2060年要實現碳中和，航空業仍在尋找解題思路
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文｜《財經》記者 戚展寧 王靜儀
編輯｜王靜儀
一趟“綠色航班”該是什么樣子？
10月12日，國內第一班全生命周期碳中和航班首飛。中國東方航空（以下稱“東航”）MU5103從上海飛往北京，這趟航班不僅實現了航班運行中的碳抵消，還“綠”到了航空燃油環節。
東航與中國石化、中遠海運合作，通過購買碳信用的方式，對從原油開采、運輸，到航空燃油煉制、儲存，再到成品油燃燒等環節，產生的碳排放進行中和。
如今，航空業碳中和的目標逐漸成為全球共識。世界民航組織（International Civil Aviation Organization，以下稱ICAO）、國際航空運輸協會（International Air Transport Association ，以下簡稱IATA）等國際組織紛紛定下碳中和目標。
“在新冠肺炎危機結束之后，航空業必將以更精簡、更環保的姿態出現。” 全球航空數據分析公司Cirium的市場開發高級總監Andrew Doyle對《財經》記者表示。
朝著碳中和的共同目標，發動機制造商、飛機制造商、航空公司下注了不同的技術路線，航空業正在探索全周期減排的方法論。
電動化太遙遠，先從可持續燃油入手
根據行業調研數據，航空運輸業碳排放最大的來源是航空燃油的燃燒，約占總排放量的79%。
目前空中客車、波音、巴西航空工業公司（以下稱“巴航工業”）等飛機制造商都選擇了一個共同的切入點：可持續航空燃油（Sustainable Aviation Fuel，以下稱SAF）。SAF區別于常規的化石衍生燃料，由動物、植物等生物材料生產而成，也可以從農林業垃圾、工業廢氣等非生物材料中提取。
IATA數據表明，SAF在保證飛行動力的前提下，碳排放比一般航空煤油低80%。
“我們需要考慮使用可再生和可持續的燃料，包括可再生航油、電力驅動，甚至去考慮如何混合氫能源的燃料。從近期來講，我們首先會考慮的是如何去利用可再生航空燃料。”《財經》記者從波音公司首席可持續發展官克里斯·雷蒙德（Chris Raymond）處了解到。
與此同時，SAF也是最適合當前航空工業體系的選擇。
“SAF對飛機發動機帶來的改動是最小的一種，對于機場和航空公司周邊航油的輸送管道、儲存設施的改動影響也最小。在其他可再生能源繼續發展的同時，眼下SAF是最可行的替代方案。”克里斯·雷蒙德表示。
SAF能夠大量減排，也不需要顛覆現有體系，自然成了頭部企業的熱門選擇。
巴航工業大中華區總裁及商用飛機副總裁郭青接受《財經》記者采訪時表示，巴航2021年已經開始使用可持續航空燃油，到2030年要實現所有經營及飛行活動100%使用可持續燃油，到2050年之前實現生產的飛機100%兼容可持續航空燃油。
各家的承諾相似。波音提出，在2030年要使商用飛機100%應用可持續燃料，同時，全自主全電動的飛機也在研發中。空中客車全球執行副總裁、空中客車中國公司首席執行官徐崗表示，爭取早日實現100%使用航空可持續燃油的飛機。
作為發動機制造商，羅爾斯羅伊斯（Rolls-Royce）也提出，到2023年，所有在產民航發動機兼容100%可持續燃油，到2023年，新一代2000和4000系列發動機獲得可持續航空燃油認證。
目標已定下，目前各家企業正在努力開源SAF，以擴大供應、促進推廣。
比如波音有一個頗受關注的項目，把“地溝油”轉化成生物燃料。所謂“地溝油”，指的是被排入下水道的食物用油、動植物廢油脂，以及固體垃圾產生的廢油脂。經過回收和分解，地溝油可以被制成可持續性航空燃油，取代原來的航空燃油。
除了地溝油，可持續航空燃油還可以從非常多原料中提取，包括植物、農林業垃圾、非可循環家庭垃圾、工業工廠排氣等。
霍尼韋爾中國及航空航天集團亞太區總裁林世偉接受《財經》記者采訪時表示，霍尼韋爾非常重視在綠色燃料的投資，公司研發的Ecofining工藝可以將非食用天然油和動物脂肪，轉化為比生物柴油和石油基柴油性能更好的綠色柴油。
“相比于從石油制成的柴油，該燃料的全生命周期溫室氣體排放量可減少多達80％。將這種燃料按1:1比例與石油類航空燃料混合使用時，無需改變任何飛機技術，即可符合飛行的所有關鍵要求。”林世偉表示。
然而現實仍相對骨感。美國材料實驗協會（American Society of Testing Materials，以下稱ASTM）統計，其批準的七種可持續航空燃料生產途徑中，可持續航空燃油和常規航油的混合比例最高也只有50:50——這意味著，商業航班使用的SAF中，至少還需要混合50%的傳統航油。
即使是混合航空燃油，推廣的進度也不理想。據（誰的統計）統計，2020年全球的SAF產量規模僅為傳統航油市場需求的0.06%，也未有航司將SAF作為商業飛行慣用油。
航司節油節油再節油
航空業的供應商都將SAF視為減碳首選，技術層面也屢有突破，為何SAF還是難以普及？最大的阻力之一，是成本過高。
“SAF對比傳統航油的成本具體高多少，取決于SAF的來源地。但SAF的成本基本上比傳統航油高兩到三倍。”克里斯?雷蒙德說。
咨詢公司麥肯錫發布的報告顯示，即使通過最實惠的方式生產，SAF的價格仍然是傳統航油的2.5倍。
“SAF如果不降低成本，航空公司是不會有動力去用的。”郭青告訴《財經》記者，短期之內，一是選擇合適的機型，二是機型本身在不使用突破性的技術、不使用生物燃料的前提下，首先做到節油，讓效率更高。
在SAF大規模應用之前，傳統航油一時之間難被取代，航司一直在想盡各種辦法節油。
2018年至2020年，南航飛行環節節油12.7萬噸，減少碳排放40.1萬噸。具體手段包括：淘汰老舊機型、引進新型高效機型，同時對130多臺發動機進行節油升級；在計劃、起飛、巡航、下降、滑入各階段，對飛行全流程的19個節油點進行精細化管理等。
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比如，南航計劃在2021年推出飛行員品質助手系統，可在航前提醒飛行員具體節油措施，航后告知飛行員每個航班節油情況及機隊、公司對比數據，實現數字驅動節油精細化管理，引導飛行員培養節油習慣。
2028月，春秋航空還成立了節油委員會，通過提高飛行計劃精度、控制地面給油、監控飛行員空中用油等方式節油。
“一直以來，減少燃料消耗都是令業界信服的經濟激勵因素，因為燃料消耗通常是航空公司僅次于勞動力的第二大運營成本。”Andrew Doyle告訴《財經》記者。
除了節油，航司還在服務端控制碳排放。
南方航空在2019年推出了“綠色飛行”按需用餐服務，乘客可在值機時選擇取消機上餐食，換取里程獎勵。據南航統計，截至2021年5月31日，南航已累計節約餐食超過300多萬份。
2021年，南航將綠色飛行品牌升級，推出“綠色全旅程”服務，在購票、出行、乘機和出行后四大環節打造綠色低碳的全旅程體驗，比如采用電子會員卡、電子客票、線上值機等措施。
碳中和并不限于直接減少碳排放，通過其他環保項目抵消碳排放也正成為航司的選擇。
東方航空近期首飛的全生命周期碳中和航班，就通過支持植樹造林、可再生能源發電、天然氣發電等項目抵消了航班產生的二氧化碳當量。
東方航空方面向《財經》記者介紹，全生命周期碳中和航班，不僅意味著航班運行中的碳抵消，這班航班使用的航空煤油也實現了碳中和，上到原油開采、運輸，下到航空燃油煉制、儲存、成品油燃燒，通過測算出全生命周期所產生的二氧化碳，進行同等當量的中和。
從10月12日到12月10日，東航計劃在13條國內精品航線上，執行全國首批、總計約780班全生命周期碳中和航班，為逾百萬公里的航跡完成綠色飛行。
不過航空公司受飛機、發動機等技術制約，以及空域、機場等運行條件和協同機制制約，自身減排手段有限，需要全行業協同努力。
東航集團黨組書記、董事長劉紹勇在今年全國“兩會”期間表示，根據相關數據測算，全民航每減少1分鐘滑行等待時間，每年可共減少19.4萬小時等待時間，減少油耗約4400噸，折合碳排放1.37萬噸。他建議，盡早謀篇布局，統一規劃，制定民航局的統一碳排放指導方案。
離碳中和還有多遠？
“航空業并非碳排放的超級大戶，但絕對是碳減排的‘困難戶’，因為長途飛行還顯著依賴化石燃料。” 羅蘭貝格的研究報告指出。
該報告顯示，2019年，航空運輸業碳排放量約占全球總量的2.8%。多項研究指出，按當前的增長速度，到2050年航空業的碳排放量可能占到全世界總量的25%。
而在中國，交通運輸業的碳排放占全國碳排放總量的9.7%，民航業碳排放規模為全國碳排放總量的1%左右、占交通運輸業排放總量的約10%。
2016年，世界民航組織正式提出減排目標：2035年的二氧化碳排放量不超過2020年的排放水平，即碳達峰；2050年的二氧化碳排放量應達到2005年排放水平的50%及以下，最終實現將全球航空碳凈排放量穩定在2019年的水平。
“要實現CORSIA的目標，需要通過電動和氫動力飛機等激進新技術的廣泛應用，以及更高效的空中交通管理，從而顯著減少化石燃料的使用。長途飛機運營也需要幾乎100%轉向使用可持續生物燃料。”Andrew Doyle告訴《財經》記者。
IATA也在今年10月初的第77屆年會上，通過了全球航空運輸業于2050年實現凈零碳排放的決議。
IATA理事長Willie Walsh表示，為實現此目標，2050年將需要減排18億噸碳。“我們預計，65%的減排目標將通過應用可持續航空燃料完成，新的推進技術（如氫）可以減排13%，通過效率提升可減排3%，其余的則可通過碳捕獲和儲存（11%）、抵消（8%）來處理。”
IATA的策略是，通過可持續航空燃料、新飛機技術、更高效的運營和基礎設施以及開發電力、氫能等零碳能源等行業內解決方案，盡可能減少二氧化碳排放。
目前歐洲航空安全局（EASA）和美國聯邦航空管理局（FAA）也都推出了航空業減排目標，執行標準和時間表都參考了上述ICAO和IATA的方案。
今年3月，中國民航局印發《關于“十四五”期間深化民航改革工作的意見》，提出49項改革任務，包括建立差異化航班量調控機制、優化運輸機隊結構、鼓勵航空公司積極使用可持續航空燃油等。
不過，現實總是比愿景骨感。“由于現階段航空燃油的不可替代性，控排減碳的手段還較為欠缺，新能源替代項目也相對有限。盡管電池技術處于高速發展階段，電動飛機有著零排放飛行的潛力，但對于應用范圍更廣泛的商用飛機而言，目前還沒有能和燃油系統相提并論的動力系統。”林世偉對《財經》記者坦言。
郭青也對《財經》記者表示，技術創新固然有利于減少碳排放，但只有大規模推廣才能真正達到效果，而這需要工業化的生產以降低成本，否則行業內沒有動力使用。全產業鏈必須達成共識，以推動規模生產。
可持續燃料、氫動力、電氣化、運營效率、碳交易……航空業的碳中和任重道遠。
