碳中和|被改变的“慢速”飞行

随着“双碳目标”相继成为各行各业的大热话题后,“碳达峰”和“碳中和”也在改变着所有人类的活动,改变着人们的衣食住行。在此背景下,环球网公益频道特别推出系列报道《碳中和目标下寻找符合国情的绿色低碳之路》,本文特别邀请波音中国总裁谢利嘉女士,以环球视角解读中国境内企业在绿色发展、节能减排、ESG、绿色建筑、绿色消费、水处理、固废治理、大气治理、无废城市、智慧城市等领域相关话题讨论。

“双碳目标”正在改变飞行

2020年12月2日,联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯(antonio guterres )罕见地在“世界领导人论坛”上批评说,“如果航运部门是一个国家,它将成为世界第六大温室气体排放国”。 这足以证明航运带来环境成本是巨大的。2019年数据显示,全球民航飞机碳排放占全球碳排放比重约2%,旅客人均碳排放202千克。

航空业减排仍然是各国实现碳排放目标不可忽视的领域之一。在全国政协委员、东航集团董事长刘绍勇提交的关于“制定中国民航业2030碳达峰和2060碳中和的方案”的提 案中,提升机队运行效率、鼓励开发应用更多碳抵消举措等建议都有不少着墨。在全球范围,多家航空公司在采取实际行动以减少碳排放,新技术和解决方案遍地开花。

燃油是航空公司最大的成本项,为了减少排放量并节约成本,降低油耗势在必行。阿提哈德航空正与波音合作,开发一款“绿色”的波音787梦幻客机,对旨在降低油耗的新产品、程序和措施进行测试。

在2020年的爱尔兰,这款绿色梦幻客机优化了阿布扎比与都柏林之间的往返航班,较之该航线的标准波音787航班,不仅将正常飞行时间缩短了40分钟,还减少了800公斤油耗,碳排放量减少了3吨。飞行员也发挥着关键作用,他们可通过分析洞察和飞行数据来应用关键节油程序,比如在机坪上滑行起飞和降落时仅使用一个发动机。

投资可持续航空燃料是另一个大热门。可持续航空燃料可以由多种原料制成,包括不可食用的植物,农业和林业废物,不可回收的家庭废物,工厂的废气排放等等,安全性和加油方法与现有的喷气式飞机燃料没有区别。

全日空是日本国内首个使用可持续航空燃料(SAF)的航空公司。2020年11月,成田机场的首个SAF航班飞往美国芝加哥,这次航行只在现有喷气式飞机燃料中混合了30%~40%的SAF燃料,削减了约30%的二氧化碳。如果只使用SAF燃料,可削减约90%的二氧化碳。

目前,达美航空、汉莎航空和芬兰航空在内的40多家航空公司已经开始使用这种燃料来帮助减少碳排放。

联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC) 在2018年发布的“全球升温1.5℃特别报告”提到,如果我们要将全球变暖限制在1.5摄氏度以内,实际上需要在21世纪从大气中去除1000亿吨到10000亿吨的二氧化碳。减排已不够,从大气直接捕获碳的技术正吸引大量投资。

美联航宣布计划于2050年前实现“零”温室气体排放量,成为100%绿色航司,其中一项重大举措就是注资百万美元发展革新的碳捕捉技术——“直接空气捕获(DAC)技术”。通过不同规模的运作,这一工程每年可捕获数百万吨甚至数十亿吨二氧化碳,并把这些被捕获的二氧化碳永久地储存在地下深处。

为了实施这一计划,美联航将帮助1PointFive在美国建立首个工业规模的直接空气捕获工厂,单个工厂预计每年可捕获并永久封存100万吨二氧化碳,其效果等同于种植4000万棵树,所占面积却仅是目前的1/3000。

不肯提速的民航飞机

几十年来世界的火车一直在提速,但是飞机缺一直在降速,今年7月,北方地区迎来强降雨,航班大面积取消,山东航空依然能够正常起飞,山东航空因为出色的运行能力以及超强的准点率走红网络。因此,山东航空又被称为”中国版俄航“、”闪电航空“。似乎大家对航班延误都习以为常了,但是60年代航行速度达到顶峰,然而随后的几十年是越来越慢。

现代客机的巡航速度通常是在700~900公里每小时之间。事实上,早在1945年,一位德国的试飞员就把飞机开到了980公里的时速。要知道,那还不是喷气式飞机。不过在之后,民航飞机的速度就开始停止增长,反而下降了。

从1914年1月1日在美国,美国飞行员托尼·贾纳斯驾驶贝诺伊斯特水上飞机搭载1名乘客从圣彼德斯堡飞行到坦帕,人类首次载客飞行,票价仅有5美元,飞行速度仅有91km/h。再到1954年下线1958年投入民航运营的美国第一架喷气式客机波音707,最大巡航速度972km/h。随后从1969年开启了超声速客运时代,仅仅经历了30多年由于几起空难戛然而止,目前都停留在研究方面。

除了空气动力学,运营成本也成了民航飞机不肯提速的首要原因,飞的更快,意味着更多的油耗和污染。现代客机都装有飞机管理计算机。有了这个系统可以根据当日的气候条件和承载重量等因素计算出最适当的飞行速度——最经济效益速度。控制杆等机内航行设施也会以这个速度为参照,进行工作。如何节能减排,提升最经济效益速度,成了众多航空公司历年技术攻关的重头戏。

携手近半个世纪的波音中国

1949年以前,中国用于航空运输的主要航线和机场仅有36个。1971年,中国民航在周总理的关怀下,将重点放在开辟远程国际航线上,1972年尼克松总统历史性的访华将波音引入了中国市场,1973年从美国购买了10架波音-707型飞机,在近半个世纪的不断合作学习,现如今超过一万架波音飞机安装了中国制造的世界级水平的零部件。而波音每生产的四架民用飞机中就有一架交付到中国使用。

从波音进入中国市场时起,波音就不仅仅向中国销售飞机,而且支持并协助中国民用航空业发展成为世界上最安全的航空系统之一。

以中国舟山波音737完工和交付中心为例,中国舟山波音737完工和交付中心是一个突出的例子,该中心是波音公司首个设在海外的此类工厂。交付中国航空公司客户的737飞机首先从西雅图飞到舟山,然后在波音和中国商飞共同设立的工厂内完成飞机内饰的安装。完工以后,飞机被转交给毗邻的波音交付中心进行最后阶段的试飞并交付客户。

人才培养方面,迄今波音已经培训了近10万名中国航空业专业人士,包括飞行员、维修人员和工程师等。同时波音的“放飞梦想”航空科普教育项目已经覆盖了超过13万名学生和数千名教师,以启发孩子们对航空的兴趣。

节能减排方面,波音和其他业界领导者正在支持中国建立可持续航空生物燃料产业,此举将可以给全世界带来广泛的经济和环保效益。

2010年,波音与中国科学院青岛生物能源与过程研究所合作建立了可持续航空生物燃料联合研究实验室。

2011年10月,中国国际航空公司使用一架现役波音747-400客机成功进行了中国首次航空生物燃料验证飞行。

2012年8月,波音与中国商用飞机有限责任公司在北京联合成立了中国商飞-波音航空节能减排技术中心。该中心与中国的高校以及研究机构合作,研究可持续的航空生物燃油等相关技术,以提高航空业的能源效率,减少二氧化碳的排放。中国商飞-波音航空节能减排技术中心的首个研究项目正在探索使用废弃食用油(在中国常被称为“地沟油”)提炼可持续航空生物燃料的机会。

2015年3月,波音与海南航空和中石化用一架737-800飞机进行了中国首次可持续航空生物燃料载客飞行,这是中国民航历史上又一个重大环保里程碑。2017年11月,海航用一架波音787梦想飞机在北京-芝加哥航线上执行了中国首个跨太平洋生物燃料飞行。

与石油燃料相比,以可持续的方式生产的生物燃料在其寿命周期内可以降低50%-80%的碳排放,预计可以在支持航空业在满足环保要求前提下实现发展方面发挥重要作用。

波音计划在2025年使固体垃圾和水使用量相对2017年水平减少20%,使温室气体排放和能源使用量分别下降25%和10%,使有害垃圾减少5%。创新的回收方式预计将进一步帮助在未来几年减少固体垃圾,例如让复合材料边角料变成消费商品。同时波音正在增加可再生资源的使用,来取代化石燃料作为波音业务中的能源来源。

现在,波音是航空航天制造业中唯一事前碳纤维垃圾100%回收的公司。

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