摘要： 

　　　　随着新能源电动汽车的普及，高铁网络的进一步完善，航空将成为旅客出行能耗较高的出行方式，伴随打赢蓝天保卫战的深入进行，航空能耗将成为综合交通运输体系关注的重点，急需未雨绸缪。机场内设备（车辆）减排效果有效，降低飞机地面排放急需重视。在此大背景下，本文首先立足我国目前机场终端区尾气污染排放现状，揭示出飞行发动机滑行和地面慢车阶段污染物排放指数高的现实情况，建议通过管理、技术、创新等多种举措实现飞行发动机滑行和地面慢车阶段减排，助力民航绿色发展实现社会效益，并且给民航企业带来巨大的经济效益。 

　　　　党的十九大报告中明确提出要坚决打好污染防治的攻坚战。2018年6月，国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》，强调要加强非道路机械和船舶污染防治。2018年9月，民航局印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》工作方案，明确新增或更新场内设备（车辆）使用新能源的要求，大力推广APU替代专项工作。 

　　　　一、机场终端区尾气污染排放现状 

　　　　据国际民航组织统计，航空产业污染物排放对气候变化的影响占比约为3%，二氧化碳排放占全球温室气体排放的2%、且每年递增2-4%。 

　　　　（一）飞机发动机排放是机场及机场周边地区的主要污染源 

　　　　以首都机场为例，飞机发动机排放是机场及机场周边地区的主要污染源，占各类移动源排放总量的80-97%。 

　　　　表1-1 2013年首都机场各类移动源大气污染物排放清单 

　　　　（二）飞行发动机滑行和地面慢车阶段污染物排放指数高 

　　　　飞机发动机在机场排放包括滑行和地面慢车、进近、爬升、起飞四个阶段，以Trent发动机基准排放数据为例，滑行和地面慢车阶段排放碳氢化合物、一氧化碳排放指数高，爬升、起飞阶段氮氧化物排放指数高，颗粒物排放大部分为超细微颗粒物。 

　　　　表1-2 Trent基准排放数据 

　　　　二、飞行发动机滑行和地面慢车阶段减排路径与技术 

　　　　通过管理、技术、创新等多种举措，可以实现飞行发动机滑行和地面慢车阶段减排，不仅可以助力民航绿色发展实现社会效益，而且也会给民航企业带来巨大的经济效益，一是减少燃油消耗，降低运行成本；二是延长发动机寿命，降低维修成本；三是飞机推出后立即滑行，提升运行效率；四是降低外来物体对飞机发动机的损害风险；五是降低飞机噪音。 

　　　　（一）管理手段压缩进、出港地滑时间实现减排 

　　图2-1 国内外机场进、出港滑行时间趋势图 

　　　　通过对2013年1月至2017年3月数据分析，从趋势上看，国内机场相关的进、出港地滑时间均高于国际机场，其中出港地滑时间差异更为明显。2016年9月以来，国内机场与国际机场的进、出港地滑时间进一步拉开差距。国内机场同比大幅增长，出港增长18.2%，进港增长13.3%；国际机场同比出港增长2.0%，进港增长5.0%。 

　　国内机场出港地滑时间的同比大幅提升来源相对集中，首都机场贡献占比近一半。滑行和地面慢车的排放约占整体LTO循环排放的40%，如果首都机场滑行时间减少2分钟，飞机发动机LTO循环排放的大气污染物总量约可降低3.3%，，其中HC和CO有较大幅度的下降。 

　　　　（二）单发滑行等技术手段实现减排 

　　　　尽管业内单发滑行（Reduced Engine Taxi）一直对转弯安全、横跨跑道、运行效率、滑行速度等方面存在质疑，但实践证明节能减排确实有效，以B738为例，单发滑行30分钟约节油75kg，此外降低了外来物体对飞机发动机的损害风险。 

　　　　（三）创新飞机地面滑行技术实现减排 

　　　　飞机电驱动滑行技术一直是业内研究的方向，早在2003年Delos Aerospace就着手研发飞机电驱动滑行技术（eTAXI），并于2006年获得专利授权，令人遗憾的是2011年汉莎公司完成系统展示后于2013年终止了项目。受此项目启发，其后类似项目方案层出不穷，并且已经逐步得到了验证进入实际应用阶段。 

　　　　飞机电驱动滑行技术的共同特点：降低飞机地面滑行尾气排放问题；需要对飞行员进行培训；需要修订飞机地面运行程序；设备或系统均需要取得航空器补充零件合格证STC；运行过程中，均需要APU提供电力支持。 

　　　　1.EGTS 

　　　　2011年Honeywell与SAFRAN合作成立EGTS International开始研发；2012年EasyJet宣布支持EGTS；2013年完成测试，同年法航、空客加入EGTS；2016年范保罗航展亮相，同年Honeywell终止合资公司项目；2017年，SAFRAN继续EGTS开发。 

　　　　优势：滑行、操纵方便；加速度大，动作灵敏；驱动主起落架，地面摩擦力大；可以自行从机位推出；无地面交通压力。 

　　　　劣势：EGTS使起落架增重300kg，长航程减排效果差；起落架驱动电机能力有限，不适用于宽体客机；电驱动系统与起落架刹车组件连接，温升问题突出；需要对飞机进行改装，驾驶舱增加设备，飞行员改装培训量较大。 

　　　　适用范围：窄体客机，短途、繁忙机场之间飞行。 

　　　　2.WheelTug 

　　　　WheelTug由多个美国、加拿大公司参与；2005年完成B767演示系统；2012年完成B737演示；2017年向FAA申请STC；目前在开发737NG和A320机型起落架。 

　　　　优势：可以自行推出机位；无地面交通压力；适用自身APU供电；具备机坪坡度适应能力。 

　　　　劣势：WheelTug PLC安装于前起落架，重量136kg；需飞机改装，电子飞行包视频监控；冰雪天气运行能力不足；滑行减排，飞机增重增加油耗；不适合宽体客机。 

　　　　适用范围：适用于短途、窄体，较繁忙机场间运行。 

　　　　3.TAXIBOT 

　　　　2007年，以色列航空工业公司（IAI）与地面支援设备制造商TLD集团和德国汉莎工程公司（LEOS）发起了TAXIBOT项目，旨在解决商业飞机在跑道上滑行和怠速所带来的日益严重的环境污染问题，该项目得到了飞机制造商空客和波音的支持。2011年，第一台窄体TAXIBOT出品，并亮相于慕尼黑航展。2014年7月，窄体TAXIBOT完成了认证测试，11月被批准用于机场拖行。2014年11月25日，窄体TAXIBOT首次完成商业航班（法兰克福至纽伦堡的汉莎LH140）牵引任务，此后在法兰克福机场超过500次商业航班牵引任务。2016年4月，欧洲航空安全局（EASA）与美国联邦航空管理局（FAA）批准窄体TAXIBOT使用于波音B737全系列客机。2017年5月，欧洲航空安全局（EASA）与美国联邦航空管理局（FAA）批准窄体TAXIBOT使用于空客A320全系列客机。2018年初，印度德里英迪拉·甘地国际机场（DEL）地面服务公司签署了40台窄体TAXIBOT引进意向，同年10月底2台窄体TAXIBOT抵达德里机场投入生产运营。按设计和制造厂商计划，将在法国沙托鲁（Chateauroux）机场对能够牵引空客A380和波音B747-400的宽体型号TAXIBOT进行测试。计划2020年原型测试，2021年取证。 

　　　　TAXIBOT运行原理是由托盘抱夹感应装置，通过飞机鼻轮转向的感应，同步控制TAXIBOT方向，从而实现飞行员直接控制驾驶该设备，在飞机的地面滑行阶段，由TAXIBOT为飞机提供动力，无需开启飞机发动机。 

　　　　操作流程：TAXIBOT的设备驾驶员把飞机鼻轮通过抱夹装置固定后，将飞机从廊桥推出到滑行线位置，解除起落架的旁通销，此时，驾驶员需按下转换按钮，通过连接器，将设备的操作权限移交给飞行员，由飞行员操控该设备将飞机牵引到滑行道的起飞点。随后设备驾驶员将TAXIBOT与飞机脱开，并开回到原地。 

　　　　优势：飞机无需进行任何改装；不会对前起落架造成疲劳破坏；减排效果明显；不造成飞机增重；滑行速度快，运行灵活。 

　　　　劣势：须设置回程路由，增加机场交通压力；运行中，增加地面管制工作负荷；购置成本高，单台报价约2000万元；运营模式较为复杂，经营人和直接受益人不统一，适用于基地航空公司。 

　　　　适用范围：功率范围大，适用于宽体、窄体客机。 

　　　　三、几点建议 

　　　　（一）降低飞机地面排放，助力民航绿色发展 

　　　　短期来看，打赢三年蓝天保卫战，任务依然很严峻。场内设备（车辆）减排效果有效，生态环境部发布《中国移动源环境管理年报(2019)》明确指出飞机等非道路移动源排放对空气质量的贡献也不容忽视，因此降低飞机地面排放必须及以高度重视。 

　　　　长期来看，未来二十年，我国航空能耗将由2017年的3280万吨标油提高至2040年前后的9500万吨标油峰值，年均增长4.7%，之后小幅放缓，占交通总能耗比重由10%提高至20%。随着新能源电动汽车的普及，高铁网络的进一步完善，航空将成为旅客出行能耗较高的出行方式，航空能耗将成为综合交通运输体系关注的重点，急需未雨绸缪。 

　　　　（二）创新性降低飞机地面排放，顺应新时代挑战 

　　　　传统涡轮发动机减排空间有限，电驱动是机场地面设备发展的必然趋势，未来伴随物联网、5G技术会在地面设备、飞机系统上快速应用，飞机地面设备和飞机本身各个系统之间的通讯、控制连接会越来越多，促进机场地面设备与飞机系统一体化趋势。 

　　　　鉴于飞机适航标准限制了飞机系统、部件同地面设备之间的融合，建议民航局研究、储备相应政策管理措施。 

　　　　（三）优化管理手段，降低飞机地面排放 

　　　　1.优化飞行区布局，提高航空器地面滑行效率。 

　　　　2.引导飞机空载滑行的地面牵引，鼓励飞机电驱动滑行技术的应用。 

　　　　3.所有航空公司在条件具备的情况下，在确保安全的基础上，以及不违背机组决策优先的前提下，鼓励实施单发（关发）滑行，并给与一定的政策鼓励。 

　　　　4.起降费收费政策引导。依据ICAO DOC 9082机场可以收取飞机排放附加费，目前已有汉诺威、苏黎世等机场对氮氧化物排放收费标准为3欧元/千克，使用财经政策杠杆，鼓励航空公司使用节能减排类型发动机及飞机。（作者：李成 中航集团）