新形势下我国绿色航空发展面临的风险分析与应对措施建议

王尉舟， 任民辉

（1.珠海中航通用机场管理有限公司， 广东 珠海 519090； 2.工业和信息化部装备工业发展中心， 北京 100846）

0 引言

推进新型工业化是构建大国竞争优势的迫切需要，其中智能化和新能源尤为关键， 而工业革命与能源革命相伴相生， 新能源革命是以新能源技术与信息技术的融合作为标志，表现特点为低碳清洁化和智能高效化，一是推进能源结构不断优化。从化石能源转向非化石能源，大力发展太阳能、风能、生物质能、潮汐能、氢能，适当发展水能、核能等；二是加速能源效率不断提升。 通过技术升级创新，装备更新换代，以更低的能耗带来更大产出。 在20 世纪90 年代，美国通用电气公司（GE）提出了“绿色创想”的概念，旨在开发更加环保、可持续的航空发动机和其他航空产品。 然而，由于当时的环境、技术、发展观念等多种原因限制，未引起广泛关注。 近年来，随着可再生能源风能、太阳能和传统能源的页岩气、页岩油、供应一体化的大电网技术等具有颠覆性的新技术涌现， 以及世界经济和平发展的大环境影响， 可持续发展的理念被广泛接受。2015 年联合国制定《巴黎协定》，对各国节能减排有了明确要求，每个国家都有自己的减排目标，这些目标根据各国的国情和承担能力来制定[1]。 同时，协定还要求各国定期进行减排计划的更新和报告，以确保全球气温升高的幅度控制在2℃之内，这从真正意义上推动了全球航空业向低碳转型。2020 年9 月，中国提出2030 年“碳达峰”与2060 年“碳中和”目标，虽面临的风险挑战巨大，但意义非凡。 预计2060 年航空客运量将达到2020 年的3.7 倍，航空的碳排放量将达到2.3 亿吨[2]。 2019 年航空业的二氧化碳排放量占全球交通运输燃料二氧化碳排放量的10.0%，占全球温室气体排放总量的2.1%[3]， 尽管所占比例少，然而快速发展的航空业带动航空煤油的消耗量是每年增长约9%，航空作业在高空排放也是影响最直接的。 大力发展绿色航空，无论从技术层面、燃料层面，都将成为应对未来气候变化、实现航空产业可持续发展的必然要求，是新一轮航空科技革命和产业变革的主要方向， 也是提升航空制造业未来竞争力的战略举措， 是最终实现中国式现代化发展宏伟蓝图的重要一环。

1 背景分析

1.1 实现高质量发展对绿色航空提出最新要求

2020 年10 月， 党的十九届五中全会提出：“十四五”时期经济社会发展要以推动高质量发展为主题。 高质量发展是适应经济发展新常态的主动选择， 是贯彻新发展理念的根本体现， 是适应我国社会主要矛盾变化的必然要求，是开启全面建设社会主义现代化国家新征程、实现第二个百年奋斗目标的根本路径。“十四五”时期，绿色低碳成为行业增强生存力、竞争力、发展力、持续力的重要内容，中国民航局为深入贯彻习近平生态文明思想，全面落实党中央国务院决策部署，2021 年12 月民航局、 发改委、交通部正式印发了《“十四五”民用航空发展规划》，指导民航绿色低碳循环发展， 通过加快完善绿色民航治理体系、深入实施低碳发展战略、深入开展民航污染防治、提升绿色民航科技创新能力等具体措施， 把实现绿色航空作为高质量发展的重要指标。近日，工信部等四部门联合印发《绿色航空制造业发展纲要（2023-2035 年）》明确提出，要开辟电动航空新领域、布局氢能航空等新赛道、构建开放融合的绿色航空产业体系， 给出了绿色航空产业发展的路线图、时间表。同时给我国绿色航空产业发展提出了具体要求， 绿色航空是未来实现航空可持续发展的前提，也是持续提升制造业发展的关键。

1.2 我国绿色航空产业发展具备核心优势

从全球能源行业来看，由于全球能源革命、能源绿色低碳转型的基本框架以及大的经济体的推动， 全球能源行业出现了一系列新的发展趋势： 全球油气供过于求加剧，国际油气巨头加速向新能源转型，发达国家去煤减煤加速， 发展中国家开始控煤， 能源结构转型已是大势所趋。全球主要发达国家高度重视绿色航空发展，为抢占航空动力变革新领域新赛道，不断巩固竞争优势，欧美日等发达国家率先聚集资源要素，开展大量技术创新。在此背景下，新一轮科技革命拉开序幕，推动着新能源、新材料、新一代信息技术与航空科学技术加速融合。 新一代的技术融合，需要大量应用场景、实验数据来进行数字化、智能化的演算， 用以构建新的城市空中交通体系， 而研发eVTOL、加快可持续燃料、以及现有民航客机绿色改造升级则需电池、电机、传感器、飞控系统等相关技术。基于我国前期在新能源汽车产业的提前布局， 现阶段取得的发展成就十分显著，动力电池、电机、电控领域已经搭建了相对完备的产业链和创新链，自动驾驶、环境感知、决策与控制等技术也取得快速突破， 在汽车智能网联化技术研究上一直处于全球领先地位，在新共享出行、智慧城市等新模式运营上更是有了大量的数据和应用积累， 这些都将成为我国今后一段时期发展绿色航空的核心优势，也是未来赶超欧美的重要支撑。

1.3 我国绿色航空产业发展面临重大机遇

自改革开放以来，我国经济发展较快，能源消费很长一段时间都处在野蛮式扩张， 特别是在2000—2015 年，国内基础设施建设及“世界工厂”产业链建设期间，能源消费结构长期以煤为主。 具体来说，2009 年中国消费了22.52 亿吨石油当量， 相比美国石油消费总量21.70 亿吨高出4%；中国的煤炭消费量为30.5 亿吨，而美国的煤炭消费量为9.0756 亿吨；从2009 年开始，中国已经成为全球能源第一消费大国，2020 年我国成为世界第二大经济体，消费需求随着经济体量不断增加，并作为世界第一能源消费大国一直延续至今。党的十八大以后，国家加大力度调整能源消费结构，煤炭消费比重于2019 年首次降到60%以下，清洁能源和相对效率较高的石油、天然气的比重有所增加。这一重大历史性变化，改变了我们过去长期能源消费结构调整困难的局面， 也是中央把调整能源结构作为支撑我国生态文明建设主要抓手的具体成果。 由于能源消费结构发生了巨大变化，工业、交通、建筑等重点实体经济部门的能源消费结构得到优化， 我国自身的航空运输、物流配送、城市空运、航空应急救援等传统能源消费领域都存在着能源替代的潜在市场， 这是下一阶段绿色航空的产业发展的巨大动力。 当新技术不断发展应用，可再生能源将进入平价时代，对传统能源的替代会越来越快，国家交通不仅是国民经济的命脉，还攸关着重要民生、重大公共利益，航空产业在未来大交通体系中的地位不可撼动，在国家大力倡导能源减负的历史时期，以绿色能源为战略支撑，加速推进新型工业化，大力发展绿色航空产业，必将迎来重大机遇。

2 我国绿色航空发展面临的风险分析

2.1 绿色航空适航认证时间长，研发产出跟不上市场更新

适航认证包含的技术非常多，流程也很严格，包括确定认证机构、提交认证申请、技术审查、环境影响评估、能效评估、运营评估、办理适航证书、持续监控与更新八个方面，认证流程复杂，我国起步晚，前期技术积累少；尽管绿色航空技术在不断进步， 但在实际应用中仍面临较大的技术瓶颈和技术转化问题，尤其在采用可再生能源充电、引入绿氢、提升航空动力电池寿命和管理效能、提高电池能量密度、开发轻型燃料电池系统、研制轻型液氢储罐、重新设计飞机、航迹研究等关键领域的技术指标，仍存在不小的差距；事实上，绝大多数国家适航标准是参照国际民航组织制定， 市场和环境的差异就决定了需要的标准不一样，尤其像国内这种产业巨大、细分领域众多的大市场， 技术标准和规范不统一直接反映就是绿色航空产品在总体布局、零部件结构、能源动力、航电设备、机电系统等方面的标准各异，往往设计一款航空器，要把重要的零部件都重新做一遍，没有统筹协调难以实现资源共享和优化配置。因此一款自研航空器除了适航本身要求高，技术升级难度大，还存在适航以后不符合本地市场需求，整个研发产出的时间很难跟上市场的形势变化。

2.2 绿色航空未建立有效监管，安全运行面临考验

交通工具的研制离不开市场需求、运行规则的牵引，绿色航空不仅要满足环保要求，还需要符合运行规则、完成作业要求、使用户盈利，才能实现商业成功。因此，有效协同确保绿色航空进行大规模市场运行是关键。 适航监管包括航空器的设计、制造、测试和使用过程，维修和改装都在此范围内，尤其是飞行汽车等涉及的安全、监管等问题将比汽车和无人机更加复杂。当前，我国正在加速建立了一批有关绿色航空的监管机构和标准体系， 但由于种种原因，这些机构和体系并没有发挥出应有的作用，导致现阶段我国在绿色航空的适航管理法规上还基本属于空白状态， 存在着判定标尺不一以及缺乏有效的监管机制等问题。 例如，在航空器的排放标准方面、不同型号的飞机在适航标准方面等。监管判定尺度不一，可能只是影响市场的部分运行， 而缺乏平台和法规的有效监管不仅导致航空器存在安全隐患， 未来市场的规模化应用也会带来巨大困难，时间一长出现运行事故是在所难免，仅通过过去的经验来进行管理无法实现未来市场的大规模运行，这也将直接影响我国绿色航空的长期高质量发展。

2.3 绿色航空发展观念滞后，产业发展动力有限

过去长期以来我国经济发展方式较为粗放， 绿色航空在国内宣传力度不够， 公众对绿色航空的认知度不够高，对于绿色航空观念在整体上都是较为滞后，主要表现在：一是旅客选择绿色航空的意愿不强，没有认识到传统航空所具有的危害和隐患， 对绿色航空带来的深远影响了解不多； 二是企业选择绿色可持续燃料动力不足，目前，绿色航空的能源来源和种类相对单一，主要依赖于化石燃料，而可持续能源如生物燃料、太阳能等在技术和应用上还处于初级阶段，无法大规模应用，虽然可持续能源具有环保和可持续性的优势，但是成本较高，采用可持续能源可能会导致运营成本增加。 绿色航空产业链整合需要大量的资金投入，包括研发、试验、认证和推广等方面的费用，但目前国内航空公司在这方面的投入相对较少；三是社会对绿色航空投入不够，缺乏产业配套设施支持，如绿色机场建设、绿色航空燃料的生产和使用等，可持续性的衡量标准尚未完全确定， 对于如何评估航空公司的可持续性以及各种能源的可持续性还没有一套科学、规范的标准和指标体系， 虽然一些可持续能源技术已经在一些领域得到应用， 但是在大规模应用方面仍然存在技术和经济上的挑战。

3 措施建议

3.1 强化顶层设计，凝聚行业发展力量

当前，政府应当按照绿色航空发展规划（2025-2035）明确时序目标、布局、关键技术等内容，结合实际情况，制定绿色航空发展技术路线图， 有序引导企业技术创新与资本投入。 立足国内发展基础和应用需求， 借鉴自动驾驶、无人机等领域经验，加快制定绿色通用航空器的发展战略文件，对标准法规、空域管理、建筑设计等领域需要进行的调整进行提前研究，做好政策和管理手段储备。综合运用财税、金融等政策，聚焦高功重比、长续航、低成本的动力系统，轻量化设计，智能驾驶等领域，满足电动航空器对于安全性、航程和载荷的使用需求，重点发展电池技术以及其他国内重大短板，鼓励企业、高校与科研院所联合开展技术攻关及应用， 对不同技术方案进行大胆尝试，积极探索。 发挥产业联盟、学会、协会等研究机构作用，为政府提供地方产业布局和技术投资的专业意见，避免地方政府重复无效的资源投入， 支持搭建企业间合作创新平台，开展技术联合攻关和国际交流合作，促进绿色航空与铁路、公路、水运、高空运输等传统运输方式的协同发展，与地方特色产业的相关融合。

3.2 建立验证平台，积极开展试点示范

绿色航空迫切需要一种新型基础架构模式来实施适航验证，除了对民用客机改装实施现有适航条例，对于新的绿色通用航空器应当建立适应新时代需要的适航验证平台，一般具有数字化基础架构和服务，能够提供高级自动化功能， 建立完善的监管体系以保证绿色航空政策的执行效率和效果， 同时还需要建立健全的问责机制以便对未能达到预期目标的部门或机构进行问责。 对满足基本安全功能的绿色通用航空器， 在试点空域进行试验飞行，试点应用选取有确切需求和针对性的应用场景，如应急救援、交通物流等，先载物后载人，在多场景中反复训练，积累数据和管理经验，达到一定安全飞行小时以后，形成一批行业制造标准及监督管理标准， 并颁发单一场景的适航证允许进入正式商业运营。 适时引入第三方金融、检测机构、行业协会/联盟等共同参与，建立以飞行安全为主的制造运营协同，确保安全、智能、有效、绿色的发展路径。 优先推动试点地区周边绿色机场的建设和改造，鼓励使用节能设备和清洁能源，在绿色机场积极推广可持续能源并且专门制定环保标准、加强监管等方式，确保机场建设和运营中符合环保要求，减少对周边环境的影响。

3.3 加强宣传教育，不断提高公众认识

提高社会公众对于绿色航空的认识， 对于促进绿色航空产业发展具有积极作用， 因此需要加强绿色航空主题宣传教育，并从多方面开展相关工作。 首先，政府部门可以制作生动形象的宣传材料，如公益海报、宣传片、手册等，通过公共网络宣传，使公众能够快速了解绿色航空的概念、意义和优势，提高公众对绿色航空的认知度和接受度。 其次，建立绿色航空产业联盟，整合产业链上下游资源，加强企业间的合作和交流，联系企业诉求，推动举办绿色航空相关的专业培训课程， 提高企业和机构在绿色航空领域的技术和管理水平， 为绿色航空产业的发展提供人才支持。 最后，企业可以组织绿色航空主题活动，如环保飞行演示、绿色航空展览、主题论坛等，吸引公众参与，增强公众对绿色航空的认知和兴趣，并通过举办技术展览、学术研讨会、专业论坛等方式，向业界和公众推广绿色航空的技术和应用， 展示绿色航空技术的先进性和经济性，打造绿色航空的品牌形象。

4 结束语

绿色航空高质量发展是未来我国航空业发展的重要方向，也是绿色可持续发展的重要尝试，是推动经济社会可持续发展的重要力量。在推动绿色航空发展的过程中，我们还会遇到许许多多的问题，这需要政府、企业和公众共同努力，“遵循党委统一领导，政府负责落实，企业发挥主体作用， 社会力量广泛参与的原则”[4]， 采取有效的措施，创造良好的发展环境，实现经济效益和社会效益的双赢。 通过发挥政府引导作用、 建立绿色航空适航验证平台、加强绿色航空主题宣传教育等措施的实施，推动我国绿色航空产业的高质量发展。同时，还需要不断加强对外合作与交流，吸收国际先进经验和技术，提高我国绿色航空产业的国际竞争力。在未来的发展中，绿色航空产业将继续面临着诸多挑战和机遇， 我们需要保持创新精神和实践能力，不断推动绿色航空技术的发展和应用，为实现我国航空业的可持续发展和人类的美好生活做出更大的贡献。