摘要：民航业是依靠能源生存的行业，能源供给风险影响民航运行安全，在确保化石能源供给的同时，应深入研究核、水、风、光、生物质、氢、热等非化石能源应用技术，提高非化石能源应用占比，应对能源供给风险，制定节能减排策略，增强民航国际竞争力，确保中国民航能源使用安全。 

一、我国能源供给的现状

　　民航业的机场和航空公司是两大用能大户，机场主要依靠电、气作为能源，航空公司的飞机广泛使用航空煤油作为发动机燃料，作为二次能源的电80%以上来源于化石能源，作为一次能源的气和航空煤油几乎100%来源于化石能源。世界气候变暖趋势有加剧之势，南极冰层每年融冰量是40年前的6.3倍，珠穆朗玛峰雪线上升植被覆盖上移，已引起世界生态环境恶化。航空燃料二氧化碳的排放已经占到世界二氧化碳总量2%以上，随着民航运输量的快速增长，二氧化碳排放量增加，这一比例还将持续上升。《巴黎气候变化协定》要求，二十一世纪世界平均气温上升幅度控制在2℃以内，世界气温上升控制在前工业化时期水平之上1.5℃以内。2016年9月3日，中国加入巴黎协定，中国政府承诺将在2020年碳强度降低40%-45%的约束性目标，在2030年碳排放达到最高峰，并实现非化石能源占一次能源消耗比重提高到20%。 

　　我国化石能源资源总体上分布不均，煤炭等能源总量大，但人均占有资源量很低，能源储备结构与庞大的能源需求不匹配：煤炭位于化石能源储量之首，占到探明化石能源储量的94%，保有量10345亿吨，占世界可采储量的13%；石油、天然气资源储量仅占世界储量的1.5%；煤层气、油页岩、可燃冰等能源有一定储量；有较为丰富的可再生能源资源。随着民航业持续多年的快速发展，机场和航空器对能源需求量越来越大，现有能源供应结构对清洁、安全的民航能源需求提出挑战，民航业对化石能源的依存度超过其他行业，机场能源90%以上为化石能源，飞机几乎100%依靠化石能源，民航业能源发展存在风险隐患，国家要求2030年非化石能源占比达到20%，我国民航业面临的资源结构约束将日益明显，为了能源安全、节能减排和蓝天保卫战，民航业需要加大技术研究、利用科技创新和政策引导，制定鼓励措施和明确的时间节点，机场和航空公司积极主动作为，拓宽渠道，积极使用非化石能源。 

二、化石能源供给及对策

　　（一）煤炭能源 

　　我国资源禀赋以煤为主，各行业发展离不开煤炭，煤炭生产和消费绝对量大、在所有能源中占比最高，已占到能源消费总量的60%。煤炭燃烧排放大量二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、悬浮固体微粒，造成煤烟型大气污染，排放的大量二氧化碳增剧了温室效应，也给生态环境带来长期压力。为进一步提高煤炭能效和减少排放，提高煤用于发电的比例是发展方向，已经从44.9%提升到现在的70%以上。采用先进的燃煤发电技术、烟气脱硫技术，治理燃煤污染，是我国以煤为主能源格局的可持续发展之路。煤炭高效清洁利用的最有利途径就是在能源地高效发电，电清洁、便于配送和输运、便于分布式和协同应用、易于智能化控制，电是最有效的和信息技术高度融合二次能源。 

　　我国能源消费总量逐年上升，十四五末将达到55亿～56亿吨标准煤：其中煤炭折合为28亿～29亿吨标准煤、石油折合为11亿吨标准煤、天然气折合为6亿吨标准煤、非化石能源折合为10亿吨标准煤，分别占能源消费总量的 50%～52%，20%，11%，18%。可以看出能源消费结构在逐步优化，占比最大的煤炭由2007年的72.5%降到2018年的59%，之后还会持续走低，2025年仍占半壁江山，达到50%～52%，而非化石能源占比在稳步走高，由2018年占比14.3%提高到2025年的18%^[1]。 

　　（二）石油 

　　石油是“发动机的血液”，飞机、汽车、轮船等交通工具燃油而动，无油安静，转动的发动机一刻也离不开石油。而石油供给现状充斥着战争和阴谋，充满风险和挑战，我国从2015年原油产量逐年下降，2018年降到了1.89亿吨，而原油进口量却在节节攀升，达到自产量的2.43倍，为4.6亿吨，对外依存度达到新高度69.8%，我国也成为世界石油进口冠军国。石油储量世界各国分布不均，我国仅占1.5%，与我国石油消费量极不匹配。石油自产量占消费量的31.2%，远远不能满足消费需求，严重依赖进口，石油供给存在巨大风险，未来数年，我国将长期患有石油进口依赖症。民航业应建立能源供应战略，避免对石油的过度单一依赖，逐步开拓可再生能源来源。石油作为不可再生资源，高强度开发消费将加速石油资源枯竭，应该结合国情早做规划^[2]。 

　　（三）天然气 

　　今年，我国天然气保有能力将达到3600亿立方米，人均占有量257立方米。伴随着用气需求的激增，解决燃气之急，进口量还将攀升，2024年我国将成为液化天然气进口冠军国。世界天然气探明储量约140-450万亿立方米，按照现在与日俱增的天然气消费能力，如果没有新的勘探发现，60年后在能源供应结构主角中，将不再有天然气的靓影。 

三、非化石能源供给及对策

　　（一）核能 

　　核电发展历程曲折但值得我们自豪，我国自主设计研制的百万KW级压水堆、高温气冷堆装备，快中子增殖堆技术和工程建设能力世界先进。核能属于清洁能源，在发电过程中不产生二氧化碳等大气污染物，发展核能是减轻大气污染的有效举措。2018年我国核电机组累计发电量为2944亿度，占发电总量的4.2%^[3]。对比200万KW级的核电和燃煤电，一年二氧化碳减排1413.8万吨、二氧化硫减排4.6万吨、氮氧化物减排4万吨，可见核电是减排效果显著。通过不断加强核安全保障，推动核电的规模化发展，提高核电占比就可以代替相应规模的煤电，减少大气污染物的排放，改善大气质量，助力生态文明建设^[4]。但我国铀资源极为贫乏，200万KW机组建堆时首次要678吨铀，每年还要补充30000吨，铀进口依存度已超过90%，为了保证核能安全，核电不能成为我国能源发展主要方式，只能作为重要补充方式。 

（二）水电

　　水从高山流淌入海，落差千米以上，水中蕴藏着巨大的势能，理论蕴藏量折合年发电量为6.94亿KW，其中22%不具备技术开发条件，技术开发量为5.42亿KW，到2019年已经开发了3.56亿KW，年发电量逾万亿度，预计十四五末，我国水电装机容量将达到4.7亿KW，占可开发量的86.7%，虽然我国水电站设计、工程技术和设备制造等技术达到世界先进水平，但剩余可开采规模不足，难以支撑水电长期高强度开发。 

（三）风能

　　风力资源是分布式能源，随风而来，风大时多，微风时小。可技术开发风能是水力资源的2倍以上，可达10-20亿KW，风力发电已经成为我国能源转型发展的优先选项。我国2017年风风电累计装机容量164GW，世界占比32%，世界排名第一，占我国总发电量4.8%^[5] 。随着风电成本的快速下降，很快将具备与煤电具有同台竞技的竞争力。2017-2030年风电成本还具有一定的下降空间，在800GW装机的情景下，2030年度电成本为4.6美分/度，较2016年下降 21.3%～27.6%。目前，对我国火电LCOE的评测结果主要集中在4.5～5 美分/度^[6]。从平均成本水平上看，2025年之后风电的经济性可与煤电相比^[7]。现阶段，风电成本仍高于煤电，与煤电难以抗衡，但替代煤电的过程，还要考虑额外成本以及减排量带来的额外收益。减排碳价使风电更具竞争力，当碳价水平高于减排碳价，风电装机的部署不仅不会造成额外成本负担，还可以通过减排量，获得额外收益。应该通过政策引导提高碳价水平，加快风电装机部署，更快地实现能源转型和更大社会收益的双赢^[7]。 

（四）太阳能

　　太阳通过氢核聚变，将光传到地球，太阳光是地球万能之源，取之不尽用之不竭。利用光能可以产生电、热、磁等清洁能源。我国陆地太阳能资源丰富，达到水、风资源总和的300倍以上，理论储量1.86万亿KW，可通过硅基太阳能电池板将光转换为电，也有转换效率更高电池板，染料敏化太阳能电池、钙钛矿太阳能电池和薄膜太阳能电池，还有透明、柔性的太阳能电池，使其可以应用在墙体、屋面和玻璃上或与其他的柔性器件进行组合。2018年太阳能发电量已经达到总发电量的9.2%^[8]。深圳宝安国际机场太阳能发电装机容量20MW，年发电量2000万度，可提供机场用电负荷的10%。北京大兴国际机场一期太阳能发电装机容量4.1MW，年发电610万度，年减排966吨二氧化碳，减排14.5吨二氧化硫。机场具有得天独厚的场地条件，公共建筑体量大，阳光充沛的机场应大力发展太阳能发电。 

　　太阳能热水器兼具发电和光热转化功能，是高效的分布式光热电设备。将太阳能热水器分布式安装在机场各功能有房的屋面上，为机场生产和生活提供清洁热水。 

（五）生物能

　　太阳照耀，万物自然生长，光合储能，年复经年，枯荣复始。植物有光合作用的本领，捕捉空气中二氧化碳合成生物质，生物质通过燃烧释能后放出等量的二氧化碳，经年植物通过光合作用又把二氧化碳合成了生物质，二氧化碳在合成释放的循环过程中没有增量。近些年，随处焚烧或者扔弃农业秸秆，造成了严重环境污染和资源巨大浪费的事情频发，机场周边焚烧秸秆的浓烟不时影响飞机安全进离场。生物质能发电是以农林作物(包括高粱、玉米、麦秆、荆条、木屑、树皮、树叶等)为原料，通过直燃、气化等方式来产生电。沼气发电技术解决了秸秆等农作物的储存和运输问题，处理了畜牧粪便等生活垃圾、沼渣沼液作为肥料循环利用，能源、美化环境、肥料三重收益。我国每年农林作物产出量相当于3.5亿吨标准煤，可以保证有充足的生物质能发电原料 ^[8]。 

　　生物质能源是可再生的能源，具有碳中和、减少化石燃料需求的作用，是实现节能减排的有效途径。机场一般位于城市郊区，对于周边有大量生物质能源的机场，可以利用生物质能源作为机场能源来源之一。 

　　生物航油能够作为飞机的燃料，通过处理废弃地沟油等动植物油脂，生产出可以再生，可持续性供给的航油，为减少碳排放提供了一个新的方案。生物航油可无需对飞机发动机进行改装，直接加注到现有飞机发动机，具有很高的环保优势，可实现减排二氧化碳55%至92%。 

（六）氢能

　　氢主要藏身在水分子中，水覆盖了地球71%的表面，氢储量巨大，使用时从水中分离出氢。氢是未来最重要、最洁净的能源，氢燃烧热值高，释放出光和热，只生成水，二氧化碳零排放，氢比电能便于存储，氢燃料电池实现电、热、汽之间不同状态的转换。现阶段氢利用的难点是氢分子轻，单位重量体积大，易燃易爆，碳纤维储运设施和安全便捷加注氢气的技术已经实现，下一步研究降低储运设施和加注环节成本。氢的来源多，现阶段氢主要来源于化工副产品，电解水制氢是未来发展方向，太阳能、风能等制氢技术成熟，通过管道输送氢。氢作为能源消费的市场规模还很小：氢提供强劲清洁动力，氢燃料电池已经应用在大吨位客货汽车上；氢代替天然气已经进入使用阶段，英国利用海边风能制氢，将氢输送到现有天然气管道中，占比5%，不需要改造现有管网，就可以安全使用。民航机场是能源需求大户，可以依托当地城市氢能供应网络，大力发展氢、天然气混合能源为机场能源站供气。在机场场区内建设氢加注站，为机场内运行的氢燃料电池车辆提供清洁氢气。 

　　（七）热源、余热资源、冷源等 

　　可以大力开展气源、水源、地源、烟气余热、机组余热、污水源、冬季冰雪作为夏季冷源等资源的利用。北京大兴机场利用地热和烟气余热，通过围绕地源热泵系统，冰蓄冷系统、常规电蓄冷系统、能源中心烟气余热回收利用系统，实现了16%可再生能源利用率。 

四、策略建议

　　辨识能源供应结构，消解民航能源供给风险，我国能源禀赋以煤炭为主体、电力为中心，石油、天然气和非化石能源统筹协调发展的能源供应消费格局，煤炭弃之不用是因噎废食，降低石油进口依存度需要时间，通过科技创新大力发展非化石能源才是当务之急；国际上一些机场到2030年将实现碳中和，零排放，到2035年将实现零化石能源使用，对我国民航业提出了挑战，民航业应在十四五规划中明确能源发展规划；机场应利用占地面积大，建筑体量大，结合自身条件，大力发展太阳能、风能、生物能、氢能、冷热源、绿电等能源；利用创新技术大力发展生物航煤，大幅降低生物航煤的生产成本，加大生物航煤的使用量；能源创新和应用是增强民航国际竞争力，由民航大国迈步民航强国的必经之路，力争到2030年民航业实现非化石能源达到20%的目标。（作者：高志斌 首都机场集团公司） 

　　参考文献 

　　[1]谢和平，吴立新，郑德志.2025年我国能源消费及煤炭需求预测[J].煤炭学报，2019,44(07):1949-1960. 

　　[2]李芳琴.美国石油战略演进及对我国的启示[J].中外能源，2019,24(08):1-6 

　　[3]我国电力企业联合会. 2018年我国电力 工业统计快报[R]. 2018. 

　　[4]陈瑾，徐毅，程亮，马欢欢.新时代生态文明建设与核安全的关系浅析[J].环境保护，2019,47(10):43-45. 

　　[5] International Renewable Energy Agency（IRENA）.Wind energy 数 据 库 [DB/OL]. https：//www.irena.org/wind,2018-12-03 . 

　　[6]彭博新能源财经.亚洲国家光伏度电成本比煤电贵多少[EB/OL].https://www.sohu.com/a/233458810418320,2018-05-30. 

　　[7]周祎，顾阿伦.我国风力发电成本下降和减排碳价分析[J].可再生能源，2019,37(07):1084-1090. 

　　[8]邓可蕴.21世纪我国生物质能发展战略 [ J ].我国电力，2007,33( 9):82-84.