在進(jìn)行飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí),必須考慮到故障問題。飛機(jī)上的每一個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)、部件都有出現(xiàn)故障的可能,因此都必須有相應(yīng)的備份,以便在(出現(xiàn)故障時(shí))讓飛行員能夠有機(jī)會(huì)爭(zhēng)取安全著陸。
與飛機(jī)設(shè)計(jì)不同,商業(yè)航空要想在本世紀(jì)中葉前實(shí)現(xiàn)消除氣候影響的宏愿,則幾乎每一步都不可以出錯(cuò)。
擁有290家航空公司會(huì)員的國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)(International Air Transport Association),幾乎囊括了全球所有主要航空公司,并掌控著全球80%以上的飛機(jī)。2021年10月,該協(xié)會(huì)推出了一項(xiàng)非約束性凈零減排承諾。據(jù)英國政府發(fā)言人表示,英國計(jì)劃于2021年11月11日在格拉斯哥舉辦的第26屆聯(lián)合國氣候大會(huì)(COP26)上宣布成立新的國際航空減排聯(lián)盟。
《大氣環(huán)境》雜志(Atmospheric Environment)認(rèn)為,商業(yè)航空造成了3.5%的人為氣候變化(另有研究者認(rèn)為該數(shù)字應(yīng)該為5%)。而根據(jù)《自然通訊》(Nature Communications)于2021年6月發(fā)布的一篇論文,要想達(dá)成2015年《巴黎協(xié)定》(Paris Agreement)制定的目標(biāo)——將全球平均氣溫較前工業(yè)化時(shí)期上升幅度控制在1.5攝氏度(2.7華氏度)以內(nèi),留給該行業(yè)的時(shí)間已經(jīng)所剩無多。
航空業(yè)對(duì)氣候變化的影響并不止碳排放一項(xiàng),氮氧化物和尾跡卷云的影響也同樣巨大,前者于噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)形成,后者則與溫室氣體類似,能夠鎖住空氣中的熱量。但僅僅實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)已經(jīng)是一項(xiàng)浩大的工程,需要數(shù)以千計(jì)的企業(yè)、組織和政府?dāng)y手合作,在投入巨量資金的同時(shí),還要實(shí)現(xiàn)無數(shù)次技術(shù)飛躍,其間自然也免不了會(huì)出現(xiàn)許多激勵(lì)措施相互沖突的情況。
國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)在做出凈零減排承諾的同時(shí),還給出了一個(gè)粗略的減排路線圖(相關(guān)成本預(yù)計(jì)可以達(dá)到1.6萬億美元):63%的減排將來自可持續(xù)航空燃料(sustainable aviation fuels),即SAF,19%來自碳捕獲和碳抵消,13%來自突破性飛機(jī)技術(shù),例如氫氣推進(jìn),3%來自更高效的運(yùn)營和基礎(chǔ)設(shè)施。(減少航班并未進(jìn)入考慮范圍之內(nèi)。)
相關(guān)減排能否實(shí)現(xiàn)在很大程度上取決于技術(shù)突破,而能否實(shí)現(xiàn)相關(guān)技術(shù)突破對(duì)該行業(yè)來說則是一個(gè)大大的問號(hào),至少就既定期限而言,可能性微乎其微。雖然新入役的飛機(jī)都比老式飛機(jī)更為省油,排放也更少,但由此減少的排放無法抵消由商業(yè)航空快速增長(zhǎng)所產(chǎn)生的排放。因此,商業(yè)航空需要采取更多措施以實(shí)現(xiàn)減排目標(biāo)。波音公司(Boeing)的環(huán)境可持續(xù)性主管肖恩·紐森說:“我們將致力于開發(fā)更可持續(xù)的項(xiàng)目?!?br>波音公司計(jì)劃在2030年前研制出一款能夠100%使用SAF(比如生物燃料)的飛機(jī),并將此作為自己當(dāng)前的首要任務(wù)。與此同時(shí),該公司也在研究氫推進(jìn)技術(shù),不過波音的高管們認(rèn)為該技術(shù)在2050年之前都無法真正派上用場(chǎng)。
而其競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手——空中客車公司(Airbus)則押注于氫燃燒技術(shù)和氫燃料電池,并希望在2035年前推出零排放短途客機(jī)。這家歐洲航空航天巨頭也在研究100%使用SAF飛行的飛機(jī)。上述兩家企業(yè)均不愿意透露自己在可持續(xù)技術(shù)研發(fā)方面的投入。
國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)的理事長(zhǎng)威利·沃爾什在該協(xié)會(huì)于2021年10月舉辦的會(huì)議上稱:“僅僅逐步提升飛機(jī)能效還不夠,若想實(shí)現(xiàn)凈零排放,我們需要做出根本性的改變?!?br>目前,已經(jīng)有數(shù)家初創(chuàng)公司在開發(fā)全電動(dòng)和油電混合動(dòng)力小型商用飛機(jī)。ZeroAvia公司便是其中之一,該公司正在與阿拉斯加航空公司(Alaska Airlines)攜手為76座渦輪螺旋槳飛機(jī)——De Havilland Q400開發(fā)氫燃料電池轉(zhuǎn)換套件。阿拉斯加航空公司的總部位于西雅圖,De Havilland Q400則為其子公司Horizon Air的主力機(jī)型。ZeroAvia還表示,他們所開發(fā)的19座氫電客機(jī)最早將于2024年開始商業(yè)飛行。
要想在2050年實(shí)現(xiàn)“氣候中立”,留給航空航天工業(yè)的時(shí)間已然不多。據(jù)在《自然通訊》上撰寫此篇論文的ECATS(環(huán)境兼容性航空運(yùn)輸系統(tǒng),Environmentally Compatible Air Transport System)研究小組表示,按照目前的能效提高速度,航空業(yè)幾乎不可能及時(shí)消除其氣候影響。
該小組研究人員之一、代爾夫特理工大學(xué)(Delft University of Technology)的航空航天系教授喬利斯·梅爾克特指出,如果可以齊心協(xié)力,那么航空業(yè)或許還有機(jī)會(huì)做出必要的改變。他還表示,未來幾年的決策對(duì)于能否實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)至關(guān)重要。梅爾克特說,要想讓突破性飛機(jī)技術(shù)(在碳減排方面)發(fā)揮實(shí)質(zhì)性作用,飛機(jī)制造商“可能至少需要做出一些更為詳盡的設(shè)計(jì)”。他還指出,國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)目前只是把碳中和當(dāng)作自己的目標(biāo),而非氣候中立。
各方普遍認(rèn)為,可持續(xù)航空燃料是大幅減少碳排放的最佳途徑,但其供應(yīng)鏈建設(shè)也并非易事。為實(shí)現(xiàn)此類燃料的大規(guī)模應(yīng)用,商業(yè)航空企業(yè)已經(jīng)花費(fèi)十余年的時(shí)間開展相關(guān)研究,現(xiàn)在的噴氣客機(jī)已經(jīng)能夠使用最高50%的可持續(xù)航空燃料飛行,但可持續(xù)航空燃料在全球噴氣客機(jī)燃料供應(yīng)中的占比還不到0.1%。
作為可持續(xù)航空燃料生產(chǎn)商SkyNRG的政策與可持續(xù)發(fā)展經(jīng)理,湯姆·伯格粗略估計(jì),要想建成一個(gè)可以滿足國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)要求(2030年,SAF占比達(dá)到10%)的全球供應(yīng)鏈,有關(guān)方面需要投入1170億美元到3500億美元的資金。
全球供應(yīng)鏈可能會(huì)包括若干個(gè)地區(qū)性供應(yīng)鏈,從而在相應(yīng)地區(qū)獲取生產(chǎn)可持續(xù)航空燃料所需的生物質(zhì)材料,例如太平洋西北部的林業(yè)廢物,甚至能夠?qū)⒍趸贾苯愚D(zhuǎn)化為可持續(xù)燃料。
其次是價(jià)格。當(dāng)前,可持續(xù)航空燃料的價(jià)格普遍為航空燃油的四倍。國際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)、波音公司和其他組織稱,增產(chǎn)將會(huì)降低可持續(xù)航空燃料的價(jià)格,并表示政府應(yīng)當(dāng)為可持續(xù)燃料提供補(bǔ)貼,使其成本可以降低到與傳統(tǒng)燃料接近的水平。
曼恩表示,對(duì)于增速最快的廉價(jià)航空公司而言,投入更多的費(fèi)用來購買可持續(xù)航空燃料幾無可能。此類航空公司需要依靠廉價(jià)機(jī)票來提供交通服務(wù),尤其是休閑旅游服務(wù)。
航空公司通常會(huì)將燃油價(jià)格轉(zhuǎn)嫁給消費(fèi)者,但許多搭乘廉航飛機(jī)的乘客可能無法承受更高的票價(jià)。
他說:“假設(shè)一張機(jī)票原本的價(jià)格是30美元,現(xiàn)在由于油價(jià)上漲,每張機(jī)票漲價(jià)30美元,那么許多搭乘廉航飛機(jī)的旅客將因?yàn)閮r(jià)格因素而被拒之門外。而對(duì)于傳統(tǒng)航空公司的乘客來說,由于其原本票價(jià)就較高,可能是300美元或者更高,漲價(jià)30美元或許無傷大雅。”
盡管面臨種種挑戰(zhàn),但航空航天教授梅爾克特仍然相信該行業(yè)能夠及時(shí)做出所需的重大改變。
他說:“我個(gè)人非常樂觀,我認(rèn)為,只要我們可以切身感受到壓力,就一定能夠?qū)崿F(xiàn)我們的目標(biāo)?!?/p>
來源 | 財(cái)富中文網(wǎng)
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