航空零碳，路在何方？

更新的飛機(jī)、更綠的燃料、生態(tài)的修復(fù)，飛機(jī)制造商提出綠色航空版圖三板斧

文｜王靜儀

編輯｜施智梁

剛剛過(guò)去的2024年，是人類(lèi)有記錄以來(lái)最熱的一年。根據(jù)世界氣象組織的測(cè)算，2024年全球平均氣溫是15.10℃，比工業(yè)化前的水平高出約1.55℃，也比上一個(gè)最熱年份2023年高出0.12℃。

僅航空業(yè)，就占世界溫室氣體排放量的2%-3%——每1架飛機(jī)從空中駛過(guò)，都要燒掉成噸的燃油；每時(shí)每刻，人類(lèi)的頭頂都有約1萬(wàn)架飛機(jī)正在飛行；每一秒鐘，都有一架空中客車(chē)公司制造的飛機(jī)起飛。

3月末，空中客車(chē)首席執(zhí)行官傅里（Guillaume Faury）接受《財(cái)經(jīng)》采訪時(shí)表示，現(xiàn)在有三種主要的去碳化方法：一個(gè)是飛機(jī)本身，通過(guò)燃燒更少的燃料，飛機(jī)可以更經(jīng)濟(jì)、更有效率；第二是通過(guò)技術(shù)手段提高飛機(jī)、航班、空中交通管理人員運(yùn)轉(zhuǎn)的效率，使得運(yùn)轉(zhuǎn)變得無(wú)縫；第三個(gè)就是使用可持續(xù)航空燃料（SAF），減少碳排放。

降低碳排放刻不容緩。從機(jī)隊(duì)更新、運(yùn)營(yíng)優(yōu)化到生態(tài)修復(fù)，飛機(jī)制造商正構(gòu)建全方位的綠色航空生態(tài)。

下一代飛機(jī)節(jié)油20%-30%

如果新一代的飛機(jī)更節(jié)能，燃燒更少的燃料，飛行就會(huì)更經(jīng)濟(jì)、更有效率。

空客已經(jīng)啟動(dòng)了以清潔能源為基礎(chǔ)的新一代單通道飛機(jī)的研發(fā)計(jì)劃，預(yù)計(jì)本世紀(jì)（參數(shù)丨圖片）30年代后半期投入使用，與當(dāng)前一代飛機(jī)相比，預(yù)計(jì)燃油效率將提高20%-30%。

由于現(xiàn)有的航空發(fā)動(dòng)機(jī)在當(dāng)前技術(shù)條件下已發(fā)揮出幾乎全部潛能，要實(shí)現(xiàn)飛機(jī)效率的重大飛躍，全新的發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)翼設(shè)計(jì)以及更多創(chuàng)新方案，必不可少。空客正在研究不同構(gòu)型，進(jìn)行綜合評(píng)估。

這些技術(shù)包括采用顛覆性開(kāi)放式風(fēng)扇設(shè)計(jì)得更高效的發(fā)動(dòng)機(jī)；可顯著提高空氣動(dòng)力學(xué)性能的長(zhǎng)折疊式機(jī)翼；支持混合動(dòng)力架構(gòu)的下一代電池，其中電力越來(lái)越多地用于支持飛機(jī)上的推進(jìn)和非推進(jìn)功能，以及用于互聯(lián)飛機(jī)的輕質(zhì)材料和集成系統(tǒng)。

如果將氫燃料作為飛機(jī)的動(dòng)力來(lái)源，飛行過(guò)程中僅排放水蒸氣，完全消除了二氧化碳的排放。氫能被認(rèn)為是終極的解決方案，氫能飛機(jī)也在探索中。

空客展出了這樣一臺(tái)概念飛機(jī)：由四臺(tái)2兆瓦電力推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)均由一個(gè)燃料電池系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，可將氫和氧轉(zhuǎn)化為電能。四個(gè)燃料電池系統(tǒng)將通過(guò)兩個(gè)液氫罐提供動(dòng)力。

圖說(shuō)：驗(yàn)證機(jī)EcoPulse的電動(dòng)螺旋槳由電池和渦輪發(fā)電機(jī)提供動(dòng)力

拍攝：施智梁

目前氫能飛機(jī)的綜合地面測(cè)試計(jì)劃于2027年進(jìn)行，這一概念將在未來(lái)幾年繼續(xù)完善，更多測(cè)試將有助于完善與氫燃料儲(chǔ)存和分配，以及推進(jìn)系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)。但由于綠色氫燃料的基礎(chǔ)設(shè)施還遠(yuǎn)未到位，氫能飛機(jī)預(yù)計(jì)在2040年左右投入運(yùn)營(yíng)。

空客認(rèn)為，經(jīng)過(guò)多年對(duì)氫能航空的研究，這是一條最有前途的發(fā)展路徑。

清潔燃油的中國(guó)方案

在航空業(yè)的碳排放中，約99%來(lái)自航空飛行活動(dòng)的航油消耗。對(duì)于汽車(chē)而言，從燃油車(chē)轉(zhuǎn)到電動(dòng)汽車(chē)就顯得環(huán)保，而對(duì)于百?lài)嶄撹F巨物飛機(jī)來(lái)說(shuō)，更清潔的燃油是當(dāng)下可行的方案，也就是可持續(xù)航空燃料，能最多減少80%的碳排放。

但困擾全球的是，可持續(xù)航空燃料的成本太高，約為現(xiàn)有燃油的四倍-五倍，限制了航空公司的使用意愿，尚處于推廣初期階段。

要解決這個(gè)問(wèn)題，中國(guó)的作用重大——憑借200萬(wàn)噸廢棄油脂、4900萬(wàn)噸農(nóng)業(yè)廢棄物等原料資源，中國(guó)有望在2030年實(shí)現(xiàn)可持續(xù)航空燃料年產(chǎn)能1200萬(wàn)噸，占據(jù)全球供給重要一極。

“對(duì)我來(lái)說(shuō)，真正令人振奮的，是看到技術(shù)在中國(guó)發(fā)展的速度和廣度。中國(guó)的科技正在‘爆炸式發(fā)展’。”空客首席技術(shù)官薩賓（Sabine Klauke）對(duì)《財(cái)經(jīng)》表示，諸多科研院所和高校在可持續(xù)航空燃料的生產(chǎn)路徑研發(fā)中發(fā)揮著重要作用，如油脂加氫、醇制合成燃料、氣化+費(fèi)托等技術(shù)的突破，為全球民航業(yè)減碳貢獻(xiàn)了中國(guó)的解決方案。

空客預(yù)測(cè)，中國(guó)民航機(jī)隊(duì)規(guī)模將于2043年突破1.1萬(wàn)架，可持續(xù)航空燃料需求將迎來(lái)爆發(fā)式增長(zhǎng)。其與中國(guó)石化、中國(guó)航油等中國(guó)合作伙伴一起正在為優(yōu)化可持續(xù)航空燃料產(chǎn)業(yè)生態(tài)而努力，空客天津已啟用可持續(xù)航空燃料進(jìn)行交付飛行和測(cè)試飛行。

同時(shí)，為破解當(dāng)前中小運(yùn)營(yíng)商可持續(xù)航空燃料采購(gòu)困境，空客推出全球首個(gè)“記賬與認(rèn)領(lǐng)”機(jī)制，允許企業(yè)購(gòu)買(mǎi)可持續(xù)航空燃料證書(shū)并認(rèn)領(lǐng)減排額度，無(wú)需物理運(yùn)輸燃料。

這一機(jī)制對(duì)于那些采購(gòu)量有限，且與供應(yīng)點(diǎn)相距較遠(yuǎn)的客戶(hù)而言格外有益，能提升潛在客戶(hù)獲取可持續(xù)航空燃料的便捷程度。目前SMBC航空資本、AerCap等7家巨頭已簽署合作備忘錄，試點(diǎn)項(xiàng)目將于2025年全面啟動(dòng)。

“中國(guó)在可再生能源方面的發(fā)展速度非常快，除了擁有豐富的生物燃料原料來(lái)源，中國(guó)還可能在使用綠色氫、與從大氣中捕獲的二氧化碳相結(jié)合生成合成航空燃料等技術(shù)方面成為領(lǐng)先者。”空客首席可持續(xù)發(fā)展官朱莉（Julie Kitcher）告訴《財(cái)經(jīng)》。

2050年航空業(yè)要實(shí)現(xiàn)凈零碳排放

即使可持續(xù)航空燃料全面鋪開(kāi)，也無(wú)法覆蓋全生命周期的碳足跡。機(jī)隊(duì)的年輕化和燃油效率的提高對(duì)于脫碳固然重要，但在高速增長(zhǎng)的市場(chǎng)，增量總是很輕易地超過(guò)存量的減少。碳抵消則是更有前景的領(lǐng)域，在全行業(yè)采取必要行動(dòng)逐步降低自身排放量的過(guò)程中，它可以充當(dāng)過(guò)渡手段。

航空業(yè)正將目光投向更廣闊的生態(tài)修復(fù)領(lǐng)域，比如空客與陽(yáng)光動(dòng)力基金會(huì)宣布建立為期三年的合作伙伴關(guān)系。

地面觀測(cè)手段有限，依托衛(wèi)星和直升機(jī)領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)航空航天技術(shù)，能解鎖更多地球信息。通過(guò)此次合作，成功入選的項(xiàng)目將獲得豐富的資源支持，包括空客在航空航天領(lǐng)域的技術(shù)能力支持，例如用于地球觀測(cè)的衛(wèi)星數(shù)據(jù)，以及用于高效空中評(píng)估與驗(yàn)證的直升機(jī)。

陽(yáng)光動(dòng)力基金會(huì)創(chuàng)始人兼主席貝特朗·皮卡爾（Bertrand Piccard）告訴《財(cái)經(jīng)》，通過(guò)將航空航天技術(shù)與自然導(dǎo)向型解決方案相結(jié)合，可以讓創(chuàng)新想法落地，應(yīng)對(duì)從生態(tài)系統(tǒng)退化、水資源安全，以及從自然災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)到例如衛(wèi)星環(huán)境檢測(cè)系統(tǒng)解決方案等關(guān)鍵社會(huì)問(wèn)題。

圖說(shuō)：ZEROe氫動(dòng)力飛機(jī)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)模型

拍攝：施智梁

為實(shí)現(xiàn)碳抵消，航空業(yè)各出奇招：在國(guó)內(nèi)，南方航空推出了“綠色飛行，按需用餐”服務(wù)，旅客可以選擇免餐食兌換積分，幫助實(shí)現(xiàn)個(gè)人碳抵消；在海外，阿提哈德航空通過(guò)“綠色常旅客計(jì)劃”，鼓勵(lì)會(huì)員減少碳足跡，例如抵消駕駛、室內(nèi)制冷或烹飪產(chǎn)生的碳排放。

根據(jù)國(guó)際民航組織（ICAO）的規(guī)劃，到2050年，全球航空業(yè)要實(shí)現(xiàn)凈零碳排放。

正如朱莉所說(shuō)，氣候風(fēng)險(xiǎn)既是一種人道主義風(fēng)險(xiǎn)，也是一種“商業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、金融風(fēng)險(xiǎn)”。對(duì)于飛機(jī)制造商而言，或許未來(lái)真正的競(jìng)爭(zhēng)不是飛機(jī)賣(mài)了多少架，而是誰(shuí)制定了碳中和時(shí)代的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

責(zé)編 | 王祎

題圖 | 東方IC