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航空业怎样实现净零排放?

航空业占全球温室气体排放量的2.8%。 Image: Unsplash/John McArthur

Johnny Wood
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  • 航空业占全球温室气体排放量的2.8%。
  • 国际航空运输协会下属的航空公司承诺到2050年实现净零排放。
  • 使用替代燃料和创新发动机技术可以帮助实现可持续航空。

根据航空行业团体能源转型委员会(Energy Transitions Commission)的数据,全球人类产生的二氧化碳排放量中,航空业几乎占3%。如果不采取紧急行动,到2050年这一比例可能上升到22%

国际航空运输协会(IATA)的航空公司成员已经承诺到2050年实现净零排放,意味着航空公司排放的二氧化碳量将与从大气中去除的二氧化碳量相平衡。

航空业约占全球二氧化碳排放量的3%。 Image: Our World In Data

第一批净零航班已经开始飞行,其中一些使用了可持续航空燃料(SAF),另一些使用“先预定后结算”系统 (book-and-claim system)购买可持续航空燃料来抵消航班的碳排放。

如下三个创新方式,可以帮助实现可持续的航空旅行。

可持续航空燃料

用可持续的航空燃料取代传统上用于为飞机提供燃料的煤油,在减少飞行排放方面具有相当大的潜力。

可持续航空燃料主要来自林业或农业废弃物,而非化石燃料,使用可持续航空燃料可将航空二氧化碳排放量减少约70%。

维珍航空计划在2023年进行一次波音787的示范飞行,从伦敦的伦敦希思罗机场飞往纽约的肯尼迪机场,这将是世界上第一个使用可持续航空燃料的跨大西洋净零航线。然而,相关安全法规只允许最多使用50%的可持续航空燃料混合煤油,因此另外有30%的排放量将通过投资碳去除技术来抵消。

目前可持续航空燃料比煤油贵得多,但是规模化生产可以帮助降低成本,便于更多航空公司使用。

其他解决方案,如电池动力或氢燃料,也正在开发中,但这些尚未得到大规模验证。

可再生航空燃料的技术潜力。 Image: 能源转型委员会

开放式扇叶结构

航空业可持续发展议程的另一部分是重新思考航空发动机的设计方式。

与传统封闭式的飞机发动机叶片不同,新的发动机设计正在开发中,其特点是开放式扇叶结构,从而提高燃油效率,减少飞行排放。

开放式结构将移除叶片外壳通过减轻飞行重量提高飞行效率。此外,开放式设计还可以安装更大的叶片,让更多空气能在发动机周围流动,而不是仅仅通过发动机内部,从而减少飞行阻力。

开放式扇叶结构发动机与可持续航空燃料和氢气等替代燃料兼容,可在2030年代中期投入使用。

可持续发动机革命性创新(CFM RISE)项目也在探索混合动力发动机设计,使许多飞机系统实现电气化。

新的动力推进系统

混合电推进技术作为一种全新的飞机动力装置被采用。

航空制造商空中客车公司首席技术官 Sabine Klauke 告诉美国航空电子杂志社:“新的推进技术将和新的飞机设计和可持续能源一起,在实现航空业的净零目标方面发挥重要作用。”

包括空客、普惠、吉凯恩航宇和柯林斯航宇在内的航空和航天公司联盟已与斯图加特大学(University of Stuttgart)合作开展可持续注水涡轮风扇混合动力(SWITCH)项目。

该项目结合了混合电力推进和水增强涡扇发动机(WET),通过从飞机排气中回收水蒸气并将其循环至发动机燃烧室,提高了飞行效率

电机可以通过提高起飞和着陆时的效率来减少飞行的碳足迹,尤其是在地面滑行时。

通过创新来简化运营流程并开发低碳解决方案是航空业实现净零排放努力的重要组成部分,但在此之外我们还有更多工作要做。

政策制定者、监管者和商界领袖需要在政策框架的支持下,鼓励航空公司更多地采用可持续航空燃料和低碳解决方案,商定能实现真正变革的行动计划。

世界经济论坛的“明天的清洁天空”计划等倡议汇集了来自行业、政府和民间社会的领导人,以推动达成2050年实现净零排放的目标。

本文作者:

Johnny Wood,Formative Content 撰稿人

本文原载于世界经济论坛Agenda博客,转载请注明来源并附上本文链接。

翻译:左佳鹭

编辑:江颂贤

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