绿色未来飞行

最初由科进发布

技术继续推进航空业的脱碳工作。低排放和零排放飞行的研究和开发包括电池电动和氢燃料电池技术。这些技术与可持续航空燃料 (SAF) 一起有望提供持久的解决方案，以减少碳排放。

在下面的问答中，科进瑞典咨询总监 Mattias Frithiof 和美国高级航空规划师兼高级技术负责人 Gaël Le Bris, C.M., P.E. 探讨了该行业必须应对的挑战，以将这些无化石燃料替代品转变为可行的选择；他们还考虑了产生更广泛积极影响的潜力。

您如何看待无化石燃料替代品对未来航空业的影响？

Mattias Frithiof：一般来说，航空运输提供长距离的快速运输，从而增加了可达性和连通性活动。这是全球化世界中社会和经济发展进程的基石组成部分。因此，这种交通方式具有切实的价值和好处。当然，负面影响也有。替代燃料和推进技术的引入应被视为进一步改善航空成本与效益之间平衡的一种方式。 

与任何技术转变一样，变化会逐渐发生；实施将从小规模开始，然后规模会扩大。如今，SAF 的部署正在增加和改善航空业的环境绩效。 SAF很可能成为短期和中期的主要焦点——随着该行业向电动飞机的发展，更具颠覆性的技术转变即将出现。在这方面，变化也可能是渐进的，因为越来越多的测试是在中短距离的中小型飞机上进行的。 ＆nbsp;

虽然颠覆性技术本身很有趣且令人兴奋，但通过逐步发展，确实有可能产生多方面的积极影响。当前的车队、系统和基础设施不会在一夜之间被淘汰。从公共和私人角度来看，这种情况对经济都有好处；它促进深思熟虑的合作和创新举措。随着新技术的逐步引入，短距离小型飞行器将首先改变区域可达性的格局。更多联系将出现新的可能性，从而改善经济关系和商业活动，并在新方向上提供更好的可达性。以前“脱节”的地区可能会重新焕发活力，因为它们可以在结构上与更容易到达的地区竞争。这一过程的一个非常积极的成果可能是地理分布更加分散、不再单一中心的经济发展。                   

Gaël Le Bris：提高可达性和经济成果肯定会加强航空业在世界各地的既定地位。在应对气候变化的斗争中，航空界一直处于变革研究的最前沿。政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 1999 年关于航空和全球大气的特别报告在国际民航组织一级进行了广泛讨论。第一个专门针对碳排放的国家和地区研究和开发举措于 2001 年启动，产生了低排放航空政策、实践和技术。这些措施自2000年代中期开始实施，并取得了有效成果。 

如今，航空业约占碳排放量的 2%，占气候变化驱动因素的 3.5%。2 作为一个行业，我们计划走得更远，大幅减少碳足迹。目标是继续采取措施减少排放和bsp；到 2060 年实现碳中和，各个机场和航空公司承诺最早到 2030 年实现净零排放。SAF 已经成为现实。这些燃料是使用各种废物和可再生和可持续原料制成的，以防止森林砍伐和与粮食生产的竞争。它们可以将商业航班的生命周期排放量减少高达 80%。3 好消息是，现有技术和标准可用于生产符合现有喷气燃料标准的经济实惠的 SAF。这意味着它们可以与传统来源的 Jet A-1 混合。此外，飞机和发动机制造商现在正在认证其飞机能够以 100% SAF 飞行。

下一步是电动航空。原型机已经飞行了几年。第一架配备电池的电动通勤飞机有望于 2022 年或 2023 年获得认证。它们可能会开启零排放区域空中交通的新时代。区域性飞机可能会在 2025-2030 年推出，可能采用将氢转化为电能的燃料电池提供动力。根据目前的技术，尚不清楚全电动大型商用飞机是否可行。然而，混合动力推进系统——在大部分巡航过程中使用电动发动机，并在起飞和着陆过程中使用传统热力发动机提供更大的推力——大有希望。关于电力推进的潜力，尽管电力技术正在迅速发展，突破不断发生，但迄今为止我们只探索到了冰山一角。

中长途商业航空在喷气发动机中使用燃烧的氢气作为航空燃料代替煤油的未来是可以实现的。空中客车公司致力于在 2035 年之前试飞氢燃料飞机。然而，从技术可行性到在商业航空中引入全新燃料并使其广泛使用还有很长的路要走。与此并行随着飞机技术的发展，应建立可行的航空氢气供应链，机场也需要适应，在登机口储存和输送大量氢气。

除了供应链发展之外，当前该行业必须解决哪些挑战才能将这些无化石燃料替代品转变为可行的选择？

Gaël Le Bris：有许多问题需要解决，航空航天和机场标准都需要发展以适应这些新能源领域的需求。例如，美国有适用于氢气和飞机加油的国家消防协会 (NFPA) 标准，但它们是完全独立的文件。 

还有基础设施方面的挑战。使电动航空变得可行意味着机场可以容纳这些飞机。如今，世界各地都没有充电或氢基础设施来确保进入机场和支持地面运营。电的充电桩不符合现有国家或地方融资机制的资格。在商业服务机场，运营商和航空公司可能会发现共同投资开发这种基础设施是有益的。小型机场可能需要跳出思维定势，考虑创新的融资方法。与我们在特斯拉电动汽车上看到的类似，原始设备制造商（OEM）可以投资充电器的部署。 

随着由零排放、更安静的电动飞行器提供动力的先进空中交通的出现，许多中间的通用航空机场可能会变成交通中心，为农村社区提供点对点的定期和按需服务。虽然这是一个好消息，飞行将变得更加环保，对每个人来说都更加方便，但这些机场可能会面临适应新需求的财务难题。未来的规划和政策应预见到这些新出现的问题。

法律法规将也需要进行审查。例如，航空服务和公用事业的法规可能会发生冲突，从而可能引发法律问题并阻碍可行的商业模式的出现。此外，新能源类型对政府和利益相关者航空燃油收入的长期影响也不可低估。到目前为止，工作重点是筹集资金和开发航空航天技术。现在是该行业齐心协力，全面为低排放飞行做好准备的时候了——倡导绿色航空，就这些问题对政策制定者和立法者进行教育，并努力消除取得更大进展的障碍。

Mattias Frithiof：北欧国家制定了雄心勃勃的议程，以摆脱化石航空燃料。瑞典的目标是到 2030 年所有国内航班 100% 无化石燃料，到 2045 年 4 月从瑞典机场出发的所有国际航班均无化石燃料  

SAF 是关键这是航空业持续努力改善气候影响的一部分，而电气化航空将进一步提升业绩。 

许多公共和私人举措正在努力实现监管、基础设施和飞机技术的必要发展。 

如前所述，替代航空燃料和技术的开发将是渐进的，并首先在较小规模上部署。地面基础设施、机场系统、航空公司机队和商业模式需要时间和资金来重新调整。不过，这里也存在一种可能性。

北欧地区大约有 120 个支线机场，客流量较小，通常以传统的轴辐式系统飞往主要枢纽。从长远来看，部分由于新技术的最初限制，将会出现建立新的联系和经济关系的机会——本质上是一个更加分布式和去中心化的系统。这种不断变化的形势为北欧地区 100 多个支线机场以及周边支持结构内更好地“管理资产”提供了机会，从而从机场资产本身产生更大的价值，并增强整个地区的经济活动。   

机场现在可以采取哪些措施来实现更环保的飞行？ 

Gaël Le Bris：SAF 在西欧和北美的一些机场提供服务，包括洛杉矶国际机场、奥斯陆机场和斯德哥尔摩阿兰达机场。法国的克莱蒙费朗-奥弗涅 (CFE) 机场和瑞典的恩厄尔霍尔姆-赫尔辛堡等较小的机场正在加入向 SAF 过渡的运动。更广泛实施的主要障碍是供应链，因为生产必须进一步发展。旧金山国际机场和阿姆斯特丹史基浦机场等机场运营商一直在积极倡导使用这些替代燃料。例如，SFO 有一个 SAF 利益相关者工作组将航空利益相关者和燃油行业聚集在一起。

先进空中机动性 (AAM)5 尚未成为商业现实。这些新飞行方式出现的时间表仍存在不确定性。然而，机场从业者应该开始探索高层规划方案。他们需要咨询其航空公司和其他航班运营商以及固定基地运营商，并提供支持指南和工具。6  

虽然电力共享和智能电力管理可以提供短期解决方案，但应该考虑现场发电和存储，以提高弹性。关于氢，有一个完整的供应链需要开发。最终，氢经济的出现将创建一个有利于航空业的大规模供应链。与此同时，我们需要开发一个具有成本效益的航空专用框架，以满足首个氢动力人工智能的小需求。飞机运营商，尤其是在较小、偏远的机场。荷兰格罗宁根机场 Eelde 正在寻求实施由现场 22 兆瓦太阳能发电场供电的氢气装置生产。

之前，您提到了电动飞行的潜在更广泛影响。您能否详细阐述电动飞行如何对可达性和经济活力产生积极影响？

Mattias Frithiof：连通性和可达性是通常所说的“新经济地理学”的关键概念，该概念由经济学家、诺贝尔奖获得者保罗·克鲁格曼提出。快速的技术进步、更具成本效益的人员和货物运输方式以及创新的通信减少了地理障碍。这为将个人和公司的竞争力扩展到本地视野之外创造了条件。虽然该概念最初是解释国际贸易关系和宏观经济学的理论，但它提供了一种理解区域和地方发展的方法。增加根据新经济地理学理论，sed的可达性将提高区域经济的绩效。

航空服务是在需求高且连通性至关重要的地方提供的，无论是在国际、国家还是区域范围内。当然，主要经济中心仍将是重要目的地。但是，最初受到技术限制的航空能够在多大程度上产生新的经济关系？更短的旅行时间和更高的频率能否为更多的旅行者群体提供中程通勤？转向绿色飞行可以带来更好的连通性和更广泛的效益。

有关规划绿色飞行的主要要点是什么？

Gaël Le Bris：绿色飞行必须采用从路边到空域的绿色解决方案。  因此，整体规划至关重要。它需要利益相关者之间加强合作，以消除开发更绿色的飞行和地面基础设施的所有障碍。地面处理只是一个例子。地面支持设备 (GSE) 向电力的转换正在获得关注。个别航空公司和地勤人员已逐步转向电动 GSE。机场也在制定政策来加快这一进程。几乎所有机场车辆都可以实现电动化，从公共汽车到飞机除冰车；这些型号已经投入商业使用，制造商正在努力扩展功能，以将高性能专用车辆添加到列表中，例如消防和冬季操作设备。 

Mattias Frithiof：绿色飞行对于支持环境和人类健康至关重要，而且还为推进更加分散和去中心化的经济活动和社会可持续性带来了更多机会。在减少碳排放和提供保护航空业的持久解决方案的广泛努力中，有必要推动新技术的实施。n 在世界各地发挥着关键作用。

1 国际民用航空组织

2 政府间气候变化专门委员会、世界气象组织、联合国环境规划署；此外，根据曼彻斯特城市大学牵头的一项国际研究：当考虑到非二氧化碳影响时，航空业占所有导致气候变化的人类活动的 3.5%。

3  国际航空运输协会，开发可持续航空燃料

4 2045 年无化石航空

5 高级空中机动性 (AAM) 包括城市空中机动性 (UAM) 和支线空中机动性 (RAM)。它包含具有不同功能的各种车辆：垂直起降（VTOL）、在小于 1,500m 的跑道上运行的短距起降（STOL）以及常规起降（CTOL）。

6 WSP 正在为美国交通研究委员会制定一本规划指南电动航空在机场的出现。除了研究报告之外，还将提供一个评估工具，用于估计整个机场生态系统的长期电力需求，考虑到“一切电气化”——从路边到跑道。 

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