劉炳成，褚雙磊*,2， 劉 蕾，熊錦鴻，陳 月

（1. 中國民航大學(xué)空中交通管理學(xué)院，天津 300300；2. 天津市空管運行規(guī)劃與安全技術(shù)重點實驗室，天津 300300）

基于運行數(shù)據(jù)的綠色航空公司節(jié)能減排現(xiàn)狀分析

劉炳成1，褚雙磊*1,2， 劉 蕾1，熊錦鴻1，陳 月1

（1. 中國民航大學(xué)空中交通管理學(xué)院，天津 300300；2. 天津市空管運行規(guī)劃與安全技術(shù)重點實驗室，天津 300300）

近年來，節(jié)能減排成為民航業(yè)工作的重點，而航空公司在這方面具有義不容辭的責(zé)任。分析了與節(jié)能減排相關(guān)的現(xiàn)行民航局規(guī)章和指導(dǎo)意見,指出國內(nèi)外航空公司在節(jié)能減排方面做的有益嘗試和先進經(jīng)驗，并提出當(dāng)前需要深入研究的問題及未來發(fā)展趨勢，以期為節(jié)能減排領(lǐng)域的進一步研究提供參考。

運行數(shù)據(jù)；節(jié)能減排；航空公司

隨著國家及航空運輸業(yè)對節(jié)能減排的日益重視，構(gòu)建節(jié)能減排的綠色航空公司顯得尤為重要，而航空燃油消耗量占航空公司能源消耗量的90%以上，所以在航空公司以減少運行成本為核心的節(jié)能減排體系中，減少航油消耗占有至關(guān)重要的地位。許多具有前瞻意識的航空公司在節(jié)能減排方面做了許多嘗試和努力，積累了大量的寶貴經(jīng)驗。

1 民航局節(jié)能減排方面政策研究

在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略持續(xù)推進的背景下，民航產(chǎn)業(yè)作為高精尖技術(shù)產(chǎn)業(yè)實行節(jié)能減排義不容辭，在民航局2006年印發(fā)的《中國民用航空發(fā)展第十一個五年規(guī)劃》中，明確提出了節(jié)約能源，提出了“改革空域資源管理，提高空域資源利用效率，鼓勵和支持航空公司建立運行控制體系，優(yōu)化航路選擇，科學(xué)制定飛行計劃，建立節(jié)油獎勵機制”的規(guī)劃和建議，這對航空公司在節(jié)油方面工作的實施有著重要的指導(dǎo)意義[1]。

2008年，中國民航局向民航各級單位發(fā)布了《民航行業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃》，規(guī)劃內(nèi)容主要從“民航業(yè)能源利用與排放現(xiàn)狀”“民航業(yè)節(jié)能減排面臨的形勢”“民航業(yè)節(jié)能減排工作的指導(dǎo)思想”“原則和目標(biāo)，民航業(yè)節(jié)能減排的主要任務(wù)”“民航業(yè)節(jié)能減排工作的保障措施”這五個部分闡述了民航局對節(jié)能減排的指導(dǎo)意見[2]。為了繼續(xù)加快落實民航強國戰(zhàn)略和“十二五”規(guī)劃中關(guān)于民航業(yè)節(jié)能減排的任務(wù)和要求，應(yīng)對日益嚴(yán)峻的節(jié)能減排形勢，促進行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，必須加快推行全行業(yè)的節(jié)能減排工作。為此，中國民航局2011年又印發(fā)了《民航局關(guān)于加快推進行業(yè)節(jié)能減排工作的指導(dǎo)意見》?！兑庖姟反_定了以下總體目標(biāo)：通過技術(shù)與管理創(chuàng)新，實現(xiàn)全行業(yè)能耗和二氧化碳排放增速低于行業(yè)發(fā)展速度，到2020年我國民航單位產(chǎn)出能耗和排放（收入噸公里能耗和收入噸公里二氧化碳排放）比2005年下降22%，航空公司要將運行管理向以節(jié)能增效為目標(biāo)的精細化管理模式轉(zhuǎn)變；通過優(yōu)化航線網(wǎng)絡(luò)和運力配備，改善機隊結(jié)構(gòu)，加強聯(lián)盟合作等措施提高運輸效率，降低單位產(chǎn)出能耗和排放量；發(fā)揮信息化作用，為精細化管理提供數(shù)據(jù)支持；進一步完善內(nèi)部節(jié)油機制，有效激勵飛行運行節(jié)油[3]。

2 航空公司節(jié)能減排現(xiàn)狀分析

根據(jù)我國相關(guān)的民航政策、規(guī)劃以及航空公司的實際運營情況，可以看得出節(jié)能減排不僅是社會、政府對航空公司日常運行的要求，還是航空運營人節(jié)省運行成本，增加生產(chǎn)效益的有效方式。因此航空公司早已采取許多措施，努力提升燃油效率、降低燃油消耗，從而降低運行成本。航空公司節(jié)能減排主要以降低燃油消耗，提高燃油效率為中心，降低燃油消耗主要體現(xiàn)在降低飛機重量，優(yōu)化飛行操縱，節(jié)約飛行時間，燃油效率的提升主要歸結(jié)為：購買燃油效率更高的飛機，機隊結(jié)構(gòu)優(yōu)化，飛機性能優(yōu)化避免性能衰減，應(yīng)用飛機、發(fā)動機新技術(shù)[4]。在降低燃油消耗，提高燃油效率方面航空公司已經(jīng)廣泛實行以上措施來降低運行成本。

2.1 國內(nèi)航空公司在節(jié)能減排方面的工作

在國內(nèi)，國航、東航、南航、廈航、奧凱、春秋航空公司在節(jié)能減排方面進行了積極探索，實施了飛機運行過程中的減排措施，效果明顯。

國航歷來重視以節(jié)省燃油為中心的節(jié)能減排工作的規(guī)劃和實施。1993就開始實行了航線節(jié)油，1999開始關(guān)注輔助動力裝置的使用，2004成立了國航股份燃油節(jié)支管理委員會，先后編寫下發(fā)《中國國際航空股份有限公司燃油節(jié)支工作暫行規(guī)定》等規(guī)章制度，全面細化燃油節(jié)支操作流程。2010年響應(yīng)國家號召推出國內(nèi)首個綠色航班[5]，飛行約三個小時，僅耗費航空煤油約十八噸，對航空公司業(yè)界起到了良好的示范作用。國航主要使用的節(jié)油技術(shù)有合理制定飛行計劃、飛行相關(guān)人員根據(jù)公司操作規(guī)定施行節(jié)能操作、縮短輔助動力裝置使用時間、優(yōu)選節(jié)油節(jié)能的航路航線、對氣象條件良好，燃油充足的飛機施行二次放行、使用經(jīng)濟巡航模式并按照特定計算的成本指數(shù)控制飛機飛行速度、積極施行飛機減重。主要使用的節(jié)能措施有提高航班運行控制水平，切實提高簽派放行率、控制額外的加油，避免飛機燃油的浪費、縮短飛機在機場地面的滑行時間、充分利用機場的設(shè)備系統(tǒng)，施行地面節(jié)能節(jié)油措施。除了應(yīng)用以上技術(shù)措施，國航還不定期組織飛行有關(guān)部門對運行過程中可以采用的節(jié)能減排措施進行研究討論，具體制定相應(yīng)的節(jié)能減排措施和方案。經(jīng)過這一系列的舉措，國航的節(jié)能減排工作取得了可喜的成果，從國航數(shù)據(jù)上來看，燃油效率不斷提高，2005-2009年國航總周轉(zhuǎn)量增長了三十六點二個百分點，但是飛行燃油的總消耗量只上升了二十八個百分點。而2009年噸公里綜合能耗為0.4426公斤標(biāo)煤/噸公里，相比2005年的0.4756公斤標(biāo)煤/噸公里下降了六點九個百分點，也證明了國航整體能耗水平的降低。

東航一直堅持技術(shù)減排的道路，指出降低燃油損耗是公司節(jié)能減排工作的重心所在[6]。根據(jù)東航的調(diào)查報告顯示，東航的燃油消耗占其總能源消耗的98%以上，航油成本占公司運行成本的40%上。為此，東航認(rèn)真執(zhí)行節(jié)能減排工作策略，明確節(jié)能減排的工作核心。東航的節(jié)能減排工作主要通過飛機加裝翼尖小翼、發(fā)動機的節(jié)能環(huán)保改裝、提前淘汰低性能的老舊飛機、輔助動力裝置節(jié)油管理、運控系統(tǒng)節(jié)油管理等手段，不斷提高飛機燃油利用效率，減少廢棄物排放。以2015年為例，東航通過實行各項節(jié)能減排工作累計節(jié)約航油多達26萬噸，減少二氧化碳排放82萬噸，通過航線優(yōu)化減少航油成本 1,891萬元。與此同時，東航還積極在民航局的指導(dǎo)下與包括飛機制造商、航空燃油供應(yīng)商、科研院所、民航相關(guān)院校等相關(guān)方面增強合作，在提高燃油使用效率、使用代替燃油的生物燃料等方面加快節(jié)能減排的前進步伐。隨著東航的不斷發(fā)展，東航對節(jié)能減排工作的投入不斷加大，取得的成果也十分顯著。固然東航公司飛行小時數(shù)在以每年平均十個百分點的速率在增加，可是通過飛行機隊結(jié)構(gòu)的更新優(yōu)化，更新老舊的高能耗低性能飛機和其他節(jié)能減排的方式和舉措，東航的單位飛行小時耗油正呈現(xiàn)出逐年下降的趨向。2015年平均飛行小時油耗僅為2.945噸航油 /小時，歷年萬元收入能耗也呈總體平穩(wěn)下降趨勢，2015年萬元收入能耗0.84噸標(biāo)煤，同比2006年萬元收入能耗0.93噸標(biāo)煤下降了九點六個百分點，這些數(shù)據(jù)直接說明了中國東方航空股份有限公司在節(jié)能減排方面取得了顯著的成果。

在節(jié)能減排方面，南航致力于不可再生能源的高效利用和環(huán)境保護，并在節(jié)能減排的道路上不斷摸索，針對本公司的情況制訂了許多節(jié)油減排的新舉措，如“動態(tài)指數(shù)飛行”“優(yōu)化航線”“二次放行”“實行飛行剖面化管理”“控制飛機重量”等。其中“動態(tài)指數(shù)飛行”的目的是降低油耗，2007年3月8日，公司首次調(diào)整了飛行指數(shù)，經(jīng)過一段時間的運行并分析數(shù)據(jù)得出，南航通過對飛行指數(shù)的動態(tài)調(diào)整，從而根據(jù)每次飛行的重量選擇最適宜的油量，每年可根據(jù)此方式節(jié)約大概1.2萬噸航空燃油，效果顯著；而“優(yōu)化航線”則與單個航班的燃油消耗緊密相關(guān)，即在安全范圍內(nèi)通過縮短航線來減少飛機油耗，從2006年到2009年期間，南航通過截彎取直等“優(yōu)化航線”技術(shù)縮短了532條航路，使在相同客運量的情況下飛行時間減少了12801.6小時；而在2010年，又應(yīng)用此項技術(shù)為南航減少飛行時間共1434.9小時，減少航空燃油消耗大約3547.7噸，節(jié)約了燃油成本約2600萬元；另外，“二次放行”技術(shù)也是一種目前比較先進的放行技術(shù)，以巴黎—廣州航線為例，與常用簽派放行技術(shù)相比，采用“二次放行技術(shù)”可減少燃油消耗五噸左右，南航通過對氣象狀態(tài)允許，燃料充足的飛機進行二次放行每年可減少燃油成本約586萬元，效果十分明顯。南航通過對以上節(jié)能減排措施的貫徹推行和實施，在節(jié)能減排方面取得了不小的進步，從2004年到2011年，南航節(jié)約航油多達20.4萬噸，廢氣廢物排放量減少了約60萬噸[7]。

作為中國首家按現(xiàn)代企業(yè)制度運營的航空公司，廈門航空有限公司在節(jié)能減排方面也有很多值得借鑒的經(jīng)驗和方法。廈航首先通過強化公司內(nèi)部節(jié)能減排體系，按照統(tǒng)一部署“分層管理，實干，高效，節(jié)油”等思路構(gòu)建節(jié)能減排管控機制，推進節(jié)能減排工作在公司全面實施。公司設(shè)立了節(jié)油績效考核獎勵制度，增加廣大員工節(jié)油積極性，每年劃撥多達千萬的獎金用于獎勵飛行機組、簽派、機務(wù)、地服等生產(chǎn)部門，采納所有可行的節(jié)油措施來降低能耗。在公司的實際運行中，廈航主要通過使用先進節(jié)能機型B737-800作為公司的主力機型；科學(xué)制定和實施飛行操作：在飛行中盡量選擇使用減推力和小襟翼起飛和著陸，巡航過程中選擇最佳高度層、經(jīng)濟巡航速度，并合理控制輔助動力裝置啟動時機，縮短輔助動力裝置使用時間；提高運行控制實效：合理設(shè)計飛機載重平衡，精準(zhǔn)計算油量避免油耗油，提高簽派放行準(zhǔn)確率，根據(jù)實際情況制定飛行計劃；合理維修保養(yǎng)飛機等措施提高燃油利用率降低運營成本，并取得了明顯的成果。在2005年到2011年期間，廈航的飛行小時耗油同比減少四個百分點，噸公里耗油減少八個百分點[8]。

作為中國第一家民營航空公司，奧凱航空公司，創(chuàng)立伊始就非常注重公司的節(jié)能減排體系構(gòu)建。對于機隊的機型，奧凱航空選擇了安裝翼尖小翼的波音737-800和國產(chǎn)新舟60這兩款節(jié)能機型。隨著燃油價格的不斷飆升，奧凱的燃油支出達到了總運營支出比重的38%。為了最大程度地節(jié)約航油，奧凱制訂了輔助動力裝置運用和監(jiān)管的相關(guān)方案。在落實那些方案之后，機隊輔助動力裝置的日平均使用量由原先的超過8小時降為每天的6小時以下，每天平均每架飛機節(jié)約航油252.2千克。其次，根據(jù)性能管理部門的評估，航空器每減少100千克的載重，每小時可節(jié)約燃油2.1千克，所以奧凱公司對飛機進行了供應(yīng)雜志數(shù)量的減少、水箱數(shù)量的控制等不同程度的減重措施。另外，通過減小發(fā)動機的推力、使用飛行管理計算機確定最佳巡航高度、加裝翼尖小翼、選擇綠色環(huán)保的機型、實施節(jié)油獎勵等各方面的綜合措施最全面地確保了奧凱公司節(jié)能減排工作的有效進行[9]。

作為我國首家低成本航空公司，春秋航空用實際行動踐行著他們“低成本、綠色航空”的運營理念。2008年成立的以公司董事長為首的“春秋綠色環(huán)保委員會”確保了減排制度的全面落實。針對節(jié)油的運營目標(biāo)，春秋航空分別從購置節(jié)能發(fā)動機和地面支持設(shè)備及運用飛行管理計算機優(yōu)化飛行計劃等三個項目來降低油耗。春秋強化了對各部門的節(jié)能減排的管理掌控，技術(shù)研發(fā)，提高了資源特別是燃油的使用效率，降低了總體油耗，其減排工作取得了階段性的勝利成果。2005年到2010年，開航的21架A320的運營機隊保持著95%的高平均客座率。在此期間，春秋A320的油耗一直保持在0.25噸公里左右，而此時行業(yè)的平均油耗水平為0.32噸公里左右，他們用更少的油耗運送了更多的乘客和貨物，用實踐證明了高客座率是節(jié)能減排的有效措施。同時，先進的A320機型大幅度的減少了CO2的排放量。以上方面的綜合因素保障了春秋航空的低油耗，截止2009年底，總共節(jié)油10728噸，節(jié)油比例達到了3.1%[10]。

2.2 國外航空公司在節(jié)能減排方面的工作

而作為擁有先進技術(shù)的美國各航空公司從飛機改裝和減重、地面運行管理、維修中采用節(jié)能操作、以及廢棄物處理等方面入手，全面實施精細化管理制度，降低燃油消耗，減少廢棄物排放。美國各航空公司采取的節(jié)能措施主要涵蓋以下四方面：飛機安裝翼尖小翼、優(yōu)化飛機加油程序、改善操作步驟及飛機減重。其中的美國航空和達美航空在節(jié)能減排方面做出了很大成績，對航空公司節(jié)能減排而言具有一定的參考價值。

美國航空十分重視節(jié)能減排工作。在環(huán)保理念的宣傳層面，美國航空成立了節(jié)能減排委員會幫助制定節(jié)能減排方案，并積極在員工群體中宣傳節(jié)能減排理念，組織節(jié)能減排技能知識培訓(xùn)，使節(jié)能減排深入人心，由美國航空員工牽頭實施的“燃油智能化”節(jié)油計劃，自 2005 年到2012年期間總節(jié)油量達到了 8 億加侖。在實際運行技術(shù)層面美國航空通過為公司飛機安裝翼尖小翼、進行飛機減重（減少附加設(shè)備重量、移除多余陳舊設(shè)備）等，年節(jié)油量達 65.5 百萬加侖；還積極改良飛行計劃，優(yōu)化航路和航線，合理計算載重平衡和燃油數(shù)量，通過上述措施實現(xiàn)了年節(jié)油量68.2 百萬加侖；日常運行中通過有效控制飛機加油量，避免油量過多產(chǎn)生“油耗油”、定期清理飛機發(fā)動機、盡可能使用單發(fā)滑行、進入機庫時優(yōu)先使用牽引取代滑行、減少輔助動力裝置的使用時間和燃油消耗等措施，年節(jié)油量達 20.9百萬加侖。在節(jié)能飛機研發(fā)方面，與波音公司一道，開展了可降低油耗的 737-800“生態(tài)機”計劃，為飛行試驗提供了全新的737-800 ，并成功試飛[11]。

達美航空公司，作為一家歷史悠久的航空公司，十分重視現(xiàn)行的《應(yīng)對氣候變化工作計劃》，并在此基礎(chǔ)上制定公司的《可驗證的溫室氣體排放清單》。達美航空主要通過飛機減重，地面運行控制，飛機改裝，維修節(jié)能，廢棄物回收等措施實現(xiàn)節(jié)能減排，如更換電視屏幕使每架飛機減重212磅，在機場回收旅客廢棄物多達600萬磅并全部捐給慈善組織。通過采取以上措施，達美航空節(jié)能減排效果顯著，自 2005 年到 2012 年，達美航空總排放量降低十八點五個百分點；僅2012 年這一年，飛機全年的減排量就達 到了86.8萬 公噸，相當(dāng)于五架波音747-400（達美機隊中最大型飛機）的全年排放量；燃油效率也隨之提升，自 2009 年到 2012 年間，達美燃油效率年均提高一點七個百分點，比ICAO制定的目標(biāo)還要高零點二個百分點。

3 未來航空公司節(jié)能減排發(fā)展展望

未來航空公司的節(jié)能減排主要以技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新,組織管理創(chuàng)新，精細化數(shù)據(jù)管理這三個方面為重心[12]。歐美航空業(yè)從 20 世紀(jì) 70 年代就開始考慮從飛機改進方面減少行業(yè)對環(huán)境的影響，迄今已經(jīng)開發(fā)出一系列有助于環(huán)保機型研發(fā)的新技術(shù)，包括發(fā)動機、機身技術(shù)的升級改造等。在最受關(guān)注的節(jié)油方面，一些國外的航空公司積極參與研發(fā)可替代航空燃油的生物燃料并成功進行了多次航空生物燃料試飛，而國內(nèi)一些具有前瞻性的航空公司例如海航也在進行相應(yīng)的生物燃料實驗[13]。在試飛中，生物燃料較現(xiàn)在使用的航空燃油展現(xiàn)出了明顯的優(yōu)勢。新西蘭航空公司（Air New Zealand）的試飛數(shù)據(jù)表明，采用生物燃料能夠節(jié)約1.2%的航空燃油，并且采用生物燃油的飛機全生命周期可減少60%的二氧化碳排放[14]，將這一數(shù)字與航空公司通過升級改裝發(fā)動機取得的節(jié)能減排效果數(shù)字相比，優(yōu)勢特別明顯，證明了生物燃油技術(shù)具有極強的經(jīng)濟性和可行性。在實際經(jīng)驗中，許多航空公司，例如國航，廈航，春秋，美國航空等紛紛成立節(jié)能減排專屬職能部門負責(zé)公司的節(jié)能減排工作，取得了很明顯的效果，然而想要繼續(xù)深化取得的成果，航空公司必須加強節(jié)能減排部門的組織管理創(chuàng)新，深化其節(jié)能減排職能，比如航空公司內(nèi)部運行數(shù)據(jù)的節(jié)能減排數(shù)據(jù)管理來量化節(jié)能減排的實際價值與成果。當(dāng)然僅靠航企自身的力量是不夠的，節(jié)能減排需要政府機構(gòu)，空管局，機場集團和航空公司的合力，更加靈活地進行空域管理，更合理的設(shè)置進離場和爬升下降程序，建設(shè)足夠量的跑道和機場配套設(shè)施來減少航空公司不必要的燃油和費用支出。為航空公司未來整體的節(jié)能減排打下堅實的基礎(chǔ)。

[1]中國民用航空局.中國民用航空發(fā)展第十一個五年規(guī)劃[J].綜合運輸,2007(1): 70-80.

[2]中國民用航空局.民航行業(yè)節(jié)能減排規(guī)劃[Z],2008.

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[4]樊澄,林鵬. 航空公司節(jié)能減排管理分析與思考[J].中國民用航空,2014,169(1):10-13.

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[7]邵富強.南航“節(jié)能減排”有成效 “綠色飛行”贏贊譽[J].空運商務(wù),2011,(22):43-46.

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[9]奧凱飛行性能室. 奧凱航空公司節(jié)能減排工作經(jīng)驗[J].空運商務(wù),2011,(2):32-35.

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[11]易翔. 美國各航空公司節(jié)能減排事業(yè)的發(fā)展及成效[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊,2016,(24):88-91.

[12]褚天琦,易翔. 歐美航空業(yè)節(jié)能減排創(chuàng)新管理研究[J].中國市場,2016,(36):90-92,132.

[13]孫洪磊,呂繼興,胡徐騰等.航空公司應(yīng)用航空生物燃料的成本效益分析[J]. 化工進展,2014,(5):1151-1155.

[14]李芳芳. 航空公司探索節(jié)能減排新思路[N].中國民航報,2010-11-25(6).

［編校：楊 琴］

Analysis on Energy Saving and Emission Reduction of Green Airlines based on Operational Data

LIU Bing-cheng1，CHU Shuang-lei*1,2，LIU Lei1，XIONG Jin-hong1，CHEN Yue1

(1.College of Air Traffic Management, Civil Aviation University of China, Tianjin300300;2.Tianjin Key Laboratory of Operation Programming and Safety Technology of Air Traffic Management, Tianjin300300)

This paper briefly analyzes the current regulations and guidance of Civil Aviation Authority related to energy saving and emission reduction , and points out useful attempts and advanced experience that domestic and foreign airlines make in energy saving and emission reduction. It puts forward the current problems that need to be researched deeply and development trends in the future, to provide reference for the further study in this field.

operation data；energy saving and emission reduction；airlines

U8

A

1671-9654(2017)01-0064-05

10.13829/j.cnki.issn.1671-9654.2017.01.017

2016-11-12

劉炳成（1995- ），男，吉林白山人，研究方向為交通運輸。

褚雙磊（1982- ），男，天津人，講師，工學(xué)博士，研究方向為民用飛機飛行性能，飛行運行控制。

本文為2015年國家自然科學(xué)基金“飛機發(fā)動機對機場區(qū)域大氣環(huán)境影響評估技術(shù)”(編號：21407174)、2016年中國民航大學(xué)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目”基于碳交易的航空公司節(jié)能減排管控體系構(gòu)建方法研究”（編號：IECAUC2016035）階段性研究成果。