在進行飛機設計時,必須考慮到故障問題。飛機上的每一個關鍵系統(tǒng)、部件都有出現(xiàn)故障的可能,因此都必須有相應的備份,以便在(出現(xiàn)故障時)讓飛行員能夠有機會爭取安全著陸。
與飛機設計不同,商業(yè)航空要想在本世紀中葉前實現(xiàn)消除氣候影響的宏愿,則幾乎每一步都不可以出錯。
擁有290家航空公司會員的國際航空運輸協(xié)會(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。2021年10月,該協(xié)會推出了一項非約束性凈零減排承諾。據英國政府發(fā)言人表示,英國計劃于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(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)認為,商業(yè)航空造成了3.5%的人為氣候變化(另有研究者認為該數(shù)字應該為5%)。而根據《自然通訊》(Nature Communications)于2021年6月發(fā)布的一篇論文,要想達成2015年《巴黎協(xié)定》(Paris Agreement)制定的目標——將全球平均氣溫較前工業(yè)化時期上升幅度控制在1.5攝氏度(2.7華氏度)以內,留給該行業(yè)的時間已經所剩無多。
航空業(yè)對氣候變化的影響并不止碳排放一項,氮氧化物和尾跡卷云的影響也同樣巨大,前者于噴氣發(fā)動機內形成,后者則與溫室氣體類似,能夠鎖住空氣中的熱量。但僅僅實現(xiàn)凈零排放目標已經是一項浩大的工程,需要數(shù)以千計的企業(yè)、組織和政府攜手合作,在投入巨量資金的同時,還要實現(xiàn)無數(shù)次技術飛躍,其間自然也免不了會出現(xiàn)許多激勵措施相互沖突的情況。
國際航空運輸協(xié)會在做出凈零減排承諾的同時,還給出了一個粗略的減排路線圖(相關成本預計可以達到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%來自突破性飛機技術,例如氫氣推進,3%來自更高效的運營和基礎設施。(減少航班并未進入考慮范圍之內。)
相關減排能否實現(xiàn)在很大程度上取決于技術突破,而能否實現(xiàn)相關技術突破對該行業(yè)來說則是一個大大的問號,至少就既定期限而言,可能性微乎其微。雖然新入役的飛機都比老式飛機更為省油,排放也更少,但由此減少的排放無法抵消由商業(yè)航空快速增長所產生的排放。因此,商業(yè)航空需要采取更多措施以實現(xiàn)減排目標。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)的項目?!?br>波音公司計劃在2030年前研制出一款能夠100%使用SAF(比如生物燃料)的飛機,并將此作為自己當前的首要任務。與此同時,該公司也在研究氫推進技術,不過波音的高管們認為該技術在2050年之前都無法真正派上用場。
而其競爭對手——空中客車公司(Airbus)則押注于氫燃燒技術和氫燃料電池,并希望在2035年前推出零排放短途客機。這家歐洲航空航天巨頭也在研究100%使用SAF飛行的飛機。上述兩家企業(yè)均不愿意透露自己在可持續(xù)技術研發(fā)方面的投入。
國際航空運輸協(xié)會的理事長威利·沃爾什在該協(xié)會于2021年10月舉辦的會議上稱:“僅僅逐步提升飛機能效還不夠,若想實現(xiàn)凈零排放,我們需要做出根本性的改變。”
目前,已經有數(shù)家初創(chuàng)公司在開發(fā)全電動和油電混合動力小型商用飛機。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——De Havilland Q400開發(fā)氫燃料電池轉換套件。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的主力機型。ZeroAvia還表示,他們所開發(fā)的19座氫電客機最早將于2024年開始商業(yè)飛行。
要想在2050年實現(xiàn)“氣候中立”,留給航空航天工業(yè)的時間已然不多。據在《自然通訊》上撰寫此篇論文的ECATS(環(huán)境兼容性航空運輸系統(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)幾乎不可能及時消除其氣候影響。
該小組研究人員之一、代爾夫特理工大學(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)或許還有機會做出必要的改變。他還表示,未來幾年的決策對于能否實現(xiàn)這一目標至關重要。梅爾克特說,要想讓突破性飛機技術(在碳減排方面)發(fā)揮實質性作用,飛機制造商“可能至少需要做出一些更為詳盡的設計”。他還指出,國際航空運輸協(xié)會目前只是把碳中和當作自己的目標,而非氣候中立。
各方普遍認為,可持續(xù)航空燃料是大幅減少碳排放的最佳途徑,但其供應鏈建設也并非易事。為實現(xiàn)此類燃料的大規(guī)模應用,商業(yè)航空企業(yè)已經花費十余年的時間開展相關研究,現(xiàn)在的噴氣客機已經能夠使用最高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燃料供應中的占比還不到0.1%。
作為可持續(xù)航空燃料生產商SkyNRG的政策與可持續(xù)發(fā)展經理,湯姆·伯格粗略估計,要想建成一個可以滿足國際航空運輸協(xié)會要求(2030年,SAF占比達到10%)的全球供應鏈,有關方面需要投入1170億美元到3500億美元的資金。
全球供應鏈可能會包括若干個地區(qū)性供應鏈,從而在相應地區(qū)獲取生產可持續(xù)航空燃料所需的生物質材料,例如太平洋西北部的林業(yè)廢物,甚至能夠將二氧化碳直接轉化為可持續(xù)燃料。
其次是價格。當前,可持續(xù)航空燃料的價格普遍為航空燃油的四倍。國際航空運輸協(xié)會、波音公司和其他組織稱,增產將會降低可持續(xù)航空燃料的價格,并表示政府應當為可持續(xù)燃料提供補貼,使其成本可以降低到與傳統(tǒng)燃料接近的水平。
曼恩表示,對于增速最快的廉價航空公司而言,投入更多的費用來購買可持續(xù)航空燃料幾無可能。此類航空公司需要依靠廉價機票來提供交通服務,尤其是休閑旅游服務。
航空公司通常會將燃油價格轉嫁給消費者,但許多搭乘廉航飛機的乘客可能無法承受更高的票價。
他說:“假設一張機票原本的價格是30美元,現(xiàn)在由于油價上漲,每張機票漲價30美元,那么許多搭乘廉航飛機的旅客將因為價格因素而被拒之門外。而對于傳統(tǒng)航空公司的乘客來說,由于其原本票價就較高,可能是300美元或者更高,漲價30美元或許無傷大雅?!?br>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)能夠及時做出所需的重大改變。
他說:“我個人非常樂觀,我認為,只要我們可以切身感受到壓力,就一定能夠實現(xiàn)我們的目標?!?/p>
來源 | 財富中文網
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