一路·向远-中国智慧交通发展|智慧民航 绿色航空-航空业低碳转型之路

党的十八大以来,科技创新支撑交通运输实现了跨越式发展。交通基础设施建设技术跻身世界前列,港珠澳大桥、北京大兴国际机场等一批世界级工程建成运营;智慧公路、智能航运、智能高铁、智慧民航、智能仓储配送等快速发展;为科技创新驱动加快建设交通强国奠定了良好基础。交广会客厅特别策划《一路向远 中国智慧交通发展》,为您全景展现交通领域智慧发展,讲述交通行业的科技成果。

当您乘坐飞机升上万米高空,可能不会想到一次飞行将耗费大量的燃油,不仅给大气带来污染,还会引起较高的碳排放而加剧地球变暖。如何能够建立更环保的航空产业?是从业者们一直以来思考的问题。交广会客厅特别策划《一路·向远—中国智慧交通发展》系列访谈,将全景展现交通领域的智慧发展,体现交通各行业的科技创新成果。本期节目,我们有请到中国航空学会《航空知识》主编、教授王亚男,为我们讲述绿色机场、绿色航空器如何助力航空业的低碳转型。

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【飞机耗油量感观】

王亚男:其实飞机具体加多少油是根据它需要跑多远来定的,我们可以这样举例来说,像波音787这样的大家伙可以灌到120吨左右,像空客A380这样的飞机,如果都灌满大概是270吨燃油,咱们即使坐的最小的,737、320这个量级的飞机也能灌六七十吨油,这么多的燃油大部分都会在一次远程飞行中耗掉,我们也就能够知道飞机从绝对数量上来讲,它还是一个使用燃油的大户。像787这样的飞机,如果最大航程的话应该能达到5000到6000公里,但是飞机在飞行的时候通常不会把它所有的燃料都耗尽,按照安全的规定,民航飞机至少要保持45分钟以上的余油,怎么理解呢,就是说你从A地飞到B地,这个B地是你的目的地,到了目的地以后你还要保留一定的燃油能够飞到备降机场,万一我到了B城降不了,如果有个意外,我可能还要降到离B城比较近的另外一个机场,比如说是C机场,即使我到了C机场,我飞机的油箱里至少还要保留有四五十分钟的燃油,这是做一些储备用。

飞机的“百公里油耗”

王亚男:这个是肯定很多人关心的,很多人一听飞机一烧燃油都是几十上百吨的烧,是不是它会很费油,实际上人类的航空器发展到今天,商业航空已经超过100年了,目前我们经济性最好的民航飞机,比如说像波音787这样的客机,它的燃油消耗率已经超过了咱们今天水平不错的轿车,有一个统计数字是这么说的,每100乘客每公里的油耗是小于3升,小于3升什么概念?咱们可以这样把它理解为一个大巴车,能装100名乘客的大巴车,开一公里燃油是不到3升,所以从这个意义上讲,今天我们人类的经济性最好的飞机,它的燃油经济性是跟轿车可以齐平的甚至优于轿车。

【绿色航空是什么】

如何在日常生活中减少碳排放我们可能都十分熟悉,那么航空业如何能够做到绿色环保?绿色航空到底指的是什么呢?王亚南表示,绿色航空主要集中在三个部分,第一个部分是航空器,也就是说我们平时乘坐的飞机是不是能够做到绿色,第二个部分是机场,机场是飞机运行的枢纽地,也是乘客货物的集散地,绿色机场的发展尤为重要。第三个部分是绿色管理系统,在同一个航线上,同一个时间如何运行更多的航班,怎样实现管理效率的提升。这三个方面都是绿色航空未来需要加大力度去探索的领域。

这两年很多业界人士都关注到了绿色机场方面,王亚男认为,符合绿色机场的标准应该具有几个鲜明的特征。

王亚男:我个人认为有这么几个特征,首先你这个机场在新建的时候,是不是以这种绿色或者环境友好型可持续发展作为理念,有的机场如果比如说40年前建立的,你现在想让它做到绿色机场,可能就意味着很多基础设施都要重新来。第二个就是在你建设过程中,你是否在能源的使用,在材料的可再生,包括对于运营管理的效率是否有绿色的措施,比如说建筑材料是不是能够使用一些可再生的物质,或者如果有一天这个建筑材料我不用了,它是不是有可回收的可能性,另外一个建筑物我们知道需要大型的中央空调来调节,那么你的空调使用的电力能不能再压缩,是否可以借助自然界的自然通风,在自然环境下温度调节的能力,比如说就像有的房子建设的好,我们平常理解通风非常良好,我不开空调夏天也比较凉爽,如果我能在机场里的很多大型设施,对于这个气流的使用,能够做到规划有效的话,我的空调使用率就会降低下来。另外一个采光,像大兴机场,就使用了分时段的智能控制,就是当我自然界光线最强的时候,有大面积的透明穹顶来采光,我的室内灯光亮度就会自然调暗来节能,当外界的环境光源变差的时候,比如说到了深夜或者说黄昏时分,灯光的亮度会自然调节让它增亮,这就是一个很贴心的绿色设计。

绿色航空器的发展成果

王亚男:现在全球航空业界碳排放占到了每年人类的碳排放总量的2.1%,2019年为例,如果航空跟全部的交通运输相比,航空就占了交通运输的12%,我指的是碳排放,但是相比之下,公路交通运输其实数字更大,公路交通占了全部交通运输业的74%,但尽管如此,人类仍然把重点放在了航空上,因为航空器是目前我们技术发展比较快的一个领域,人类认为在航空业界如果率先采用一些新的科技新的手段,有可能会把碳排放的数字进一步的下降,同时航空业界所使用的一些创新手段,有可能影响到其他的交通运输方式。

所以这些年来航空业界是想了种种的办法,比如说开发新型的节油型的发动机,使用更轻便的材料来制造飞机,采用一些生物燃油来替代传统的化石燃油。未来人们也在想是不是能够在飞机的机轮上使用电马达,就是不通过启动发动机,让飞机能够以电力的方式从停机位滑向滑行道,进入起飞状态。

未来,飞机可不可以像新能源汽车那样靠电来行驶呢?王亚男认为,新能源飞机是大势所趋。

王亚男:目前电动飞机在轻型飞机上已经实现了,但是如果想解决大型的商用飞机,目前电力我们还不能肯定它能够胜任,我们传统的发动机是涡轮发动机,但是一旦变成电动发动机之后,那么它就更像是我们今天用的这种电风扇,能不能产生跟原来烧燃油的时候同样的推力,这个是人类目前正在积极的实验,也希望能够在这个技术上有所突破。目前人类的大型商用飞机如果想全电动化的话是不能带锂电池的,就不像咱们手机这样全靠电池来维持,未来的一个构想,是用氢燃料电池,飞机上可能携带的是氢和氧,然后在空中利用化学反应产生电能,就是我们说的燃料电池,利用这种清洁燃料在空中产生电力。

【绿色航空将会带给我们什么】

“绿色航空”概念的诞生经过了几十年的发展历程。最早的航空器票价较高,航空企业并不太在意飞机航行究竟会费多少油。但到了上世纪七十年代,由于战争导致石油价格快速上涨,航空企业第一次意识到燃油成本是一个很难承受的重负,在那之后,航空器开始关注燃油的经济性。到了九十年代,生态环境成为关键词,全球的温室效应引发了人们的担忧。从那之后,人们开始不断探索航空器的节能方式,直到今天,绿色航空的概念已经深入人心。

绿色航空的发展在国际上属于一个怎样的发展水平?

王亚男:其实中国如果从机场层面和飞行器层面,我们的绿色航空我觉得我们做的还是很不错的,这里面有个重要的特点,中国现在很多的机场都是近些年兴建的,在国外来讲,这个概念的实施还是比我们困难得多,因为像美国这样的国家,很多机场都是在60年代以前就兴建了的,这样的机场想把它变成一个绿色机场是很困难的,而中国恰恰相反,我们很多城市机场都是在21世纪才开始筹划的,这样政府就可以从运行的经济性和效率的角度去规划这样的机场。

绿色航空会给我们乘客带来什么?

王亚男:我们希望绿色航空能够带给我们的一个直观感受,是未来票价是不是能更便宜,这肯定是我们都关心的,如果飞机真的能全电推动的话,我估计它的票价肯定会比现在的化石燃油要便宜,因为开过电车的朋友跟开过油车的朋友相比,大家都会说电车确实省钱,这个概念也适用于航空。第二个是乘坐舒适性有可能改进,因为如果是全电飞机的话,噪音肯定大大降低,在舱室内的乘客感受的噪音会大大降低,机场恐怕就再也不是一个大家觉得噪音比较大的所在,而是一个非常安静很美丽的地方,其实这个也是大家比较期待的一点。

我国已经建成的绿色机场?

王亚男:我觉得现在的像大兴机场肯定算是绿色机场,因为它是新首都新机场在建设的时候就高度体现了环境友好性和可持续发展这样一个理念,它里面用了大量的新理念,包括新的技术手段,节能电力的使用,自然采光的使用,温度的调节,包括高度融合的交通枢纽的设计,包括水资源的循环利用,应该说大兴机场是一个经典案例。

【绿色航空的可持续发展】

我国的绿色建筑与绿色机场建设研究和实践虽然相对起步较晚,但通过研究人员和工作人员的不懈努力,像昆明机场涵盖绿色机场理念的设施,已经达到了世界先进水平。在未来,各大机场不仅能够为旅客们献上更好的服务,提供更高舒适度的飞行体验外,还能够进一步地减少碳排放,并最大限度地降低机场对周边环境的干扰。在未来,机场能够真正实现与城市、自然、社会的和谐共生。

机场的吞吐量在不断增长,很多人调侃说航站楼建成之日就是扩建之时,这个情况是否是这样?

王亚男:我们普通人可能会觉得你建了好几年,建完的时候是不是它已经就不太够用了,但事实上机场兴建的时候,尤其是现代的机场,在21世纪规划的机场都有这样一个长远需求,它至少要满足未来15到30年的需求,从表现上看,每一个机场我们看到的完工机场可能都是一期工程,它有预留的发展空间,甚至在规划的时候已经规划了二期三期工程扩建的方案,比如说我未来要增加跑道,从哪个方向上增加,航站楼要扩建,是东西扩建还是环形扩建,交通枢纽在进一步接驳要怎么样做,实际上都是有一个长远规划的,所以大家不用担心这个机场有可能建完之后就要扩建,可能扩建需要是有的,但是扩建所需的用地,一些资源,一些方案都是早有打算的,不可能说想扩建的时候,周围已经挤满了别的用途的设施,扩建不了,这个是不会的。

建设过程中如何实现可持续?

王亚男:我觉得这种可持续发展可能体现在对于机场的建设规划它有一个长期性的考量,比如说未来在发展过程中,有的机场可能会转型为一个专职的客运机场或者专职的货运机场,甚至是可能会转化为专职的一些某些特殊的货物运输为主要职能的机场,就是你要根据环境的变化调整机场在整个国家或者说地区大的运输体系中的占位,这也是一个思路的变更,就是你的硬件设施已经有了,但是我的职能变化是可以未来再做调整。

未来,理想中绿色航空的样子?

王亚男:我个人认为绿色航空的一个理想模式就是,免除掉那些比较繁琐的证件审批,这种身份的确认,可以更多的像人脸识别,这种射频识别技术,跟人工智能技术深度融合的一个智能化服务系统,在机场设施里能够最大幅度的减少人工操作,提高整个的环节效率,比如说你只要有一个清晰的面孔,就可以完成你的身份识别、行李转运,包括你的同乘乘客的安排,包括客座的选择,我觉得这样的旅行会是让人感觉比较惬意。你既然不需要更多的人来去完成一些操作,机场的运营的成本肯定就会降低,同时效率也会提升,而飞机也能够节省更多的燃油,降低碳排放的这样的航空器,整个系统的绿色特征会更加的明显。

其实未来还有一种展望,就是说飞机是否可以人工智能,把飞行员也解放出来,未来甚至可以实现一个无人驾驶的大型客机,从技术上讲,目前是可以胜任的,只是从安全法则上和操作的习惯上,是不是未来可以被商业航空所接受,这也是在考虑的问题,如果我的公共交通系统不需要驾驶员了,它的成本一定会进一步的压缩,这也是人类在探索的一些方向。

我觉得从我们关注的重点航空器的推进技术来讲,如果电推进是一个核心问题的话,可能至少还需要5到10年时间。

由于全球新冠肺炎疫情的影响,2021年的航班数量減少。资料显示,与2019年同期相比,今年迄今为止的航班燃料消耗減少了40%。由此也带来了航班所产生碳排放量的下降。随着国内和国际航班开始恢复,燃料消耗量有所增加,这样重新触发了人们对人与自然关系的深刻反思,全球气候治理也更受关注。在各国携手迈向碳中和的大趋势下,航空业减碳行动刻不容缓,低碳化与智慧化转型对于民航业来说是机遇也是挑战。


中国交通广播:高雅 王璐

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