長三角機場航空碳排放測算及低碳策略研究

王爍+林彥

摘 要：近幾年，航空業高速發展，擁有5%的年增長率，制造了世界范圍內碳排放量的2%-3%，對全球環境造成了巨大的影響。本文借助ICAO標準排放量模型計算各機場的碳排放量，并討論分析如何實行相關的航空低碳減排策略。

關鍵字：碳排放，長三角機場，航空減排

1 研究背景

2016年4月22日，《巴黎協定》——繼1992年《聯合國氣候變化框架公約》、1997年《京都議定書》之后，人類歷史上應對氣候變化的第三個里程碑式的國際法律文本簽訂。遙望近百年來的人類史，隨著工業、科技的快速發展，全球性的氣候問題日益嚴峻。直到近二十年，人類才逐步意識到減排的重要性。至此，世界各地開展了一系列的減排活動，同時制定了相關的法律法規用于監督與約束污染物的排放。碳排放作為全球氣候問題的“禍首”，在各國政策中都給予了明確的規定。

作為航空業所帶來的附屬品，航空碳排放問題越來越受到國際社會的重視。近幾年，航空業高速發展，擁有5%的年增長率，制造了世界范圍內碳排放量的2%-3%。對全球環境造成了巨大的影響。航空業碳排放量數據是實施航空業碳排放管理的基礎，如何高效準確地測算出具體的碳排放量數據成為了一大難題。

在我國，長三角地區作為重要的經濟命脈，航空業十分發達，大型機場的數量屬全國之最。龐大的機場數量帶來的是大量的航空碳排放量。因此本文中于長三角地區每個省市各選取一個運輸量最大的機場作為樣本（上海浦東機場、杭州蕭山機場、南京祿口機場、合肥新橋機場），借助ICAO標準排放量模型來計算各機場的碳排放量。

2 碳排放估算

飛機在機場的活動可以由LTO（標準起飛著陸）循環描述。LTO循環是飛機從高空降落至機場又重新起飛至高空的一個封閉工作過程。ICAO（國際民航組織）規定，一個理想的LTO循環包括4個工作狀態：進近、滑行、起飛和爬升。這4階段的飛機活動時間和發動機推力等級及機型無關，分別為0.7分鐘/起飛、2.2分鐘/爬升、4分鐘/進近著陸、26分鐘/滑行。ICAO構建了機型排放數據庫，采用LTO循環來計算在機場終端區混合層高度（1000米）以下飛機各個階段的污染氣體排放問題，這就是ICAO標準排放量模型。

式中E表示二氧化碳排放總量（kg）；n表示飛機發動機的臺數；ti表示LTO循環第i飛行階段的飛行時間（s）；Fi是每階段的單發燃油流量，Ii是每階段的CO2排放因子。在0m海平面高度、15℃氣溫和標準的LTO循環下，飛機各階段的CO2排放因子均為常數3.115。

為了計算我國長三角地區機場航空碳排放量，根據我國各類機型的平均座位數，大致把我國的各種機型分為以下四個大類，如表1所示：

從國際民航組織官網的發動機排放數據庫中能夠獲得并計算出，各類飛機在LTO循環中各個階段的發動機燃油流量的平均值。結合標準排放量模型，可以計算出一個標準LTO循環下各類飛機在機場的碳排放量，見表2。

此外通過登錄各機場官方網站可以查詢到每天的航班信息及對應的飛機機型。因為在航班時刻表里，民航班機起降具有周期性特征，因此，可以用機場一周內起飛的各類飛機機型比例，見表4，來估算出各類機型年起降次數的比例。

4 減排應對策略

由上文中的計算結果可見，各主要機場的碳排放量逐年增長較快，需要進行合理有效的治理。本文圍繞民航業實際情況，提出以下對策措施。

4.1 縮短飛機滑行時間

在標準的LTO循環下，飛機地面滑行時間長達26分鐘，燃油消耗量約為整個LTO循環階段的40%。因此，機場應合理規劃機坪布局，改進滑行路線，有效地縮短飛機滑行時間，從而減少碳排放量。

4.2 增強空管管制能力

空管部門應建立合理的空域使用機制，提高管制能力，科學合理地使用機場終端區域，營造有序、便捷的空中交通環境，減少不必要的空中盤旋和地面等待時間。

4.3 開發生物燃料

利用生物燃料代替航空燃油是降低飛機碳排放的有效途徑。但我國尚沒有成熟的生物燃料供應體系，并且生物燃料的研發和生產都需要投入大量的資金，因此，我國政府需要出臺相應的鼓勵政策為生物燃料發展營造良好的環境，同時，我國民航運輸企業也要積極參與到生物燃料的開發和使用中，這樣，才能最終實現航空飛行零排放。

5 結語

氣候性問題已成為全球人類需要共同面對的問題，在全球都在積極響應減排的同時，我國民航必須盡快采取行動積極適應這種趨勢，實施節能減排創新，為我國和全球經濟的可持續發展做出中國民航的貢獻。

參考文獻

[1] 丁文杉，蔡良才，邵斌，丁飛.機場大氣污染研究現狀綜述[J].環境工程，2014（6）：69-72.

[2] 盧志想，劉永紅，徐偉嘉，陳子陽. 基于ICAO的航空碳排放計算與低碳對策探討[J].資源節約與環保，2014（9）：129-130.

[3] 羅曉剛.基于生命周期理論的中國航空業碳排放研究——以長三角地區為例[D].南京：南京航空航天大學，2013.