＂碳说＂航空制造业

宋杨

今天的世界，面对美国奇寒、欧洲高温和河南暴雨这些极端天气，已经感到了全球气候变化对我们的生活带来的影响。不过，这种影响不是今年才有的，近几十年来，经过不断的争议和协商，世界各国领导人在政治层面达成了必须针对气候变化开展行动的共识，并制定了相关公约，如1992年联合国《气候变化框架公约》、1997年《京都议定书》和2016年签署的《巴黎协定》，以应对气候变化的威胁。

中国作为提出构建人类命运共同体理念的国家，一直在积极参与气候变化应对活动。2021年4月16日，国家主席习近平在中法德领导人视频峰会上进一步强调了中国应对气候变化的雄心和力度：“中国作为世界上最大的发展中国家，将完成全球最高碳排放强度降幅，用全球历史上最短的时间实现从碳达峰到碳中和。这无疑将是一场硬仗。”总书记的指示表明：降低碳排放已经成为我国社会发展的大趋势。

碳交易市场启动

面对降低碳排放的政治要求，我国逐步构建起“区域碳交易+自愿减排机制”的碳交易体系。从2013年起，我国陆续在8个省市开展碳排放交易市场，主要覆盖发电、建材、钢铁等高耗能行业，而未被纳入碳交易市场的风电、光伏、森林碳汇等项目可以参与自愿减排机制，获取政府部委签发的核证自愿减排（CCER）。在历经8年的探索实践后，今年全国碳排放权交易市场正式启动，首批纳入发电企业，未来将逐步扩大，覆盖发电、石化、化工、建材、钢铁、有色、造纸和航空等八大产业。

需要注意的是，全国碳交易市场纳入管理的航空产业是航空运输业，并不是航空制造业。原则上，航空制造业覆盖航空器及相关产品的研制、生产、试验和维修，其行业碳排放水平较高，是属于国家能耗和排放关注类的行业。为什么航空制造业未被纳入碳交易市场的管理？这是由于与航空运输业相比，我国航空制造业起步较晚，碳排放体量较小，暂时不必纳入管理。

当然，不纳入管理，不代表不需要管理。实际上，面对降碳减排的大趋势，航空制造业需要高度重视碳排放，尽早实施碳管理，提前布局节能减排的技术研究。

首先是航空制造业作为航空运输业的上游产业，直接面临下游排放压力的传导。以东航为例，在实施碳管理之后，东方航空自2013年起引进新飞机，封存老旧飞机，通过提升其新型高效飞机的占比，极大地降低了燃油消耗，提升了能源效率，使得其吨公里碳排放出现快速下降。我国的航空制造业产品在供航空公司选择的过程中，需要和国外机型进行竞争，碳排放水平一定是航空公司需要重点考虑的因素之一。

其次是航空制造业作为高端制造业具有的社会责任。大飞机项目属于典型的战略性高新技术产业，其发展状况与国家安全和经济发展有密切关联。由于历史原因，我国航空制造业的整体水平仍低于发达国家。曾经的技术落后、管理滞后导致我国的航空制造业造成了生产方面的资源浪费和污染。为了实现强大的航空综合国力，中国的航空制造业必须可持续地发展以适应现实和未来的需求。降碳减排，正是赛道升级，谋求可持续发展的最佳契机。

碳和碳足迹的计算

如何才能减碳？这是一个系统工程，首先我们要明白碳从何处来，其次有针对性的进行碳管理，应用管理措施和减碳技术实现有效减排。

我们所谓的碳，是指多种温室气体（代表为二氧化碳）的排放。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的评估报告为统一度量整体温室效应的结果，规定将二氧化碳当量作为度量温室效应的基本单位，其他温室气体折算二氧化碳当量的数值称为全球变暖潜能值（GWP），即在100年的时间框架里，各种温室气体的温室效應对应于相同效应的二氧化碳的质量，二氧化碳的GWP值为1。《京都议定书》规定了6种需要控制的温室气体，分别是二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、氧化亚氮（N2O）、氢氟碳化物（HFCs）、全氟化碳（PFCs）、六氟化硫（SF6）。

我国现行的国家标准规定了7种需要控制的温室气体，比《京都议定书》的规定多了三氟化氮（NF3）。可见，我们经常所说的“碳”或者“二氧化碳”，实际上是多种温室气体的代称。由于国际国内关于温室气体的研究报告均以二氧化碳及其温室气体质量来衡量排放量。所以一般而言，排放物质在度量时，均转换为二氧化碳及其等价物的质量进行衡量，以二氧化碳质量表示碳排放。

碳足迹表征的是某个产品或团体组织的“碳消耗量”，即特定温室气体的排放量。碳足迹测算是对产品生命周期或组织经营中各个碳排放要素进行测算和累加的活动。在国际标准中，碳排放的计算可分为三个部分：物质的消耗所导致的碳排放;电、热等能源的消耗导致的碳排放;其他环境的相关消耗导致的碳排放。碳足迹的计算即按照这三类分别进行计算累加。碳足迹管理是建立在碳足迹计算能力上的管理活动。

依据对国外某型干线客机的全生命周期过程的碳排放测算，按制造、运营、维修和拆解回收四个阶段划分，飞机制造阶段的碳排放只占该架飞机全生命周期碳排放总量约0.000005%，而飞机运营阶段的碳排放占该架飞机全生命周期约99.9%。这种单架机的全生命周期碳排放数据表明，飞机运营导致的碳排放的当量远大于飞机制造的碳排放，航空公司所承担的碳排放压力必然向主制造商传导。

所以，航空工业主制造商需要关注的碳排放包括了两个方面，一是产品碳足迹，即以飞机产品为对象，其在航空公司航线运行的温室气体总量;二是经营碳足迹，即飞机主制造商在设计、生产、试飞、客服等经营活动中所直接和间接排放的温室气体总量。对于主制造商而言，单一型号的产品碳足迹是产品在碳排放方面的竞争力，属于绿色属性，受航空运输业碳排放压力的直接影响。经营碳足迹是针对主制造商的生产经营活动的排放水平评估，是节能减排的重要指标。

碳达峰、碳中和的必由之路

所谓碳达峰和碳中和，是我们对碳排放提出的控制目标。碳达峰是指在某一个时点，二氧化碳的排放达到峰值而不再增长。碳中和是指由人类活动造成的二氧化碳排放量与人为的二氧化碳吸收量在一定时间段内达到平衡，实现“碳”的净零排放。

面对我国提出的碳达峰、碳中和的减碳目标，航空制造业主制造商应该开展航空产品的全生命周期碳足迹计算和针对性的碳管理，通过常态化的监控和持续的改进逐步实现碳中和目标，即公司生产经营过程的净零排放和航空产品的净零排放。

碳管理以碳足迹计算为基础，碳管理的过程其实是碳减排的过程。在对飞机设计、制造、运营和处置过程中的碳足迹进行测算后，获得飞机产品的碳足迹水平。结合飞机产品，针对碳足迹水平开展数据整理与分析，评估碳足迹突出的区域。碳足迹测算是对产品的排放水平的解析，也是对公司经营过程中绿色指标的常态化的监控。

通过解析碳足迹水平，可以识别碳排放高水平区域，确定减碳目标。在确定减碳目标以后，开展针对性的管理改进，改进措施包括产品开发与改进、公司经营计划和碳交易市场策略。

产品开发与改进主要指基于产品碳足迹水平对型号的设计更改优化。主制造商通过调研竞争机型排放水平和航空公司碳排放的压力，针对性地形成产品碳排放需求，并将产品碳排放作为设计需求纳入飞机设计需求管理体系，形成设计约束。在飞机改进改型或者布局新的产品型号的时候，通过碳排放设计约束来指导产品的开发和改进。

公司经营计划是针对公司经营碳足迹的改进手段。主制造商对公司的已有生产项目的技术改造和新上生产项目进行碳排放评估，将排放评估作为管理要素融入公司管理的进出门禁。对于高碳排放项目，应用减碳技术，例如绿色制造工艺、新能源设备和低碳材料等技术，实施减排设计，保证减碳指标落实到位。

碳交易市场策略是面向远期的碳交易机制的提前布局。主制造商针对碳汇、碳信用（CCER自愿核证减排量）、碳配额开展政策研究，规划森林碳汇、新能源光伏发电等碳信用项目，为后期针对航空制造业纳入碳市场管理提前布局。

碳中和正在成为世界发展趋势。继我国2020年9月提出“双碳”目标（2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和），日本、韩国、美国等国家也陆续明确了各自的碳中和目标和时间表。不同的是，欧美发达国家是在工业化已完成且实现碳达峰后，才提出碳中和。我国目前仍处于工业化、城市化中后期，是世界上最大的新兴经济体，仍处于高速发展中。因此，我国要在不到9年的时间内实现碳达峰，并在其后的30年内实现碳中和，面临着巨大的碳排放增量压力，需要比欧美等发达国家付出更多的努力。作为碳排放大戶的航空运输业的上游，我国航空制造业必须从现在开始就紧急行动起来。（本文图片由作者提供）