钟牧原
(昆明航空有限公司 云南昆明 650200)
近年随着全球碳排放量急剧上升,导致的地球温室效应也越来越严重,各国已参与制定《巴黎协定》来应对全球变暖的问题。目前大部分航空公司仍在使用传统的化石燃油进行航班生产,因此民航将成为国家控制碳排放的重点行业。航空公司在控制碳排放的问题上,主要有三种方式:加装小翼、发动机改造和减轻飞机重量;部分航空公司则已开始使用生物燃油等新能源减少碳排放,生产生物燃油的主要原料有废弃食用油和植物油等[1]。
本文以双发737-800飞机、180座为例,从传统节油减排和生物燃油替代节油减排入手,采集相关数据,按碳排放系数3.15分别进行各类节油减排方式的效益分析,为国内航空公司在成本管控及选择碳减排方式上提供科学的理论指导。
根据行业生产历史数据,飞机的日利用率设定为9小时,飞机上加装小翼后单位轮档小时将节约油耗0.1吨,则每架飞机年均减少油耗量329吨。此外,每架飞机加装小翼的成本约为500万元[2]。
根据行业内的数据,发动机进行节油改造后,按单位轮档小时耗油2.5吨来算,将减少油耗0.5%,则每架飞机年均将节约油耗约41吨。此外,一台发动机的改装费用约为1000万元,则双发飞机改装费需2000万元[2]。
根据行业数据的统计结论,飞机因重量增加而增加的油耗量,约为增加重量的4%,若飞机选型时选择的轻型座椅,每个座椅将比普通座椅减少约3kg,则每架飞机将减少重量540kg,年均节约油耗约71吨。更换一个轻型座位需约2万元的费用,则一架飞机将座位全部更换为轻型座位的费用约为360万元[2]。
目前生物燃油替代传统燃油的方式大多为部分替代,即按一定的调和比例,生产出生物燃油占有一定体积比的调和燃油。生物燃油相比传统燃油,有燃烧更充分的特点,提高燃烧效率,减少油耗。根据相关文献,使用生物燃油比使用传统燃油节油约7%[3],按单位轮挡小时耗油量2.5吨算,每架飞机年均节约耗油量为575吨。
根据现有资料得知目前生物燃油的平均价格约为12000元/吨[4],2018年8月传统航空煤油的均价为5500元/吨,调和油中生物燃油的主要占比为50%[4],另外参考欧盟的碳交易体系,设定使用生物燃料的碳排放为0,则按文献的计算方法得出每架飞机年均减排成本约为4127元/吨。
生物燃油现主要是由泵循环调和设备进行生产,根据文献内容,2015-2017年的生物燃油的年均产量约为20万吨,生物燃油提炼加工设备一套需约6000万元,设备每年的维护费用需要约 600 万元[4]。
各种节油方式的对比如图1,使用生物燃油节约油耗最大,传统方式使用加装小翼节油量最大,进行发动机改造不仅成本高而且节油效果最差。
图1 不同节油减排方式的年均节油量
从上图来看,虽然生物燃油的节油效果好,但要评估上述四种方式的整体节油减排效果还需结合碳减排的角度进一步分析。由于节约油耗的同时也节约了碳排放,碳排放量在未来的碳市场上可进行交易,为航空公司创造收益,按照前文测算出的减排成本,假设投资的设备使用寿命均为10年,欧盟碳排放交易价格约为820元/吨[5],可得出四种节油减排方式的年均减排效益,如图2:
图2 不同节油减排方式的年均减排效益
从图2中可以看出,由于生物燃油价格高,减排成本高的现状,导致其减排效益为负,说明此方式获得的碳排放收益还远远不能覆盖此方式投入的成本;发动机改造的方式减排效益最差,因此极少有航空公司采取此种方式进行节油减排;加装小翼的方式不仅节油效果最好,减排效益也最好。
综上所述,在中国碳市场逐渐形成的大趋势下,航空公司在选择节油减排方式管控成本时,需综合考虑油耗的节约和碳排放的效益,中小型航空公司在发展初期,资金实力较薄弱的时期,选择加装小翼的方式为宜,可规避一定的投资风险。此外,中国的碳市场交易现只在部分地区进行试点工作,碳交易价格尚未统一,航空公司在参与制定碳交易市场规则时,可就国家鼓励发展新能源,控制碳排放的相关政策,向政府部门建议,在生物燃油投产的初期,适当降低生物燃油的采购价格,增加航空公司使用新能源的税费减免以及优惠补贴政策,调动起国内航空公司使用生物燃油,参与控制碳排放的积极性。