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  • 拥抱更加清洁、开放和公平的天空——航空运输及航空制造业碳中和发展之路探索(二)

    作 者: 于占福 | 编 辑:李海燕 2021-08-19 11:48:00

      内容提要:

      航空业的全行业减碳措施讨论其实至少在14年前(即2007年左右)就已经启动。而在实际运行场景中通过燃油科技以及燃油使用方式的进步所进行的减碳实践则启动得更早。民航减碳早已经是一个在持续推进的进程,并且已经在逐步显效。

      从全球范围的碳排放总量来看,航空业其实并非碳排放的超级大户,但绝对是碳减排的“困难户”—主要原因在于长途飞行目前来看还显著依赖于化石燃料(民航运输也内绝大部分的二氧化碳排放来自超过1500公里的飞行),而化石燃料的革命性替代绝非短期内可以一蹴而就。

      经过长达近10年的持续沟通和推动,2016年世界民航组织ICAO第39届大会上正式通过了国际航空碳抵消和减排计划(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation (即CORSIA)),它的重大意义在于这是世界上第一个全球性的行业减排市场机制,也标志着航空业成为世界上第一个由各国政府协定实施全球碳中和增长措施的行业。

      知难而进,且全行业联动—全球民航运输业在减碳实践上绝对理念领先,行动坚定。

      在过去的几年中,全球航空业的低碳与绿色化进程在发展与清洁两个主题下稳健前行。既有显著的成果,又依然面对着巨大的技术、经济和政策挑战。需要全行业且行且思考,且行且努力,且行且珍惜。

      继本系列的第一篇《全球及中国航空业碳排放现状概述》探讨了全球及中国航空业碳排放的总体情况后,本篇将首先细致查看一下全球航空碳排放的国家市场分布与航空通道分布,及碳排放密度的变化,随后将系统梳理全球重要的航空组织及区域/国家市场所公布的减碳目标,理解全行业减碳实践前进的方向和格局。

      正文:

      1.全球航空碳排放市场细节结构

      根据ICCT的统计数据,2019年全球客运和货运航班共排放二氧化碳9.2亿吨。其中85%的航空碳排放源来自于客运航班,15%来自于货机。

      其中美国、中国和英国的航空二氧化碳排放量占据全球前3位,2019年的总排放量分别为1.79亿吨、1.03亿吨和0.32亿吨,3个国家合计占据当年全球总航空碳排放量的39.2%。而同时全球航空客运碳排放量前10的国家中有4个国家地处亚太地区,分别是中国、日本、印度和澳大利亚。

      从碳排放密度(CO2排放量/RPK客公里收入)维度看,美国和日本是全球航空碳排放密度最大的出发国,达到95g CO2/RPK,该水平均高出全球平均值(90g CO2/RPK)5.6%;德国的航空碳排放密度居于第二,略高于全球平均水平。中国(作为航班始发国)航空市场的碳排放密度为88g CO2/RPK,比全球平均水平低2.3%。


      图:2019年客运航班CO2排放量排名前10的始发国[17]

      而按照主要航线通道的年度航空碳排放量来看,2019年全球航空碳排放量最大的三个航空通道是:

      1)亚太地区内部(1.99亿吨,约占全球25.4%)

      2)北美地区内部(1.27亿吨,约战全球16.2%)

      3)欧洲内部(1.07亿吨,约战全球13.6%)

      紧随其后的就是全球的四大国际航线通道,分别为:

      4)欧洲-北美通道(0.56亿吨,约占全球7.1%)

      5)亚太-欧洲通道(0.494亿吨,约占全球6.3%)

      6)亚太-北美通道(0.440亿吨,约占全球5.6%)

      7)亚太-中东通道(0.345亿吨,约占全球4.4%)

      这其中,比较2013-2019年的碳排放总体增量,亚太地区内部以及亚太-中东通道是两个碳排放增长最为迅猛的通道。这也和全球航空市场总运输量过去几年的增量来源比较匹配。


    CORSIA航空运输通道CO2排放量排名[17]

      令人鼓舞的信息是,从2013到2019年间,随着飞机燃油效率的提升,航空碳排放的密度在显著下降。虽然13'-19'年间全球RPK总量增量约为50%,但同期对比的二氧化碳排放密度却下降了12%,说明包括飞机燃油效率改进等多种绿色技术的精进还是取得了明显成效。全球航空减碳的事业正在扎实前进。


      全球主要航空运输通道二氧化碳强度排名[17]

      2.全球航空业的可持续发展目标与计划

      针对航空减碳,很多民航相关的国际机构和组织都制定了相应的远景和细分领域的规划,从不同的角度阐述和探索了未来全球航空业实现碳中和目标及可持续发展的可能路径。主要经济体也有从更宏观的减碳规划中对航空业有所指导。其中有很多目标和方法也彼此呼应,紧密相关,层次性地细化,呈现了全球民航业为共同的减碳事业所形成的默契与协调。尽管其中也有一些现实存在的理念与具体措施上的摩擦和讨论,但整体的方向还是较为一致。本篇做一个初步梳理。

      国际民用航空组织(ICAO)

      经过此前长达9年的努力,2016年10月,国际民航组织(ICAO)第39届大会通过了具有历史意义的国际航空碳抵消和减排计划(Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation (CORSIA)),形成了第一个全球性行业减排市场机制,航空业也由此成为世界上第一个由各国政府协定实施全球碳中和增长措施的行业。

      CORSIA旨在推动航空公司采用合格排放单元(Eligible Emission Unit)抵消航空运输企业2020年后的国际航班碳排放增量。在CORSIA计划下,全球航空业需要在2050年逐步达到以下目标[2]:1).2035年的二氧化碳排放量不超过2020年的排放水平,即碳达峰;2).2050年的二氧化碳排放量应达到2005年排放水平的50%及以下。最终实现碳中和增长,将全球航空碳净排放量稳定在 2019 年的水平(5.8 亿吨碳)。

      根据CORSIA的要求,所有具有重要规模的航空公司自2019年1月起根据具体的指导原则,记录国际航班的排放量,无论这些航空公司的所在国是否为CORSIA最初和自愿阶段计划的签署国。随后,根据2019年和2020年的平均排放水平,建立一个全球排放基准。CORSIA在初期(2021年~2026年)采取自愿原则,2021至2023年为试运行阶段,2024年到2026年为正式运行的第一阶段。在这两段时间内,各个国家自愿决定是否参与CORSIA计划。2027年至2035年,所有成员国将按照2018年每吨公里收入(RTKs)的份额来承担CORSIA责任。最不发达国家,部分岛国和内陆欠发达地区可自愿参与[1]。在初期,第一批航空公司将被要求抵消任何超过排放基准的碳增长;之后ICAO的191个成员国的所有航空公司将强制执行这一规定。

      其所主张的主要的推进措施为[2]:

      1.每年提升2.5%的燃油消耗效率

      2.使用可持续航空燃油(SAF)

      3.如以上两种方式效果不理想,则考虑适当干预航空市场需求,以达到减少碳排放的目的。

      CORSIA计划原本是以2019和2020年两年里航空公司的平均碳排放量为基准。但由于遭遇持续和史无前例的新冠肺炎疫情危机,使2020年的航空运输需求与2019年相比急剧下降了一半以上。导致如果继续使用2020年的排放量进行基准的设定,CORSIA的基准线将会严重失衡。鉴于此,2020年7月国际民用航空组织(ICAO)理事会做出新的决定,将2019年作为全球航空运输业碳中和方案及减排计划(CORSIA)的基准线。2022年,国际民航组织大会将审议是否需要进一步修正该基准线,以解决新冠肺炎疫情的影响,从而确保该计划成功实施。

      国际航空运输协会IATA(国际航协在世界各地共拥有 290 家成员航空公司,其定期国际航班客运量占全球的 82%):

      2008年在IATA的吉隆坡年会上,IATA成员大会通过了一个完整的减排目标,这包括:到2020年,年均燃油效率提高1.5%;从2020年开始,碳排放实现零增长;到2050年,碳排放量将比2005年净减少50%。此后IATA在行业内外大力推广这个目标,并和联合国下属政府间组织--国际民航组织(ICAO)和联合国秘书长潘基文就这个目标多次沟通。

      2009年9月在纽约举行的联合国气候变化峰会上,国际航协提交了航空业的气候变化建议书,向各国首脑呼吁,应在国际民航组织(ICAO)的领导下,民航业界团结一致,在减少航空业碳排放方面达成一个全球性的行业解决方案。此次会议作为将于2009年12月在哥本哈根举行的联合国气候变化框架公约会议的前期准备。

      随后在2009年12月在哥本哈根举行的联合国气候变化框架公约会议上,IATA代表民航业正式提出了减排目标:将在2050年二氧化碳排放量将比2005年减少50%(IATA作为一个民间协会组织,其提出的减排目标要通过政府组织,比如ICAO通过,或者写进政府间会议,如2009年哥本哈根会议的决议中去才能发生效力)。

      国际航空运输协会(IATA)明确指出具体通过4个支柱战略来实现航空业碳中和[5]:

      1.技术投资(Improved technology, including the deployment of sustainable aviation fuels)

      2.更为高效的运营(More efficient aircraft operations)

      3.更为高效的基础设施(Infrastructure improvements, including modernized air traffic management systems)

      4.积极的经济举措(A single global market-based measure, to fill the remaining emissions gap)

      欧洲航空安全局(European Aviation Safety Agency, EASA)

      欧洲航空安全局是欧盟机构,在民用航空安全领域执行监管任务。其总部设在德国科隆,成立于2002年7月15日。

      2016年9月3日,国际民航组织第29届大会举办之前,欧盟成员国的民航局长和欧洲民航会议(ECAC)的其他成员国签署了著名的 “布拉迪斯拉发宣言Bratislava Declaration “,宣布他们计划从试点阶段就开始全面实施国际民航组织所倡导的CORSIA (配合的前提是关于计划的环境完整性以及全球范围内的参与)。布拉迪斯拉发宣言明确表明了欧盟和ECAC国家承诺解决国际航空运输的二氧化碳排放的增长问题,并从2020年起实现整体碳中和增长。

      2019年11月19日,欧洲议会在其他措施并行的情况下还宣布了一项环境紧急状况,要求在全球范围内减少航空二氧化碳的排放。几周后,欧盟委员会主席乌尔苏拉-范德莱恩公布了应对气候变化、推动可持续发展的“欧洲绿色协议”,推动欧盟“绿色发展”。该协议提出,到2050年,欧洲将成为全球首个“碳中和”地区,即二氧化碳净排放量降为零。欧盟为此制定了详细的路线图和政策框架。

      今天,没有欧洲航空安全局的环境条款批准,任何飞机都不能飞行。“欧洲绿色协议”的发布,推动欧洲航空安全局与业界达成一致,将二氧化碳认证的时间远远提前于2028年的法律要求。目前欧洲航空安全局在积极制定和实施应对环境挑战的措施方面发挥着主导作用,评估目前的情况,为配合和激励技术发展提供了坚实的基础,以便在2050年达到全面脱碳。

      Fit For 55(European Commission):

      欧盟委员会于2021年7月14日提出“Fit for 55”法规与政策一揽子提案,确保欧盟温室气体净排放量在2030年减少55%,并且在2050年实现碳中和(更多细节请参阅罗兰贝格微信公众号最新文章:深度洞见|欧盟最新低碳发展政策“Fit for 55”一揽子计划解读)。其中与航空相关的部分提案如下[6]:

      修订欧盟排放交易系统(EU ETS),修订航空排放规则

      逐渐取消航空免费碳排放配额,并与国际民航组织的CORSIA计划保持一致

      降低欧盟内部可持续航空燃油最低税率,鼓励使用可持续航空燃油,同时鼓励航空公司使用燃油效率更高,污染更低的飞机

      ReFuelEU Aviation要求航空燃油供应商在欧盟区域机场供应的航空燃油中适应更高比例的可持续航空燃油

      美国联邦航空管理局FAA(Federal Aviation Administration)与美国国家环境保护局EPA(Environmental Protection Agency)

      2020年12月28日,美国国家环境保护局EPA宣布将开始对进入(美国)市场的新的飞机设备实施温室气体排放标准考核,该决议也代表着美国政府正式开始执行国际民航组织ICAO在2017年最后确定的飞机温室气体减排目标。EPA公布此消息后,FAA随即发表声明,表示对EPA的决议表示欢迎。以此为标志,FAA将可以正式地把碳排放标准作为其新的飞机适航认证的标准之一,同时也将带领美国自己的飞机引擎和机身制造商进入到与其它已经采取该国际标准的国家的制造商相同的政策和标准环境中。

      根据美国《清洁空气法案》对联邦航空管理局的职责的规定,以及联邦航空管理局对飞机设计安全的适航认证权利,配合着EPA在12月28日当天的正式宣布,联邦航空局同步启动了新的规则内容的制定,纳入当天通过的EPA排放标准,并在后续展开执行,包括联邦航空局在认证新飞机时将适用的测试要求和豁免程序。FAA预计在2021年发布一份与之有关的航空情报NPRM(notice of proposed rulemaking ),供公众充分自由地进行评论和发表意见,以为后续正式的法规出台做准备。

      美国航空公司协会A4A(Airlines for America)

      A4A于1936年成立,总部设在华盛顿,是一家代表北美航司利益和诉求的商业协会。它由北美的10家成员航司(涵盖客运和货运航司,全服务与低成本航司,洲际以及区域航司)和1家关联成员航司共同组成。响应国际民航组织(ICAO)的行业性减碳框架,A4A也制定了它的关于航空和气候变化的目标框架,包括[7]:

      从2010年至2020年,年平均航空燃油效率提高 1.5%,并且从2020年开始实现碳中和增长(前提是政府相关基础设施和技术方面显著的持续投资,如空管的现代化水平等)

      至2050年,航空碳排放水平与2005年相比实现减少50%

      如果由于政府和行业无法实现在技术、运行和基础设施方面的足够的投入可能带来该目标无法实现,A4A将全力落实ICAO的CORSIA计划来填补中间的缺口

      世界航空运输行动小组ATAG(Air Transport Action Group)

      ATAG 是一个由40多家全球顶级商用航空企业资助成立的的,致力于可持续发展航空项目的NGO组织。其可持续发展目标可以在一定程度上代表全球航空业主流共识。2008年4月22日,ATAG召集全球民航业的代表在日内瓦召开的ATAG第三次航空与环境峰会上拟定了全球民航业可持续发展的愿景,共同签署了“航空业针对全球气候变化的行动承诺”,并提出对ICAO形成相关决议的大力支持。在其于2020年9月正式发布的全球航空业应对气候变化的2050路线图报告《Waypoint 2050》中,详细制定了一套短期、中期和长期的环境目标。这些目标得到了 IATA 董事会和协会年度大会的支持和重申。他们包括[8]:

      从 2009 年到 2020 年,航空燃油效率平均每年提高1.5%

      从 2020 年起稳定全行业碳排放,并实现碳中和增长场景

      到 2050 年,争取实现与2005年的基准水平相比,航空净碳排放量减少50%

      3. 中国航空可持续发展目标及规划

      第十四个五年规划和2035年远景目标纲要:

      2021年3月12日,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》正式发布,明确提出“落实2030年应对气候变化国家自主贡献目标,制定2030年前碳排放达峰行动方案;锚定努力争取2060年前实现碳中和,采取更加有力的政策和措施”等要求。

      中国的“十四五”规划《纲要》是全国重要的发展性指导纲要文件,指明了国家未来5年的发展方向和总体规划,其中也包含了关于航空业绿色发展的框架性意见[14]:

      第8章“深入实施制造强国战略”中提到深入实施智能制造和绿色支招工程,推动制造业高端化智能化绿色化。推动航空航天等产业创新发展。

      第9章“发展壮大战略性新型产业”中对于新兴产业的描述包含了绿色环保以及航空航天产业。

      第28章“持续改善环境质量”中提到深入推进交通等领域低碳转型,加大问题气体排放控制力度,并积极参与和引领应对国际气候变化的国际合作,推动落实联合国气候变化框架公约及其巴黎协定,积极开展气候变化南南合作。

      第39章“加快发展方式绿色转型”中提到提到深化交通运输等领域节能和能效提升。同时构建资源循环利用体系,构建绿色发展政策体系,大力发展绿色金融相配合实现绿色转型目标。

      第57章“促进国防实力和经济实力同步提升”中提及推进空中交通管理等改革。

      由以上章节可以看出国家在“十四五”期间针对绿色航空发展的总基调集中在了高端制造、绿色金融、节能减排、国际合作、空域改革等方面。同时,加快核心技术创新应用,聚焦新能源、新材料、高端装备,航空航天等与航空业息息相关的产业创新,体现了国家发展高端制造和绿色发展的决心,也是我国航空业大发展的历史机遇。

      中国民航局《关于“十四五”期间深化民航改革工作的意见》

      2021年3月,中国民航局印发《关于“十四五”期间深化民航改革工作的意见》,该意见是中国民航局根据国家“十四五”规划制定的行业纲领性文件,从十个方面明确了49项改革任务。其中与航空业绿色发展相关的内容如下[16]:

     

    •   “提升时刻资源配置和使用效率”中提及“建立基于实际运行品质和保障资源能力的差异化航班量调控机制,实现航班总量精准控、航班时刻精细调”
    •   “优化完善集约高效的运行管理政策”中提及了“优化运输机队结构,促进运输机队与市场需求、资源保障能力协同发展”,“推进完善飞机拆解领域的法律法规,促进飞机拆解产业发展”
    •   “强化民航发展基金的引导与调节功能”中提及“完善民航传统基建与新基建、空管、航空物流、节能减排、基本航空服务、公益性通用航空、专业技术人才以及技术性推广应用等方面的财经支持政策”
    •   “推动空域结构优化”和“提高空域资源使用效率”中提出将继续推进空管运行体系改革,有序推进重点地区的空域优化调整,“为机场、空域规划与机队、航线网络规划充分衔接提出支撑”
    •   “建立协同运行规范标准和工作机制”和“构建‘四强空管’标准体系”中提出将继续深化保证资源配置与组合,推进空管数字化系统建设。并积极推广“AMAN、DMAN、CCO/CDO、TBO、远程塔台”等空管运行新模式
    •   “形成民航绿色发展的机制制度”中明确提出围绕国家双碳目标制定民航“低碳发展中长期路线图”和“绿色民航标准体系”。同时鼓励航空公司积极使用可持续航空燃油,并建立基于市场的民航节能减排机制

     

      根据民航局“十四五”深化改革工作意见,中国航空业将在空域优化与改革、政府资源调配、法律法规建设、新技术应用和绿色民航机制等方面促进航空业绿色转型。2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和对于中国航空业绿色转型而言既是挑战又是机遇。实际的工作有待于民航运输企业、机场企业和相关保障体系充分联动,以实现既定效果。

      综上所述,我们看到全球主要航空市场上的行业机构与政府机构均对航空减碳表达了坚定的支持和方向性或非常具体的量化目标,再次体现了全球民航业在减碳议题上的先进理念与体系化协作。

      在下一篇中,以这样的目标为指引,我们将从航空公司的层面探讨已经在实行以及可以进一步探讨的减碳措施。

      (作者:于占福、Didier Brechemier、Manfred Hader及Robert Thomson,均为罗兰贝格全球合伙人。爱尔兰都柏林大学研究生路承轩对本文亦有贡献)

     

    参考文献:

    [1] Moran, P., 2019. Environmental Trends in Aviation to 2050.

    [2] ICAO, 2019. Climate Change Mitigation: CORSIA. Introduction to CORSIA. ICAO, p.208.

    [3] Icao.int. 2021. State Action Plans - Facts and Figures. [online] Available at: <https://www.icao.int/environmental-protection/Pages/ClimateChange_ActionPlan_FactsFigures.aspx> [Accessed 7 August 2021].

    [4] ICAO, 2021. CORSIA Eligible Emissions Units. ICAO document.

    [5] Iata.org. 2021. Working Towards Ambitious Targets. [online] Available at: <https://www.iata.org/en/programs/environment/climate-change/> [Accessed 7 August 2021].

    [6] Consilium.europa.eu. 2021. Fit for 55. [online] Available at: <https://www.consilium.europa.eu/en/policies/fit-for-55/> [Accessed 8 August 2021].

    [7] Airlines For America. n.d. A4A's Climate Change Commitment. [online] Available at: <https://www.airlines.org/a4as-climate-change-commitment/> [Accessed 8 August 2021].

    [8] Atag.org. 2021. ATAG sustainable aviation targets. [online] Available at: <https://www.atag.org/> [Accessed 7 August 2021].

    [9] CleanSky, 2020. FIRST GLOBAL ASSESSMENT 2020. Synopsis Report, p.4.

    [10] IAEG, 2019. GHG Reporting Guidance for the Aerospace Industry. A Supplement to the GHG Protocol Corporate (Scope 1 and 2) and Value Chain (Scope 3) Accounting and Reporting Standards. p.3.

    [11] Icao.int. n.d. Initiative Towards sustAinable Kerosene for Aviation (ITAKA). [online] Available at: <https://www.icao.int/environmental-protection/GFAAF/Pages/Project.aspx?ProjectID=19> [Accessed 8 August 2021].

    [12] Hydrogen Council. n.d. Hydrogen Council. [online] Available at: <https://hydrogencouncil.com/en/> [Accessed 8 August 2021].

    [13] Airbus. n.d. SESAR. [online] Available at: <https://www.airbus.com/public-affairs/brussels/our-topics/innovation/sesar.html> [Accessed 8 August 2021].

    [14] 中华人民共和国国家发展和改革委员会, 2021. 《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要.

    [15] 中华人民共和国国务院, 2021. 政府工作报告.

    [16] 中国民航局, 2021. 关于“十四五”期间深化民航改革工作的意见. CAAC.

    [17] The international council on clean transportation, 2021. CO2 EMISSIONS FROM COMMERCIAL AVIATION 2013, 2018, AND 2019.


    相关链接

    拥抱更加清洁、开放和公平的天空——航空运输及航空制造业碳中和发展之路探索(一)