机制木炭制作过程(如何用“六化”法概括民用航空70%的双碳路线和商机)

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篇首语:白头若是雪可替,世上何来苦心人。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了机制木炭制作过程(如何用“六化”法概括民用航空70%的双碳路线和商机)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

机制木炭制作过程(如何用“六化”法概括民用航空70%的双碳路线和商机)

这篇文章,炜哥想通过与大家一起分析民用航空业的双碳行动计划,来提高自我主动思考能力和建立思维方法。大多数兄弟姐妹在最初接触碳中和领域时,有个巨大的问题是各类信息繁多、概念繁多、事件繁多,如果具体到8大减排行业,又多涉及行业相关的知识点,可以说如何下手切入令人头痛。

炜哥也不是搞教学搞培训的,所以并没有搞那些书上、网络上或者培训班上常见的一系列知识点(还真不是炜哥不想搞,是感觉想要有突破有创新,还需要积累)。

其实最初这篇文章写了一半,写法是传统的概念罗列,把中国民航局《2022中国民航绿色发展政策与行动》文件中的大纲和各项目要点罗列出来,再为每个要点添加一两个案例。写了一半炜哥也全家阳了,这几天状态好点再接着写,却写不下去了。感觉被大纲框架框死了(关键还不是自己设计的框架),能感觉到按那样的写法,读者朋友估计也读不下去,太正式,犹如教科书的死板,徒增了大家的枯燥和压力。

中学和大学时代那么多让你死记硬背的东西,你还记得多少?炜哥初中学化学时真的记不住,记住了也不会活用,后来干脆不记了,变被动记忆为主动发散式、关联式思考,反而有了乐趣、实现了“化学自由”。


咱们今天也试着用这种方式来理解一个行业的双碳路线图。这是一种主动思考的研究方式,除了我们不掌握的行业特性知识外,我们基本可以对于通用领域的减碳方案,做出一些分析和预判。


咱们先来初步了解一下民用航空业减排需求。



如果不坚持航空业减排,到2050年航空业排放将占到1/4!

从2000年到2021年,国内运输飞机总数从527架到4054架,只用了20年!

最近看了一组数据,国家近20年的迅猛发展令人惊叹啊!

还有更振奋的——到2035年,我国民航运输规模将跃居世界第一,民用运输飞机将达到8000架以上!!


数据来源:《2022中国民航绿色发展政策与行动》


联合国国际民用航空组织,于2016年通过了国际航空碳抵消和减排计划,要求航空公司对国际航班超出基准线的二氧化碳排放进行补偿,所以国内航空公司在国际航线将背负更大的碳减排压力。

为何航空业减排难度最高?

航油燃烧排放(第一大碳排放源)约占航空总排放量的79%,其它两大排放源是机场地面排放和电力使用。而对航油的低碳替代目前难度巨大,所以从减碳难度上来看,航空业在国家强制减排的八大行业(电力、钢铁、有色、化工、石化、建材、造纸、航空)中是高难度的。

由于难度较大,如果不坚持控制航空业碳减排,那么估计到2050年全世界将有25%的碳排放来自航空业(因为其它产业都在有效减排了,总排放量在下降导致航空业碳排放占比升高)。


中国民航局为双碳行动指明了《行动计划》路线图

中国民航局在2022年9月23日,发布了《2022中国民航绿色发展政策与行动》(简称:行动计划),为我国民航业双碳发展指明的政策与路径。

这个《行动计划》是我国最权威的民航业双碳宏观指南,并且明确了核心目标和实现路径。这是根据航空业的行业特点和所有排放关键环节进行的减排规划指导。所以,未来各航空公司、航空产业链管理机构、上下游企业和生态企业等,在路线图的指导下,充分在各自环节进行减排技改、技术创新、环保替代、流程优化等努力即可。


我们再来看一下航空减排的两个主要目标吧,先有一个感性的认知。

《行动计划》路线图的主要目标

《行动计划》制定了总体双碳目标,包括到2025年,吨公里油耗达到0.293千克,吨公里二氧化碳达到0.886千克,可持续航空燃料5年累计消费达到5万吨等。

到2035年,绿色低碳循环发展体系趋于完善,运输航空实现碳中和增长,机场碳排放逐步进入峰值平台期。


作为非航空管理专业的人来说,上面目标中的数字并不能深入理解,我们只要了解一下就好。炜哥不会对这个《行动计划》的详细内容做转述,有想了解的朋友可以自行搜索即可。

接下来炜哥想做的是,带着你一起玩一下对这个《行动计划》内容的”盲猜“。为什么要这样玩?就是想发动一下主动思考嘛,现在大家没有意识到各种信息和知识都是被灌输,很少有机会自己来?


《行动计划》路线图主要任务的“盲猜”

说白了就是尽一切可能,把一切都“绿化、低碳化”。有了这个宗旨,就可以发动脑筋和观察,最好能脑洞开大点。所以,繁文缛节是不用去背的,毕竟是行动计划,能想到要去做什么、如何做就可以了。


拓展一下思路:一切尽可能的“轻量化、节约化、环保化、数智化、电气化、绿电化”。好的,按这个思路,让我们看一下有什么可以干的事情。

把所有登机前的各项管理——电子化(进行无纸化办公,节约实物)!

所飞机上的各项纸质手册——电子化(飞行过程无纸化)!

把所有能动的——电气化!最好采用绿电!例如,所有地面的汽柴油车改换为氢能车、电动车。把柴油发电机尽可能改为氢储能装置。

屋顶太阳能覆盖——绿电化!所有地面场所的屋顶,尽可能覆盖上太阳能电池发电系统。

换更新的飞机——提高飞行效率和降低燃油消耗。

对现有飞机进行技改——改空气动力外形(加装翼尖小翼)、改发动机、改更轻薄舒适的座椅、各种机载设备的减重。

优化飞行过程管理——尽量缩短路线、选择更节油的飞行高度、尽量减少携油量、减少不必要的飞机配餐需求、减少水的携带、减少起飞前和降落前的等待时长等。

对外多植树造林——可以换取碳减排量,增加ESG评价水平。

参加碳交易市场——积极参与碳交易市场的各项活动,获取航空绿色金融加持。

建立双碳管理机制——做双碳顶层规划设计、制定公司层面管理机制等。

建立双碳人才培养机制——在航空公司产业链各环节,都要注重培养具有双碳知识和意识的人才队伍。

建立对外双碳合作机制——引入双碳做得好的供应商生态,除了传统产品物资供应商“绿化”外,还要对接一些碳中和专业咨询团队等。

大企业还要重视ESG报告——企业的环境(E)、社会(S)和治理(G)表现正在碳主题的推动下越发受到资本市场的重视,ESG评级体系的出现将给市场各方针对评估企业ESG绩效提供一个可以参考的标准。


大家看一下,我对比了一下《行动计划》的原文内容,回答到现在,基本能包括了6、7成大项内容了。

最后还有一个关键项,是外行比较难联想到的:更多采用可持续航空燃料——与可持续航空燃料供应商合作,以生物燃油替代传统化石燃料。外行可以想像到要去节油省油,但对于传统航空燃油还可以用可持续航空燃料做替代的事情,有可能不清楚。不过,当亲自看过《行动计划》的原文后,很快就能记住和理解,毕竟7成内容咱们自己都猜想到了嘛。


用这个思路(“轻量化、节约化、环保化、数智化、电气化、绿电化”),你可以套到国家强制减排的八大行业(电力、钢铁、有色、化工、石化、建材、造纸、航空)任何一个,从这六大纬度出发,就可以产生很多减碳的好思路和可行实践方案了。


下面是关于《行动计划》中涉及的具体的可借鉴内容,如果你有兴趣也可以继续往下阅读,就是对上面“盲猜”内容的具体化案例化的补充。如果你并不做这方面研究,或者不想了解太过具体的内容,略过即可。


《行动计划》路线图主要任务的解释

1、公司管理方面

1)针对碳议题的必要的组织变革

统一调动公司资源,设立专门的内部推动机构,深入分析碳议题并制定减碳流程,推动实施,同时制定公司中长期的减碳目标和公司相关战略。目前,国内外航空公司都逐渐成立了自己的可持续发展办公室,其作用随着碳中和进程的加深,必将会持续得到加强。

2)ESG评级

企业的环境(E)、社会(S)和治理(G)表现正在碳主题的推动下越发受到资本市场的重视,ESG评级体系的出现将给市场各方针对评估企业ESG绩效提供一个可以参考的标准。越来越多的欧美金融机构将企业的ESG评级纳入投融资的考查范围。ESG评级在未来企业融资中优秀的公司,可以尝试发行绿色债券或可持续发展发展债券来获得低息融资,降低融资成本,更高效地支持公司节能减排项目的发展。

有意愿或者有资质的银行,还可以向航空公司提供基于公司可持续发展绩效表现的贷款,这种贷款的利率以公司ESG表现或可持续发展评分为基准进行设定,鼓励公司开展节能减排项目。

2、加快推广绿色低碳技术

1)重中之重:航空业的“降碳”,发动机减排提效至关重要

我们以GE航空为例子,举例发动机技术升级减排降耗。

1.1)油耗和碳排放量的降低

如今,GE航空的飞机发动机油耗比1970年代和1980年代生产的发动机降低了40%

通过提高涵道比、引入空气动力学和新型燃烧技术、开发碳纤维复合材料风扇叶片、陶瓷基复合材料和增材制造,发动机不仅重量更轻、耐热力更强、部件设计更加优化,推进效率显著提升。

1.2)可持续发动机技术开发

例如,GE航空2021年6月宣布启动的RISE可持续发动机技术验证项目,就是用以验证及完善部分新型颠覆性技术。RISE项目的目标,是要通过开放式风扇架构,验证研发出较现役最高效的发动机再减少20%以上油耗和碳排放的技术。项目还将验证混合电力性能、100%可持续航空燃料及氢能源的兼容等。

RISE项目预期在现役最高效的发动机的基础上,实现额外减少20%以上的油耗和碳排放目标,仅靠在目前的涡扇发动机设计上进行改良是无法达到的。因此,开放式风扇架构成为实现这一指标的关键。

1.3)可持续航空燃料(SAF)、氢能及混合动力(电混动力发动机)

可持续航空燃料是一种替代喷气飞机燃料。较传统的石油基燃料而言,可持续航空燃料由更可持续的原料和工艺生成,可有效减少生命周期内的碳排放。

SAF是传统航空燃油的可靠替代品,有助于降低航空业的碳足迹。此外,SAF的使用无需改装发动机,也可以和传统航空煤油混合使用。因此,可持续航空燃油(SAF)替代传统化石燃料作为未来航空业的能源供应来源已经逐渐成为共识,也是业界减少碳排放首选的过渡方案。

目前可持续航空燃料的问题在于成本比目前的航空煤油高,一旦两者成本相当,或者只比航空煤油高一点,所有GE航空发动机都可采用可持续航空燃料,因为技术上已经成熟。

2)发动机改装

飞机发动机在使用过程中通常伴随着性能衰减,而衰减的最主要特征之一就是油耗升高,如果将部分老旧的飞机发动机进行升级改装,可以提高老旧飞机的燃油效率。以波音737-NG系列的CFM56发动机为例,每完成一台升级改装,一年可节省燃油消耗约38吨。

3)飞机加装翼尖小翼

飞机加装翼尖小翼,可以使飞机在飞行中有效减少诱导阻力,从而减少油耗,达到节能减排的效果。根据波音的数据,其737NG系列的融合式翼尖小翼可以减少5%的碳排放量。而根据空客公司的数据,其A320系列的鲨鳍小翼可以减少3.5%的碳排放量。

4)HUD、GLS等新技术的应用

以HUD(平视显示系统)和GLS(GBAS着陆系统)为代表的着陆辅助技术的使用可以使飞机在恶劣天气的情况下通过卫星和地面设备精确导航,减少飞机在空中的延误时间,减少不必要的等待,从而达到减少燃油消耗和碳排放的目的。

5)APU替代和单发滑行

飞机发动机和APU(辅助动力单元)是飞机燃油消耗的主要组件。可以积极推动飞机减少APU在飞机停场期间的使用,使用地面电气源设备设施为飞机供电和供气,对于机场廊桥供电设备不可用的情况,积极协调机场相关部门对廊桥设施进行改造。此外,加强机组培训,积极使用地面单发滑行,优化地面滑行程序,都可以助力减少二氧化碳的排放。

以中国东方航空为例,2019年前三季度,APU替代方案直接节约燃油6218吨,减少碳排放数十吨,单发滑行使用占全公司航班量的60%左右,减少由滑行产生的二氧化碳排放量约50%。

3、提升运营管理效能

1)不可预期燃油优化

航空公司对于不可预期燃油(为补偿不可预见因素所必需携带的燃油)的加油标准进行适当优化。

例如:2019年底,海南航空公司率先完成了5%的不可预期燃油补充运行合格审定,预计每年可以减少碳排放7500吨。2020年,中国东方航空公司完成了3%不可预期燃油的补充运行合格审定,在上海浦东-纽约、上海浦东-伦敦往返航线上使用3%的不可预期燃油优化政策,单个航班可节约碳排放量5吨。其他航空公司也在陆续推进落实这一燃油优化政策。

2)航路优化

随着中国航空公司航线网络越来越广,航网覆盖面积越来越大,航路走向选择对航空公司碳排放的影响开始越来越大。根据中国民航局的统计,仅2020年,共有28.97万架次航班使用临时航路,缩短飞行距离1232万公里,节省燃油消耗6.65万吨,减少二氧化碳排放约20.95万吨。

3)载重平衡优化

飞机重量越大,消耗的燃油越多。合理优化飞机的载重平衡配置可以节省飞机的燃油消耗。更轻薄的客舱座椅、娱乐设施;控制或预定航空配餐;适当减少加水量;统计更精准的乘客体重和手提行李重量,减少预计业载和实际业载的误差;广泛采用电子飞行包(EFB),将各类飞行手册和纸质资料数字化。

例如:南航利用科技创新,在购票、出行、乘机和出行后四大环节,为旅客提供订票、支付、值机、安检、登机,以及电子发票等绿色低碳的全旅程体验。开通网上订餐,在全球首推“绿色飞行”按需用餐服务,可以上提前选择不用餐,并可获得一定数额的南航里程奖励。鼓励减少行李重量等。

4)飞机清洗优化

经常对机身、机翼和发动机涵道表面进行清洗,可以减少污染物的影响,恢复飞机机身和发动机的整体性能。例如:根据海南航空的统计数据,以波音737-800为例,清洗后的发动机可以提高燃油效率约5%,每架飞机可以年均减少二氧化碳排放量约94.5吨。

5)航司机队型号优化

引进燃油效率更高的飞机,逐步更换掉老旧飞机,成为减少碳排放的重要途径之一。例如:作为绿色低碳航空的引领者,南航在购买飞机和优化机队的时候,就非常注重选择绿色环保的机型,如通过引进A350、B787、A320neo等新机型,及时退出老旧飞机,使机队平均机龄保持“年轻化”,进一步提升机队燃油效率。2020年引进飞机32架,退出老旧飞机27架,机队平均机龄7.2年。


4、强化空管支撑保障

1)优化空域资源

中国民航可用空域供给与民航航班量增长的矛盾近年来一直十分突出。这不仅影响航班运行准点率和乘客出行体验,还直接增加碳排放。根据相关统计,全民航每航班每减少1分钟滑行等待时间,一年可减少19.4万小时的等待时间,减少油耗约4400吨,约合二氧化碳排放量1.37万吨。继续深化军民航融合发展运行机制,推广军民航大面积航班延误应急响应机制(MDRS)至繁忙地区运行,能有效减少航班延误、减少二氧化碳排放。

根据民航十四五规划,中国民航计划继续推进建设“10+3”空中大通道,改善重点地区的空域结构性矛盾,推动大型机场进离场分离。进一步降低航班延误,将直接减少了航班由于延误产生的碳排放。

2)推广民航新技术使用

一些较为先进的空中交通管理技术的使用可以减少飞机在空中的停留时间,从而减少碳排放量。目前国内已经持续推广了全国航路航线航班全面实施PBN运行(基于性能的导航)和RNP AR独立平行运行,扩大CDO/CCO进离场程序的使用范围,优化机场进离场飞行程序设计,推进GBAS等国产自主卫星导航技术应用和PBCS监控平台建设,强化CDM(协同决策系统)的作用,通过技术手段,提高航班运行效率,减少飞机空中停留时间,可以有效减少二氧化碳的排放量。根据ICAO的计划,全球将在2030年前持续推动上述技术在全球范围内逐步实现。

3)机场地面交通优化

由机场机坪管制部门分担空管部门的指挥压力,统一协调场面航空器推出、开车、地面滑行、排序放行等工作,加强了地面车辆和人员的沟通,减少航空器与地面车辆的冲突。通过优化地面管制程序,合理调整航空器开车时间和地面车辆运行路线,可以有效地提高机场地面运行效率,减少航空器和地面车辆的碳排放。


5、建立基于市场的民航减排机制

1)碳补偿与碳捕捉

国际航空碳抵消和减排机制(CORSIA)是国际民航组织(ICAO)提出的气候行动计划,目的是推动航空企业采用符合条件的排放单元(Eligible emission unit)来抵消航空运输企业在2020年之后产生的碳排放增量。

降低碳排放综合成本的一个方式是实施碳补偿。航空公司具体可以选择三种方式:一是通过碳交易,通过碳中介或正规碳交易所购买碳排放指标;二是植树造林,通过在票价中收取一定的碳附加费用,用于开展植树造林,间接将碳排放部分中和或清零;第三是利用碳捕捉技术,将飞行中产生的二氧化碳捕捉并深埋。

2)航空绿色金融加持

2.1)绿色贷款与绿色债券

不论是航空公司更新机队还是飞机租赁公司进行飞机资产管理,或是碳交易,围绕着碳中和产生的金融需求正在明显增加,各类金融产品与工具必将越来越广泛的地被使用。

2.2)碳交易衍生品

金融机构可以提供各种融资、担保、保险给相关项目赚取佣金和服务费,也可以直接参与碳排放相关的交易和投资赚取收益。

现货市场方面,碳排放企业都将获得相应的碳配额,多余的碳配额可以在碳交易市场买卖。期货市场方面,碳远期和碳期货,可以约定碳交易未来的价格,并且在未来进行交易或碳交割。碳远期的组合也可以组合成碳掉期,在未来某一时期互换碳资产。碳期权也是选项之一,买卖双方可以签订期权合约,买方在未来某个时间以预定好的价格行权,获得一定数额的碳配额。除了衍生品外,大量与碳相关的金融工具也将应运而生,如碳债券、碳资产抵押、碳基金、碳资产回购、碳资产托管、碳指数、碳保险等。


6、深入开展民航污染防治和节约节能

传统的飞机清洗也存在能耗和用水量巨大的问题。通过优胜更节水的清洗设备和工艺,也是必须要考虑的。

采用可降解塑料制品,替代不可降解塑料制品。

机场地面车辆的减碳升级,广泛采用机坪新能源车,以替代传统燃油车。

例如:南航把精益管控成本中涉及节能降耗、绿色低碳的成功经验,转化为“绿色飞行”品牌创建措施,不断丰富和深化“绿色飞行”责任品牌的内涵,延伸到植树、公益、碳足迹抵消、打造绿色生态圈等内容,将航空公司节能减排、绿色环保、共享可持续发展的举措与旅客相关联,让旅客和员工参与和共享“绿色飞行”的理念和成果,使“绿色飞行”成为航空出行新风尚,推动民航碳达峰、碳中和。

还是国内首家推出电子客票、自助值机、网上值机、手机电子登机牌、电子货单、电子杂费单、微信值机、电子发票、人脸识别登机等服务的航空公司,货运国内电子运单量全球第一,平均每月可节省纸质运单量17.1万张,累计开出电子发票300万张,相当于少砍伐1200棵大树 。


7、全面提升绿色民航科技创新能力

规划数字化航空管理,例如开发机场绿色技术应用、系统提升空管运行管理效率、机场能源管理系统建设、航空公司运控节能系统。

例如:南航自主研发的“航油e云”实时大数据共享平台,成功实现飞机加油全流程电子化管理和大数据共享,每年可减少浪费航油约1500吨。


参考资料:

中国民用航空局:中国民航局发布《2022中国民航绿色发展政策与行动》

中国民用航空局:《关于深入推进民航绿色发展的实施意见》

光明网文章:民航业碳减排必须啃下“硬骨头”

腾讯网行业新闻:航空运输业减碳的七类方法|航空产业碳中和之路

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