特朗普要退出《巴黎協(xié)定》，但美國(guó)在國(guó)際航空碳減排領(lǐng)域仍然十分積極。同期，中國(guó)還在品味大飛機(jī)C919首飛的喜悅時(shí)，就不得不面對(duì)航空器二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)的“新門檻”。航空器碳排放是怎么回事，哪些組織在制定標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)中國(guó)意味著什么?
2020年后國(guó)際民航碳排放不能增長(zhǎng)
雖然同樣是應(yīng)對(duì)全球變暖，國(guó)際航空領(lǐng)域的碳減排與我們更為熟知的《巴黎協(xié)定》并不在一個(gè)框架下?！栋屠鑵f(xié)定》是在《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》(UNFCCC)的締約國(guó)中展開(kāi)，聚焦于各國(guó)內(nèi)部碳減排。而國(guó)際航線的跨國(guó)移動(dòng)源屬性，導(dǎo)致其碳排放管理難以歸屬于一個(gè)國(guó)家，所以在《芝加哥公約》中規(guī)定了國(guó)際航空部分的環(huán)境事務(wù)包括碳減排也歸屬于國(guó)際民航組織(ICAO)。中國(guó)是《芝加哥公約》的締約國(guó)，也是ICAO理事會(huì)11個(gè)一類理事國(guó)之一。
據(jù)測(cè)算，航空領(lǐng)域的碳排放占據(jù)全部人類活動(dòng)碳排放的2%，而這2%中又有65%源于國(guó)際航空活動(dòng)。ICAO于2013年的第38屆國(guó)際民航組織大會(huì)上確定了雄心勃勃的減排目標(biāo)，即2020年后每年的國(guó)際民航碳排放量不再增長(zhǎng)。
雖然2020年中和增長(zhǎng)的目標(biāo)針對(duì)的是運(yùn)營(yíng)國(guó)際航線的各大航空公司，但完成這一目標(biāo)的壓力卻會(huì)傳導(dǎo)到整個(gè)航空甚至更廣的領(lǐng)域。
“新能源飛機(jī)”更青睞液體燃料而非電池
降低碳排放，主要有三種手段，即提高能源利用效率或者排放效率，使用替代(低碳)能源，使用碳捕捉、封存和利用技術(shù)(CCUS)。CCUS多與煤電、化工行業(yè)結(jié)合，在航空領(lǐng)域，前兩者被視為關(guān)鍵的減排路徑。
ICAO從技術(shù)層面考慮，提出了提升航空技術(shù)、優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理、使用替代燃料三大減排手段。其中，提升航空技術(shù)和優(yōu)化運(yùn)營(yíng)管理，是考慮提升燃料使用效率、減少燃料消耗。
在三大減排手段中，只有運(yùn)營(yíng)管理一條是航空公司可以依靠自身優(yōu)化的，其他兩條都需借助外力。
提升航空技術(shù)，需要飛機(jī)制造商提供燃油效率更高的飛機(jī)。但飛機(jī)燃油效率的提升，并非飛機(jī)制造商一家獨(dú)自就能完成。一方面，飛機(jī)制造商需要從空氣動(dòng)力學(xué)考慮，設(shè)計(jì)更加流線型的結(jié)構(gòu)。另一方面，更低的油耗需要更輕的飛機(jī)質(zhì)量，即對(duì)飛機(jī)所用材提出新的要求。除此之外，對(duì)于飛機(jī)的心臟——發(fā)動(dòng)機(jī)而言，考慮如何在提供足夠動(dòng)力的同時(shí)降低油耗更是重中之重。
即便不提全球變暖，無(wú)需碳減排，提升燃油效率也一直是發(fā)動(dòng)機(jī)制造商、飛機(jī)制造商和航空公司所追求的。用最少的油飛最長(zhǎng)的航線，一直都是經(jīng)濟(jì)之選。
不過(guò)，據(jù)ICAO預(yù)測(cè)，傳統(tǒng)的增效無(wú)法滿足2020年碳中和增長(zhǎng)目標(biāo)。因此，替代燃料是一個(gè)必須的補(bǔ)充手段，通俗而言就是使用“新能源飛機(jī)”。
但不同于新能源汽車的一大主流路線是電動(dòng)化，航空領(lǐng)域更關(guān)注液體燃料的清潔化。航空領(lǐng)域尤其是國(guó)際航線，對(duì)能量供給的需求大，而目前電池能量密度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到要求，民用飛機(jī)也不太可能中途充電。
其實(shí)除了航空領(lǐng)域，考慮到能量密度，其他運(yùn)輸領(lǐng)域如高耗能的重型汽車、海運(yùn)、軍事方面，在考慮低碳轉(zhuǎn)型時(shí)都傾向于更清潔的液體燃料而非電力。
在航空領(lǐng)域，更低碳的液體燃料，特別是“drop-in”燃料受到越來(lái)越多的關(guān)注。這種“drop-in”燃料，多為傳統(tǒng)燃料和新型燃料的混合，而新型燃料的原材料主要有兩種，一種是生物質(zhì)，另一種是垃圾。其使用上與傳統(tǒng)航空煤油無(wú)異，即原有的基礎(chǔ)設(shè)施無(wú)需額外的技術(shù)改造便可適應(yīng)這種燃料，可減少相應(yīng)技術(shù)改造所需成本。
事實(shí)上，“drop-in”燃料性能上與傳統(tǒng)燃料趨同，如果僅從燃燒階段考慮，其碳排放并不會(huì)比傳統(tǒng)燃料少多少。如果考慮全生命周期，以生物質(zhì)的drop-in燃料為例，雖然燃燒會(huì)排放CO2，但生物質(zhì)在生長(zhǎng)過(guò)程中因光合作用吸收了CO2，其燃燒過(guò)程可以被稱為碳中性。
