航空业是最艰巨的脱碳挑战之一。
航空业的碳排放占全球碳排放的比例不到3%。
航空业脱碳将需要所有可用选项，包括纯电动和氢动力飞机，同时应对可持续航空燃料在规模化方面的挑战。
政府政策与任何技术进步同样关键，有助于加快实现脱碳目标。
一项重要进展是，国际民航组织（ICAO）大会去年通过了一项雄心勃勃的目标，确立了国际航空于2050年实现净零排放的远景目标。
这一承诺强化了航空业及各国此前已确立的目标和承诺。然而，采纳净零排放目标也意味着承认航空业面临的艰巨挑战，认识到它是最难脱碳的行业之一，需要所有可用选项，包括纯电动和氢动力飞机。
不过，可持续航空燃料（SAF）等技术的预期进步和规模化应用，预计可帮助将温室气体（GHG）排放减少46%至65%，为该行业提供了清晰的发展路径。然而，要实现其潜力，将需要积极推广以及适当的激励措施和监管。
难以减排
通过研究航空运输行动组织《2050路线图》报告中概述的排放分布情况，《2050路线图》报告，我们发现96%的航空排放来自座位数超过100座的飞机。值得注意的是，其中66%的排放来自主导市场、颇为成功的单通道飞机。其余4%与座位数最多为100座的飞机相关，这类飞机通常用于支线航线。因此，要在短期内实现大部分此类排放的脱碳，重点在于可持续航空燃料，它提供了一种利用现有飞机和机场基础设施、在技术上可行的解决方案。
然而，关键挑战在于扩大可持续航空燃料的生产和供应规模。根据《实现净零航空》报告，要满足需求，到2030年将需要300座可持续航空燃料生产工厂，预计到2050年最多需要3400座。这一需求在原料供应方面带来重大挑战，尤其是在生物质资源有限的情况下。
为使可持续航空燃料的规模化发展符合2050年目标，2030年后很可能需要迅速部署电转液工厂，以克服生物基路线的原料限制。行业将在应对这一挑战中发挥关键作用，但显然，要支持可持续航空燃料在航空业的广泛采用，政府的目标、框架和政策将不可或缺。
在考虑脱碳的更广泛背景时，电气化的重要性可能超出最初的预估。虽然预测显示其在减排中的作用约为2%，但该技术对支撑脱碳路线图至关重要。值得注意的是，纯电动飞机具有消除飞行过程中排放的优势。
近年来，电动垂直起降飞行器的各种概念相继涌现。然而，它们并非旨在全面取代现有的商业支线航线，这些航线通常的飞行距离不足800公里。根据论坛报告，《迈向真正零排放：释放可持续电池和氢动力飞行的潜力》到2035年，锂离子纯电动飞机的最大运行航程预计约为400公里，到2050年将增至600公里。
如果纯电动飞机持续发展，电气化在全球脱碳框架内可能具有重要意义。电动机与其他技术相结合，例如与可持续航空燃料或氢能结合的电力推进（如混合动力飞机），可以显著延长飞机的航程。
政府必须为纯电动和氢能推进设定明确的目标和里程碑……以吸引投资者并推动行业行动。
Alejandro de Quero Cordero，航空航天与无人机可持续发展负责人
推进技术
这一更广泛的航程范围提升了区域市场的潜力，使混合动力飞机成为新型涡桨飞机设计的可行替代方案，相比小型喷气式飞机，涡桨飞机可大幅减少排放。此外，混合动力飞机有助于推进电动机和氢能概念的安全与保安认证流程。而且，在短期内，混合动力飞机可在滑行、起飞和着陆阶段助力地面运行脱碳，带来即时的环境效益。
要成功实施纯电动技术，需要综合多项技术工作：确保可再生能源充电来源、优化电池生命周期并提升能量密度。最大化能量密度可显著提高纯电动飞机的航程和效率，进一步支撑其作为可持续航空解决方案的可行性。
总体而言，相当大一部分（约26%）的减排仍依赖于另一项重要技术：氢能。这意味着到2035年要加快绿氢的产能。
充足的绿氢供应至关重要，因为与传统航空燃油相比，蓝氢可能无法带来显著的气候改善。此外，燃料电池技术和更轻的储罐的进步对于优化氢动力飞机的效率和航程至关重要。因此，在设计飞机时充分考虑氢能性能，包括合理布置储氢罐，对于最大化其能力和减少环境影响至关重要。
还应着力研究并减轻氢燃料飞机所形成的、因水蒸气增加而可能产生的凝结尾迹的影响。通过优先考虑这些因素，航空业可以释放氢能技术的全部潜力，推动向可持续和脱碳的未来转型。
监管环境
所有这些技术问题和路线图都必须得到监管的支持。政府和监管机构可能会对应遵循的步骤感到不知所措。为此，世界经济论坛与航空环境联合会发布了一份新报告，《迈向真正零排放：加速电动和氢动力飞机普及的政府政策工具包》。
本工具包旨在为各国政府提供机会和选择，帮助其制定相关方法，作为该行业整体脱碳计划的一部分，加速零排放飞机技术的发展。
作为监管者，制定净零航空战略需要全面了解细分市场、飞机规格、机场基础设施以及可再生电力或氢能供应的潜力。各国情况可能有所不同，但政府必须基于这些洞察，为纯电动和氢能推进设定明确的目标和里程碑，以吸引投资者并推动行业行动。建立利益相关方伙伴关系将有助于通过确定优先行动来推进这一目标，同时，航空战略与全经济范围内的氢能和可再生能源发展规划保持一致，对取得进展也至关重要。
另一方面，政府必须更好地理解如何营造有利环境，在支持国际民航组织各项举措的同时，通过研究、基础设施支持和监管更新，促进替代动力飞机的开发和部署。由于航空业的安全和保安认证对公众接受度至关重要，统一认证方法可能是加快进展最重要的一步。
全球航空业造成的碳排放占略低于 全球碳排放的3%，并且随着新兴经济体出行需求的增长，预计排放量还将增加。脱碳并不存在单一措施，实现净零排放需要广泛关注，最大限度地发挥技术进步、财政激励和伙伴关系的潜力，但这样做将使该行业沿着其脱碳路线图稳步前进。
