基于運行數據的綠色航空公司節能減排現狀分析

劉炳成，褚雙磊*,2， 劉 蕾，熊錦鴻，陳 月

（1. 中國民航大學空中交通管理學院，天津 300300；2. 天津市空管運行規劃與安全技術重點實驗室，天津 300300）

基于運行數據的綠色航空公司節能減排現狀分析

劉炳成1，褚雙磊*1,2， 劉 蕾1，熊錦鴻1，陳 月1

（1. 中國民航大學空中交通管理學院，天津 300300；2. 天津市空管運行規劃與安全技術重點實驗室，天津 300300）

近年來，節能減排成為民航業工作的重點，而航空公司在這方面具有義不容辭的責任。分析了與節能減排相關的現行民航局規章和指導意見,指出國內外航空公司在節能減排方面做的有益嘗試和先進經驗，并提出當前需要深入研究的問題及未來發展趨勢，以期為節能減排領域的進一步研究提供參考。

運行數據；節能減排；航空公司

隨著國家及航空運輸業對節能減排的日益重視，構建節能減排的綠色航空公司顯得尤為重要，而航空燃油消耗量占航空公司能源消耗量的90%以上，所以在航空公司以減少運行成本為核心的節能減排體系中，減少航油消耗占有至關重要的地位。許多具有前瞻意識的航空公司在節能減排方面做了許多嘗試和努力，積累了大量的寶貴經驗。

1 民航局節能減排方面政策研究

在可持續發展戰略持續推進的背景下，民航產業作為高精尖技術產業實行節能減排義不容辭，在民航局2006年印發的《中國民用航空發展第十一個五年規劃》中，明確提出了節約能源，提出了“改革空域資源管理，提高空域資源利用效率，鼓勵和支持航空公司建立運行控制體系，優化航路選擇，科學制定飛行計劃，建立節油獎勵機制”的規劃和建議，這對航空公司在節油方面工作的實施有著重要的指導意義[1]。

2008年，中國民航局向民航各級單位發布了《民航行業節能減排規劃》，規劃內容主要從“民航業能源利用與排放現狀”“民航業節能減排面臨的形勢”“民航業節能減排工作的指導思想”“原則和目標，民航業節能減排的主要任務”“民航業節能減排工作的保障措施”這五個部分闡述了民航局對節能減排的指導意見[2]。為了繼續加快落實民航強國戰略和“十二五”規劃中關于民航業節能減排的任務和要求，應對日益嚴峻的節能減排形勢，促進行業的可持續發展，必須加快推行全行業的節能減排工作。為此，中國民航局2011年又印發了《民航局關于加快推進行業節能減排工作的指導意見》?！兑庖姟反_定了以下總體目標：通過技術與管理創新，實現全行業能耗和二氧化碳排放增速低于行業發展速度，到2020年我國民航單位產出能耗和排放（收入噸公里能耗和收入噸公里二氧化碳排放）比2005年下降22%，航空公司要將運行管理向以節能增效為目標的精細化管理模式轉變；通過優化航線網絡和運力配備，改善機隊結構，加強聯盟合作等措施提高運輸效率，降低單位產出能耗和排放量；發揮信息化作用，為精細化管理提供數據支持；進一步完善內部節油機制，有效激勵飛行運行節油[3]。

2 航空公司節能減排現狀分析

根據我國相關的民航政策、規劃以及航空公司的實際運營情況，可以看得出節能減排不僅是社會、政府對航空公司日常運行的要求，還是航空運營人節省運行成本，增加生產效益的有效方式。因此航空公司早已采取許多措施，努力提升燃油效率、降低燃油消耗，從而降低運行成本。航空公司節能減排主要以降低燃油消耗，提高燃油效率為中心，降低燃油消耗主要體現在降低飛機重量，優化飛行操縱，節約飛行時間，燃油效率的提升主要歸結為：購買燃油效率更高的飛機，機隊結構優化，飛機性能優化避免性能衰減，應用飛機、發動機新技術[4]。在降低燃油消耗，提高燃油效率方面航空公司已經廣泛實行以上措施來降低運行成本。

2.1 國內航空公司在節能減排方面的工作

在國內，國航、東航、南航、廈航、奧凱、春秋航空公司在節能減排方面進行了積極探索，實施了飛機運行過程中的減排措施，效果明顯。

國航歷來重視以節省燃油為中心的節能減排工作的規劃和實施。1993就開始實行了航線節油，1999開始關注輔助動力裝置的使用，2004成立了國航股份燃油節支管理委員會，先后編寫下發《中國國際航空股份有限公司燃油節支工作暫行規定》等規章制度，全面細化燃油節支操作流程。2010年響應國家號召推出國內首個綠色航班[5]，飛行約三個小時，僅耗費航空煤油約十八噸，對航空公司業界起到了良好的示范作用。國航主要使用的節油技術有合理制定飛行計劃、飛行相關人員根據公司操作規定施行節能操作、縮短輔助動力裝置使用時間、優選節油節能的航路航線、對氣象條件良好，燃油充足的飛機施行二次放行、使用經濟巡航模式并按照特定計算的成本指數控制飛機飛行速度、積極施行飛機減重。主要使用的節能措施有提高航班運行控制水平，切實提高簽派放行率、控制額外的加油，避免飛機燃油的浪費、縮短飛機在機場地面的滑行時間、充分利用機場的設備系統，施行地面節能節油措施。除了應用以上技術措施，國航還不定期組織飛行有關部門對運行過程中可以采用的節能減排措施進行研究討論，具體制定相應的節能減排措施和方案。經過這一系列的舉措，國航的節能減排工作取得了可喜的成果，從國航數據上來看，燃油效率不斷提高，2005-2009年國航總周轉量增長了三十六點二個百分點，但是飛行燃油的總消耗量只上升了二十八個百分點。而2009年噸公里綜合能耗為0.4426公斤標煤/噸公里，相比2005年的0.4756公斤標煤/噸公里下降了六點九個百分點，也證明了國航整體能耗水平的降低。

東航一直堅持技術減排的道路，指出降低燃油損耗是公司節能減排工作的重心所在[6]。根據東航的調查報告顯示，東航的燃油消耗占其總能源消耗的98%以上，航油成本占公司運行成本的40%上。為此，東航認真執行節能減排工作策略，明確節能減排的工作核心。東航的節能減排工作主要通過飛機加裝翼尖小翼、發動機的節能環保改裝、提前淘汰低性能的老舊飛機、輔助動力裝置節油管理、運控系統節油管理等手段，不斷提高飛機燃油利用效率，減少廢棄物排放。以2015年為例，東航通過實行各項節能減排工作累計節約航油多達26萬噸，減少二氧化碳排放82萬噸，通過航線優化減少航油成本 1,891萬元。與此同時，東航還積極在民航局的指導下與包括飛機制造商、航空燃油供應商、科研院所、民航相關院校等相關方面增強合作，在提高燃油使用效率、使用代替燃油的生物燃料等方面加快節能減排的前進步伐。隨著東航的不斷發展，東航對節能減排工作的投入不斷加大，取得的成果也十分顯著。固然東航公司飛行小時數在以每年平均十個百分點的速率在增加，可是通過飛行機隊結構的更新優化，更新老舊的高能耗低性能飛機和其他節能減排的方式和舉措，東航的單位飛行小時耗油正呈現出逐年下降的趨向。2015年平均飛行小時油耗僅為2.945噸航油 /小時，歷年萬元收入能耗也呈總體平穩下降趨勢，2015年萬元收入能耗0.84噸標煤，同比2006年萬元收入能耗0.93噸標煤下降了九點六個百分點，這些數據直接說明了中國東方航空股份有限公司在節能減排方面取得了顯著的成果。

在節能減排方面，南航致力于不可再生能源的高效利用和環境保護，并在節能減排的道路上不斷摸索，針對本公司的情況制訂了許多節油減排的新舉措，如“動態指數飛行”“優化航線”“二次放行”“實行飛行剖面化管理”“控制飛機重量”等。其中“動態指數飛行”的目的是降低油耗，2007年3月8日，公司首次調整了飛行指數，經過一段時間的運行并分析數據得出，南航通過對飛行指數的動態調整，從而根據每次飛行的重量選擇最適宜的油量，每年可根據此方式節約大概1.2萬噸航空燃油，效果顯著；而“優化航線”則與單個航班的燃油消耗緊密相關，即在安全范圍內通過縮短航線來減少飛機油耗，從2006年到2009年期間，南航通過截彎取直等“優化航線”技術縮短了532條航路，使在相同客運量的情況下飛行時間減少了12801.6小時；而在2010年，又應用此項技術為南航減少飛行時間共1434.9小時，減少航空燃油消耗大約3547.7噸，節約了燃油成本約2600萬元；另外，“二次放行”技術也是一種目前比較先進的放行技術，以巴黎—廣州航線為例，與常用簽派放行技術相比，采用“二次放行技術”可減少燃油消耗五噸左右，南航通過對氣象狀態允許，燃料充足的飛機進行二次放行每年可減少燃油成本約586萬元，效果十分明顯。南航通過對以上節能減排措施的貫徹推行和實施，在節能減排方面取得了不小的進步，從2004年到2011年，南航節約航油多達20.4萬噸，廢氣廢物排放量減少了約60萬噸[7]。

作為中國首家按現代企業制度運營的航空公司，廈門航空有限公司在節能減排方面也有很多值得借鑒的經驗和方法。廈航首先通過強化公司內部節能減排體系，按照統一部署“分層管理，實干，高效，節油”等思路構建節能減排管控機制，推進節能減排工作在公司全面實施。公司設立了節油績效考核獎勵制度，增加廣大員工節油積極性，每年劃撥多達千萬的獎金用于獎勵飛行機組、簽派、機務、地服等生產部門，采納所有可行的節油措施來降低能耗。在公司的實際運行中，廈航主要通過使用先進節能機型B737-800作為公司的主力機型；科學制定和實施飛行操作：在飛行中盡量選擇使用減推力和小襟翼起飛和著陸，巡航過程中選擇最佳高度層、經濟巡航速度，并合理控制輔助動力裝置啟動時機，縮短輔助動力裝置使用時間；提高運行控制實效：合理設計飛機載重平衡，精準計算油量避免油耗油，提高簽派放行準確率，根據實際情況制定飛行計劃；合理維修保養飛機等措施提高燃油利用率降低運營成本，并取得了明顯的成果。在2005年到2011年期間，廈航的飛行小時耗油同比減少四個百分點，噸公里耗油減少八個百分點[8]。

作為中國第一家民營航空公司，奧凱航空公司，創立伊始就非常注重公司的節能減排體系構建。對于機隊的機型，奧凱航空選擇了安裝翼尖小翼的波音737-800和國產新舟60這兩款節能機型。隨著燃油價格的不斷飆升，奧凱的燃油支出達到了總運營支出比重的38%。為了最大程度地節約航油，奧凱制訂了輔助動力裝置運用和監管的相關方案。在落實那些方案之后，機隊輔助動力裝置的日平均使用量由原先的超過8小時降為每天的6小時以下，每天平均每架飛機節約航油252.2千克。其次，根據性能管理部門的評估，航空器每減少100千克的載重，每小時可節約燃油2.1千克，所以奧凱公司對飛機進行了供應雜志數量的減少、水箱數量的控制等不同程度的減重措施。另外，通過減小發動機的推力、使用飛行管理計算機確定最佳巡航高度、加裝翼尖小翼、選擇綠色環保的機型、實施節油獎勵等各方面的綜合措施最全面地確保了奧凱公司節能減排工作的有效進行[9]。

作為我國首家低成本航空公司，春秋航空用實際行動踐行著他們“低成本、綠色航空”的運營理念。2008年成立的以公司董事長為首的“春秋綠色環保委員會”確保了減排制度的全面落實。針對節油的運營目標，春秋航空分別從購置節能發動機和地面支持設備及運用飛行管理計算機優化飛行計劃等三個項目來降低油耗。春秋強化了對各部門的節能減排的管理掌控，技術研發，提高了資源特別是燃油的使用效率，降低了總體油耗，其減排工作取得了階段性的勝利成果。2005年到2010年，開航的21架A320的運營機隊保持著95%的高平均客座率。在此期間，春秋A320的油耗一直保持在0.25噸公里左右，而此時行業的平均油耗水平為0.32噸公里左右，他們用更少的油耗運送了更多的乘客和貨物，用實踐證明了高客座率是節能減排的有效措施。同時，先進的A320機型大幅度的減少了CO2的排放量。以上方面的綜合因素保障了春秋航空的低油耗，截止2009年底，總共節油10728噸，節油比例達到了3.1%[10]。

2.2 國外航空公司在節能減排方面的工作

而作為擁有先進技術的美國各航空公司從飛機改裝和減重、地面運行管理、維修中采用節能操作、以及廢棄物處理等方面入手，全面實施精細化管理制度，降低燃油消耗，減少廢棄物排放。美國各航空公司采取的節能措施主要涵蓋以下四方面：飛機安裝翼尖小翼、優化飛機加油程序、改善操作步驟及飛機減重。其中的美國航空和達美航空在節能減排方面做出了很大成績，對航空公司節能減排而言具有一定的參考價值。

美國航空十分重視節能減排工作。在環保理念的宣傳層面，美國航空成立了節能減排委員會幫助制定節能減排方案，并積極在員工群體中宣傳節能減排理念，組織節能減排技能知識培訓，使節能減排深入人心，由美國航空員工牽頭實施的“燃油智能化”節油計劃，自 2005 年到2012年期間總節油量達到了 8 億加侖。在實際運行技術層面美國航空通過為公司飛機安裝翼尖小翼、進行飛機減重（減少附加設備重量、移除多余陳舊設備）等，年節油量達 65.5 百萬加侖；還積極改良飛行計劃，優化航路和航線，合理計算載重平衡和燃油數量，通過上述措施實現了年節油量68.2 百萬加侖；日常運行中通過有效控制飛機加油量，避免油量過多產生“油耗油”、定期清理飛機發動機、盡可能使用單發滑行、進入機庫時優先使用牽引取代滑行、減少輔助動力裝置的使用時間和燃油消耗等措施，年節油量達 20.9百萬加侖。在節能飛機研發方面，與波音公司一道，開展了可降低油耗的 737-800“生態機”計劃，為飛行試驗提供了全新的737-800 ，并成功試飛[11]。

達美航空公司，作為一家歷史悠久的航空公司，十分重視現行的《應對氣候變化工作計劃》，并在此基礎上制定公司的《可驗證的溫室氣體排放清單》。達美航空主要通過飛機減重，地面運行控制，飛機改裝，維修節能，廢棄物回收等措施實現節能減排，如更換電視屏幕使每架飛機減重212磅，在機場回收旅客廢棄物多達600萬磅并全部捐給慈善組織。通過采取以上措施，達美航空節能減排效果顯著，自 2005 年到 2012 年，達美航空總排放量降低十八點五個百分點；僅2012 年這一年，飛機全年的減排量就達 到了86.8萬 公噸，相當于五架波音747-400（達美機隊中最大型飛機）的全年排放量；燃油效率也隨之提升，自 2009 年到 2012 年間，達美燃油效率年均提高一點七個百分點，比ICAO制定的目標還要高零點二個百分點。

3 未來航空公司節能減排發展展望

未來航空公司的節能減排主要以技術研發創新,組織管理創新，精細化數據管理這三個方面為重心[12]。歐美航空業從 20 世紀 70 年代就開始考慮從飛機改進方面減少行業對環境的影響，迄今已經開發出一系列有助于環保機型研發的新技術，包括發動機、機身技術的升級改造等。在最受關注的節油方面，一些國外的航空公司積極參與研發可替代航空燃油的生物燃料并成功進行了多次航空生物燃料試飛，而國內一些具有前瞻性的航空公司例如海航也在進行相應的生物燃料實驗[13]。在試飛中，生物燃料較現在使用的航空燃油展現出了明顯的優勢。新西蘭航空公司（Air New Zealand）的試飛數據表明，采用生物燃料能夠節約1.2%的航空燃油，并且采用生物燃油的飛機全生命周期可減少60%的二氧化碳排放[14]，將這一數字與航空公司通過升級改裝發動機取得的節能減排效果數字相比，優勢特別明顯，證明了生物燃油技術具有極強的經濟性和可行性。在實際經驗中，許多航空公司，例如國航，廈航，春秋，美國航空等紛紛成立節能減排專屬職能部門負責公司的節能減排工作，取得了很明顯的效果，然而想要繼續深化取得的成果，航空公司必須加強節能減排部門的組織管理創新，深化其節能減排職能，比如航空公司內部運行數據的節能減排數據管理來量化節能減排的實際價值與成果。當然僅靠航企自身的力量是不夠的，節能減排需要政府機構，空管局，機場集團和航空公司的合力，更加靈活地進行空域管理，更合理的設置進離場和爬升下降程序，建設足夠量的跑道和機場配套設施來減少航空公司不必要的燃油和費用支出。為航空公司未來整體的節能減排打下堅實的基礎。

[1]中國民用航空局.中國民用航空發展第十一個五年規劃[J].綜合運輸,2007(1): 70-80.

[2]中國民用航空局.民航行業節能減排規劃[Z],2008.

[3]中國民用航空局.民航局關于加快推進行業節能減排工作的指導意見[Z].2011-03.

[4]樊澄,林鵬. 航空公司節能減排管理分析與思考[J].中國民用航空,2014,169(1):10-13.

[5]國航飛機性能室. 中國國際航空股份公司節能減排工作經驗[J].空運商務,2011,(2):11-13.

[6]東航飛行性能室. 中國東方航空公司節能減排工作經驗[J].空運商務,2011,(2):14-17.

[7]邵富強.南航“節能減排”有成效 “綠色飛行”贏贊譽[J].空運商務,2011,(22):43-46.

[8]廈航飛機性能室. 廈門航空有限公司節能減排工作經驗[J].空運商務,2011,(2):24-25.

[9]奧凱飛行性能室. 奧凱航空公司節能減排工作經驗[J].空運商務,2011,(2):32-35.

[10]春秋飛行性能室. 春秋航空公司節能減排工作經驗[J].空運商務,2011,(2):36-39.

[11]易翔. 美國各航空公司節能減排事業的發展及成效[J].科技經濟導刊,2016,(24):88-91.

[12]褚天琦,易翔. 歐美航空業節能減排創新管理研究[J].中國市場,2016,(36):90-92,132.

[13]孫洪磊,呂繼興,胡徐騰等.航空公司應用航空生物燃料的成本效益分析[J]. 化工進展,2014,(5):1151-1155.

[14]李芳芳. 航空公司探索節能減排新思路[N].中國民航報,2010-11-25(6).

［編校：楊 琴］

Analysis on Energy Saving and Emission Reduction of Green Airlines based on Operational Data

LIU Bing-cheng1，CHU Shuang-lei*1,2，LIU Lei1，XIONG Jin-hong1，CHEN Yue1

(1.College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin300300;2.Tianjin Key Laboratory of Operation Programming and Safety Technology of Air Traffic Management, Tianjin300300)

This paper briefly analyzes the current regulations and guidance of Civil Aviation Authority related to energy saving and emission reduction , and points out useful attempts and advanced experience that domestic and foreign airlines make in energy saving and emission reduction. It puts forward the current problems that need to be researched deeply and development trends in the future, to provide reference for the further study in this field.

operation data；energy saving and emission reduction；airlines

U8

A

1671-9654(2017)01-0064-05

10.13829/j.cnki.issn.1671-9654.2017.01.017

2016-11-12

劉炳成（1995- ），男，吉林白山人，研究方向為交通運輸。

褚雙磊（1982- ），男，天津人，講師，工學博士，研究方向為民用飛機飛行性能，飛行運行控制。

本文為2015年國家自然科學基金“飛機發動機對機場區域大氣環境影響評估技術”(編號：21407174)、2016年中國民航大學大學生創新創業訓練計劃項目”基于碳交易的航空公司節能減排管控體系構建方法研究”（編號：IECAUC2016035）階段性研究成果。