进一步促进空管系统绿色发展的思考

《“十四五”民用航空发展规划》提出“加快空管绿色发展”，以应对全球气候博弈对民航产生的影响。近年来，全球航空领域不断加快对碳减排的推进力度，2018年6月，国际民航组织（ICAO）制定的国际航空碳抵消与减排机制（CORSIA）相关标准与建议措施（SARPs）通过国际民航组织理事会表决列入了《国际民用航空公约》；2020年3月13日，包括中国自愿减排指标（CCER）在内的6个减排机制被国际民航组织批准用于CORSIA；2021年10月4日，国际航空运输协会（IATA）批准了全球航空运输业于2050年实现净零碳排放的决议。

毋庸置疑，民航业必将重点考虑碳排放的影响，积极应对全球气候博弈。空管作为民航的重要组成部分，应进一步促进管制系统绿色发展，助力中国民航节能减排。

空管系统应为中国民航碳减排做出积极贡献

《“十四五”民用航空发展规划》中指出，中国民航“十三五”时期，运输总周转量年均增长为11%，到2019年中国承运人占国际市场份额为53.3%。根据预测，2030年中国航空业的碳排放将占国际航空业可排放总量的17%，减排需求量约占国际航空总减排需求量的22%（刘洪铭，2019），处于快速发展中的中国民航业面临着国际气候博弈的考验。从国际航空碳抵消与减排机制（CORSIA）、欧盟碳排放权交易体系、中国碳市场等多重碳市场约束，到IATA制定的2050年实现全球航空运输业净零碳排放的决议，使降低二氧化碳排放成为中国民航业必需考虑的新成本。

表1：各碳市场和组织对民航业的碳约束对比

从表1中可以看出，国际航空碳抵消与减排机制（CORSIA）和中国碳市场均对航空公司有直接影响。目前中国没有参与到CORSIA的机制中，2027年之后中国民航将不得不面对CORSIA的考验。虽然CORSIA短期内未对中国航空公司产生影响，但CORSIA机制以2019～2020年的国家间航线的碳排放均值作为基准线，2027年后国际航线的二氧化碳排放量将不能超过2019～2020年的碳排放均值。对于超出的部分，航空公司要从碳市场购买相应的碳排放额度。与欧美民航业已经发展成熟不同，中国民航正处在高速发展阶段，限制碳排放相当于限制了民航业的发展。民航业全系统必须向绿色低碳转型，以确保在气候博弈中能够持续健康稳定发展。

根据法国巴黎银行的研究结果，航空运输行业的碳排放源头中飞机航空燃油燃烧为主要的排放源，约占79%（韩玉琪等，2021）。可持续航空燃料（SAF）取代航油作为发动机的燃料，是国际为解决航空业实现减排的主要方法，但SAF的生产需要投入大量的技术研发与相应的原料，而且目前价格是航油的2～3倍。如果SAF大规模替代航油，需要消耗相当数量的农作物，占用耕地，对于我国当前国情是不可实现的。因此，我国民航减排工作需要从多方面入手，在不断开发更具有实用性的SAF的同时，可以通过缩短飞行距离、提高协调效率、采用绿色管制等方法降低飞机的吨公里二氧化碳排放量，这些方法的应用有利于充分调动空管系统的主观能动性。

空管绿色转型是发展方向

提高管制运行效率、空域资源利用率、部门间协同合作效率是空管系统绿色转型发展的主要目标。

《“十四五”民用航空发展规划》指出，要求从优化航线、各部门协同运行、设备节能改造和管制员的培养等多方面入手，多措并举促进绿色空管建设。《“十四五”民航空管系统发展规划》要求，对京广、沪昆、沪蓉、沪广和京沪航路航线调整，降低航线非直线的系数，缩短飞行时间，减少航班的燃油消耗；推进全国流量管理系统运行、细化协同运行程序和新技术的应用等使绿色空管建设更加具体。

空管运行是多部门协同运行的复杂系统。为了使各空域使用部门协调更加顺畅，配合更紧密，推进空域优化调整工作，从而提高空域利用率。空域优化调整工作正在有序进行，2022年4月底，华北空管局完成第二阶段空域调整，改善军民空管之间协同运行，提高空域资源利用率；5月底，完成京广大通道调整，大幅提高京广航线直线的系数，缩短相关航班飞行距离，减少了二氧化碳的排放。

进一步促进空管系统绿色发展建议

由于理念和技术的原因，绿色空管建设工作中的潜力未能得到充分的发挥。在以安全为核心的工作前提下，进一步发挥空管在航空业节能减排工作中的作用，需要加强对空管专业技术人员的绿色发展理念培训和研发未来空管系统技术。

（一）提高空管专业技术人员绿色发展理念

空管系统正在抓紧筹备落实绿色转型相关举措，但由于基层工作者对绿色发展理念缺乏了解，可能影响转型举措的具体落实效果。中国“碳”理念的普及率远远低于欧美国家，欧盟碳市场于2005年1月建立，而中国全国碳排放市场于2021年7月才上线交易。

“碳”已逐渐成为国际航空领域一项新的“游戏规则”（王任等，2016）。《国际民用航空公约》第37条指出，ICAO传统的标准主要涉及“空中航行安全、正常及效率”等，但是借助CORSIA，ICAO的标准延伸到了民航温室气体减排领域。《“十四五”民航空管系统发展规划》提出，到2025年要成为亚太一流的空中航行服务提供者。为了实现这一目标，空管系统必须加强自身能力建设，提升整个空管队伍的绿色低碳发展理念。用知识武装思想，以思想指导实践。

为了让空管系统绿色转型举措得到充分落实，更好地助推民航系统节能减碳和持续发展，建议开展空管从业人员“碳”知识培训，加强空管队伍绿色发展意识。

一是开展授课培训。通过培训，介绍全球碳市场对民航的影响，让管制员充分了解民航的节能减排压力，以及民航发展与碳排放的关系，认识到碳市场将会影响到每个人的生活，并不限于民航，培养管制员绿色发展理念。

二是组织减排项目参观。通过参观空管系统节能减排项目，让管制员切身体会到“碳”时代的到来。节能减排不是空喊的口号，而是实实在在发生在自己身边。通过介绍空管碳中和路径、和数据对比，让管制员更深刻地理解航空公司在碳时代面临的巨大挑战，从而鼓励管制员在实践中积极运用绿色管制方式。

三是制定及交流绿色管制方案。由于航路设计会受到导航台或空域第三方使用者的限制，导致航路产生曲折。因此，解决这个问题需要所在管制室根据当天的空域情况和天气情况，灵活制定直飞方案。如连续下降运行（CDO）、连续爬升运行（CCO）、避免交替增减速和避免交替上升下降高度等都是有助于减少航班燃油消耗的方法。各管制室可根据遇到的不同状况定制绿色管制方案，并定期组织交流学习，促进方案改进提升。

（二）研发下一代空管系统

《全球空中导航计划（2013-2028）》中提出，地空通信、导航和监视系统是空管运行的核心，先进的空管系统能够减少民航业燃油消耗。美国提出的“面向2025年的下一代航空运输系统”（NGATS），欧洲发起的“单一欧洲天空计划”（SESAR），都是利用先进的地空数据链技术提高空管运行效率，同时减少温室气体排放。因此，研发新一代的空管系统是促进空管系统绿色发展的必由之路。

空—空、地—空数据链技术是空管系统发展的瓶颈。国际民航组织为了适应国际民航业快速发展，在第十一届航行大会上确定广播式自动相关监视技术（Automatic Dependent Surveillance－ Broadcast，ADS－ B）为全球新航行技术的主要发展方向。ADS-B的OUT和IN功能都是基于数据链通信技术，但是当前很多国家和组织出于不同的目的，开发出多种数据链，目前主流有三种：甚高频数据链模式4（VDLMode4）、万能电台数据链（UAT）、1090MHzS模式扩展电文数据链（1090ES）。国际民航组织为了提高数据链设备在全球范围的通用性，推荐1090ES数据链作为成员国统一数据链标准，因此，目前1090ES的应用最广泛。但是1090ES数据链的工作频段——TCAS工作频段，正面临被过度使用的危机，能否满足未来航空的发展需求存在挑战。

近些年随着火箭可回收利用技术的出现，大幅降低了卫星部署成本，星基宽带通信系统飞速发展，空—空、地—空数据链进入崭新的时代。截至2022年6月，由美国太空探索技术公司（SpaceX）开发的星链星座，已经部署了2651颗第一代星链卫星，遥遥领先于其他星基宽带通信星座，形成了全球覆盖的基本架构。不仅如此，与ADS-B数据链传输速率对比，星链系统将空—空、地—空数据通信能力提升了100倍。

因此，我国民航可以积极研发基于星基宽带通信数据链的新一代空管系统，实现民航运行效率的提高和碳排放减少。

总结与展望

民航领域具有较强的国际属性，由于我国的“碳”市场建立相比欧美较晚，同时我国航空产业发展还处在自主创新提升阶段，在航空发动机的排放标准和飞机运行排放标准等多方面自主性和话语权不足，面临国内外多重“碳”约束，处于被动的局面。

当前，落实民航局绿色空管政策、进一步提升空管系统绿色发展势在必行。需要不断提升管制队伍绿色发展意识的同时，积极开发基于星基宽带数据链的新一代空管系统，增加空管领域的自主性和话语权，扭转被动局面。建设世界上效率最高、技术最先进、各部门协同配合良好最安全空管系统。充分发挥空管系统助力民航减碳的作用，展现大国空管担当。