王冬梅

航空業(yè)當(dāng)前面臨降低碳排放的巨大壓力，然而世界各地的航空旅客卻不斷攀升。面對(duì)減碳責(zé)任和日益漸增的飛航需求，科技創(chuàng)新有辦法完成航空業(yè)減碳這件看似不可能的任務(wù)嗎？或者該干脆建議大眾少搭乘飛機(jī)嗎？

航空業(yè)一度是創(chuàng)新和進(jìn)步的代名詞，但現(xiàn)在很多人認(rèn)為航空業(yè)不僅帶來(lái)臟亂，還會(huì)危害環(huán)境。

航空業(yè)排放的溫室氣體約占全球排放量的2%，而且占比還在繼續(xù)上升。由全球許多大型民航公司組成的“國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)”預(yù)估，乘客人數(shù)在2037年前將加倍增長(zhǎng)，一年將接近82億人次。飛機(jī)制造商波音則預(yù)測(cè)，接下來(lái)20年，市場(chǎng)將出現(xiàn)超過(guò)42700架的飛機(jī)新需求;空中客車(chē)的預(yù)估數(shù)字也跟波音大同小異。然而，歐盟希望航空業(yè)在2050年前減少75%的二氧化碳排放、90%的氮氧化物排放，并降低65%的飛機(jī)相關(guān)噪音。于是一項(xiàng)新的國(guó)際空運(yùn)碳抵消與減排計(jì)劃問(wèn)世，該計(jì)劃經(jīng)70個(gè)國(guó)家同意，將于2020年開(kāi)始實(shí)行。

電動(dòng)飛機(jī) 還不成熟

航空業(yè)該如何應(yīng)對(duì)這些棘手的趨勢(shì)與挑戰(zhàn)？

全球飛機(jī)引擎主要制造商英國(guó)“勞斯萊斯”表示，該公司將花費(fèi)超過(guò)十年時(shí)間設(shè)計(jì)全新一代的“超扇”，并預(yù)計(jì)在2025年前后服役。跟第一代的“特倫特”引擎相比，“超扇”的節(jié)能效率將提高25%。

空中客車(chē)則指出，考慮到電池重量和航程問(wèn)題，飛航業(yè)離采用純電動(dòng)飛機(jī)仍有一段距離，發(fā)展混合動(dòng)力飛機(jī)反而比較可行。

空中客車(chē)認(rèn)為，2025年前客機(jī)可能會(huì)是更環(huán)保、更安靜的混合動(dòng)力飛機(jī)。空中客車(chē)2017年加入德國(guó)工業(yè)集團(tuán)西門(mén)子和勞斯萊斯的行列，三大巨頭攜手開(kāi)發(fā)的“E-Fan X”混合動(dòng)力電動(dòng)飛機(jī)，預(yù)計(jì)明年可在空中翱翔。

雖然“E-Fan X”是個(gè)重要的里程碑，但英國(guó)克蘭菲爾德大學(xué)航空太空學(xué)主任格雷教授指出，目前電池科技發(fā)展程度不足，這表明長(zhǎng)途飛行的大型飛機(jī)電氣化仍有一大段路要走。

格雷警告：“燃?xì)鉁u輪引擎還會(huì)存在數(shù)十年，大部分飛機(jī)電氣化的研究著重于小型飛機(jī)?！?/p>

生質(zhì)燃料 供量不足

植物或動(dòng)物排泄物制成的生質(zhì)燃料常被認(rèn)為是永續(xù)選擇，并被認(rèn)為可取代以燃油為主的飛機(jī)燃料。

芝加哥公司LanzaTech是業(yè)界將工作廢料轉(zhuǎn)換成燃料的佼佼者，該公司永續(xù)長(zhǎng)菲亞·波爾頓表示，一家大型航空公司一年可能消耗逾40億加侖的燃料，目前全球沒(méi)有一家生質(zhì)燃料工廠有能力生產(chǎn)這么大量的燃料，甚至沒(méi)辦法供應(yīng)航空公司燃料需求的冰山一角。

波爾頓說(shuō)：“永續(xù)飛航燃料處于關(guān)鍵時(shí)刻?！彼J(rèn)為，當(dāng)下已證實(shí)飛機(jī)航業(yè)可以采用生質(zhì)燃料混合化石燃料，但擴(kuò)大生產(chǎn)的必要基礎(chǔ)設(shè)備和投資仍遲遲未做好準(zhǔn)備。

LanzaTech去年提供生質(zhì)燃料，協(xié)助維珍大西洋航空試航飛往奧蘭多、佛羅里達(dá)和倫敦。

LanzaTech擅長(zhǎng)從捕捉到的廢氣中提出乙醇，但該公司提供給維珍航空的生質(zhì)燃料只占了所有混合燃料中6%的比例。

其他企業(yè)也不斷地嘗試用廚余或海藻來(lái)制造生質(zhì)燃料，也有許多航空業(yè)者不斷探索使用生質(zhì)燃料的可行性。

質(zhì)量不穩(wěn) 價(jià)格昂貴

在對(duì)安全要求第一的航空業(yè)，生質(zhì)燃料的認(rèn)證仍有許多法規(guī)問(wèn)題。有些生質(zhì)燃料存放一段時(shí)間后，質(zhì)量會(huì)隨之下降，有些種類的生質(zhì)燃料甚至?xí)p害引擎的橡膠零件。

波爾頓表示，另一個(gè)問(wèn)題是生質(zhì)燃料現(xiàn)在比化石燃料成本更高，在生質(zhì)燃料形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)前，它的價(jià)格仍會(huì)居高不下。

國(guó)際航空運(yùn)輸協(xié)會(huì)表示，全球航空業(yè)2018年燃料費(fèi)用約為1380億英鎊，這是人力成本以外的最高成本開(kāi)銷(xiāo)。此外，航空業(yè)的利潤(rùn)幅度不高，航空公司也就沒(méi)什么動(dòng)力購(gòu)買(mǎi)售價(jià)更高的生質(zhì)燃料。

LanzaTech宣稱，如果公司能保住航空公司必要的消費(fèi)者并獲得政府的支持，那么2025年前可望在英國(guó)興建好三座將廢氣轉(zhuǎn)換成乙醇的工廠，一年可以制造約1.25億加侖的永續(xù)飛航燃料。

雖然英國(guó)政府正在研究興建永續(xù)飛航燃料廠房的可行性，但目前并無(wú)跡象顯示英國(guó)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)作出決定。

改善交管 減少塞機(jī)

航空交通管制單位也開(kāi)始摩拳擦掌，以盡自己的本分。英國(guó)國(guó)家航空交通管制局環(huán)境事務(wù)代理長(zhǎng)迪黎表示，有別于一般大眾所知，英國(guó)主要機(jī)場(chǎng)上空盤(pán)旋的飛機(jī)數(shù)量其實(shí)正逐漸降低。

改善航空交通管制技術(shù)，這意味著飛機(jī)離目的地機(jī)場(chǎng)剩下幾百里時(shí)，飛機(jī)會(huì)降低飛行速度，避免機(jī)場(chǎng)上空“塞機(jī)”。飛機(jī)橫跨大西洋時(shí)更能夠找到理想的飛行高度，或利用噴射氣流來(lái)節(jié)省燃料。

迪黎說(shuō)：“這一切讓飛行效率大大提高?！憋w機(jī)也能選取更直接的路徑，或者即使拉近與其他飛機(jī)的距離也不會(huì)危及飛行安全。

他說(shuō)：“過(guò)去幾年我們作出約400種改變，善用飛行空間，這些改變帶來(lái)大大的不同。”

迪黎表示，過(guò)去幾年飛機(jī)善用飛行空間，等于省下大約1.75億美元的燃料費(fèi)開(kāi)銷(xiāo)。

其他效果逐漸彰顯的改善包括改變機(jī)翼旁的氣流降低風(fēng)阻，以及采用尖端的科技材料來(lái)制作重量更輕的引擎及機(jī)身。

少搭飛機(jī) 才能治本

但評(píng)論家認(rèn)為這些科技創(chuàng)新還不夠。環(huán)保游說(shuō)組織“地球之友”科學(xué)主任查爾茲分析，生質(zhì)燃料并不如其聲稱的那般干凈，種植生質(zhì)作物時(shí)可能占據(jù)用來(lái)生產(chǎn)糧食的土地，還可能破壞森林。

他指出，電動(dòng)飛機(jī)比癡人說(shuō)夢(mèng)好不了多少，而且目前航空業(yè)正在以令人吃驚的速度擴(kuò)張，這類電動(dòng)飛機(jī)科技要等到為時(shí)已晚時(shí)才會(huì)準(zhǔn)備好。

格雷肯定航空業(yè)的發(fā)展，但也同意還需要作更多努力。他說(shuō)：“沒(méi)有其他產(chǎn)業(yè)像航空業(yè)一樣花這么多錢(qián)改善效能。但改善帶來(lái)的所有優(yōu)點(diǎn)都因空中交通成長(zhǎng)而抵消?！?/p>

整體的結(jié)論是，如果全球真有意降低航空業(yè)的碳排放，那么所有人都該降低飛行頻率。