞吐量的持续增加，航站楼运营时间延长，导致航站楼的能耗和排放量持续增加。从碳排放量结构数据来看，E机场“十三五”期间主要排放量是电力排放，占比为81.86%，其次是供暖用的天然气和柴油排放，占比为9.81%，最后是移动源排放，占比为8.33%。可见，E机场的排放主要为电力和供暖用燃料排放，占比超过91%。

从碳排放强度数据来看，由于E机场旅客的持续快速上涨导致能耗增加，“十三五”期间E机场单位面积碳排放强度持续增加。单位旅客碳排放量在2017—2019年保持稳定，2020年受新冠肺炎疫情影响，旅客吞吐量急剧下降，而航站楼及其公共区的建筑所具有的大型公共建筑属性排放导致单客碳排放量增加。

4 干线机场碳排放特征总结

结合以上分析，可以梳理总结民航干线机场的碳排放呈以下规律。

（1）中国民航干线机场现有碳排放以电力和供暖燃料/热力碳排放为主，电力和供暖的排放占比超过90%，但是南北的差异较大。I类地区的电力排放与供暖排放占比相当，占比多少取决于供暖燃料类型，使用煤和天然气的机场供暖排放占比较高，使用电力或外购热力的机场供暖排放占比较低一些。Ⅱ类地区机场电力的排放占比要高于供暖的排放[4]。干线机场中次要的排放源是移动源（行政业务车辆）的碳排放，占比约为5%。部分机场还有少量的其他类型排放，占比较小。

（2）干线机场的碳排放与航站楼规模和旅客吞吐量呈一定的正相关性，建筑面积增加和旅客的快速增长，都会导致机场的排放量增加，两者共同影响机场的排放量。如果机场的建筑面积没有增加，则机场的碳排放量主要受旅客吞吐量的影响，碳排放量的增长幅度要低于旅客的增长幅度，主要原因在于机场的排放有一部分是属于建筑本身的排放，与旅客的多少关系不大，如航站楼公共照明、航站楼办公能耗，同时机场在运行过程中也会采取一定的节能减排举措控制机场的碳排放总量[5]。如果机场的建筑面积增加，则一定会增加机场的碳排放量。

（3）干线机场的碳排放与能源系统形式、能源品类呈一定的相关性。通过B机场的经验可以看出，通过“煤改气”“煤改电”等方式调整用能结构能够明显改善机场的排放情况。

（4）北方机场由于采用集中供热系统，单位面积的碳排放量和单位旅客的碳排放量明显高于南方机场。即使都是I类地区的机场，能源系统形式的不一样，单位面积的碳排放量和单位旅客的碳排放量也会不一样，使用煤炭供暖的机场要高于使用天然气供暖的机场，使用天然气供暖的机场要高于使用热泵等电动化形式供暖的机场。

5 结语

尽管受新冠肺炎疫情的影响，我国的民航行业正面临前所未有的困难与挑战，结合国家、行业中长期发展目标及“十四五”规划预期，我国机场建设在2030年前仍将处于快速建设期和能力提升期，为了进一步满足国家“双碳”工作的要求，结合干线机场碳排放特点，民航机场要认识到“减碳”的系统性，做好开源节流的工作。开源就是通过太阳能利用、地热能利用等可再生能源开发利用方式，或利用“油改电”等方式，调整机场的用能结构，进一步降低机场的碳排放总量；节流就是通过绿色建筑改造、先进节能技术应用等手段，进一步降低能源系统的能耗和排放，减少单位建筑面积和单位旅客的碳排放，进而取得良好的减排效应。