基于运行数据的绿色航空公司节能减排现状分析

刘炳成，褚双磊*,2， 刘 蕾，熊锦鸿，陈 月

（1. 中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；2. 天津市空管运行规划与安全技术重点实验室，天津 300300）

基于运行数据的绿色航空公司节能减排现状分析

刘炳成1，褚双磊*1,2， 刘 蕾1，熊锦鸿1，陈 月1

（1. 中国民航大学空中交通管理学院，天津 300300；2. 天津市空管运行规划与安全技术重点实验室，天津 300300）

近年来，节能减排成为民航业工作的重点，而航空公司在这方面具有义不容辞的责任。分析了与节能减排相关的现行民航局规章和指导意见,指出国内外航空公司在节能减排方面做的有益尝试和先进经验，并提出当前需要深入研究的问题及未来发展趋势，以期为节能减排领域的进一步研究提供参考。

运行数据；节能减排；航空公司

随着国家及航空运输业对节能减排的日益重视，构建节能减排的绿色航空公司显得尤为重要，而航空燃油消耗量占航空公司能源消耗量的90%以上，所以在航空公司以减少运行成本为核心的节能减排体系中，减少航油消耗占有至关重要的地位。许多具有前瞻意识的航空公司在节能减排方面做了许多尝试和努力，积累了大量的宝贵经验。

1 民航局节能减排方面政策研究

在可持续发展战略持续推进的背景下，民航产业作为高精尖技术产业实行节能减排义不容辞，在民航局2006年印发的《中国民用航空发展第十一个五年规划》中，明确提出了节约能源，提出了“改革空域资源管理，提高空域资源利用效率，鼓励和支持航空公司建立运行控制体系，优化航路选择，科学制定飞行计划，建立节油奖励机制”的规划和建议，这对航空公司在节油方面工作的实施有着重要的指导意义[1]。

2008年，中国民航局向民航各级单位发布了《民航行业节能减排规划》，规划内容主要从“民航业能源利用与排放现状”“民航业节能减排面临的形势”“民航业节能减排工作的指导思想”“原则和目标，民航业节能减排的主要任务”“民航业节能减排工作的保障措施”这五个部分阐述了民航局对节能减排的指导意见[2]。为了继续加快落实民航强国战略和“十二五”规划中关于民航业节能减排的任务和要求，应对日益严峻的节能减排形势，促进行业的可持续发展，必须加快推行全行业的节能减排工作。为此，中国民航局2011年又印发了《民航局关于加快推进行业节能减排工作的指导意见》。《意见》确定了以下总体目标：通过技术与管理创新，实现全行业能耗和二氧化碳排放增速低于行业发展速度，到2020年我国民航单位产出能耗和排放（收入吨公里能耗和收入吨公里二氧化碳排放）比2005年下降22%，航空公司要将运行管理向以节能增效为目标的精细化管理模式转变；通过优化航线网络和运力配备，改善机队结构，加强联盟合作等措施提高运输效率，降低单位产出能耗和排放量；发挥信息化作用，为精细化管理提供数据支持；进一步完善内部节油机制，有效激励飞行运行节油[3]。

2 航空公司节能减排现状分析

根据我国相关的民航政策、规划以及航空公司的实际运营情况，可以看得出节能减排不仅是社会、政府对航空公司日常运行的要求，还是航空运营人节省运行成本，增加生产效益的有效方式。因此航空公司早已采取许多措施，努力提升燃油效率、降低燃油消耗，从而降低运行成本。航空公司节能减排主要以降低燃油消耗，提高燃油效率为中心，降低燃油消耗主要体现在降低飞机重量，优化飞行操纵，节约飞行时间，燃油效率的提升主要归结为：购买燃油效率更高的飞机，机队结构优化，飞机性能优化避免性能衰减，应用飞机、发动机新技术[4]。在降低燃油消耗，提高燃油效率方面航空公司已经广泛实行以上措施来降低运行成本。

2.1 国内航空公司在节能减排方面的工作

在国内，国航、东航、南航、厦航、奥凯、春秋航空公司在节能减排方面进行了积极探索，实施了飞机运行过程中的减排措施，效果明显。

国航历来重视以节省燃油为中心的节能减排工作的规划和实施。1993就开始实行了航线节油，1999开始关注辅助动力装置的使用，2004成立了国航股份燃油节支管理委员会，先后编写下发《中国国际航空股份有限公司燃油节支工作暂行规定》等规章制度，全面细化燃油节支操作流程。2010年响应国家号召推出国内首个绿色航班[5]，飞行约三个小时，仅耗费航空煤油约十八吨，对航空公司业界起到了良好的示范作用。国航主要使用的节油技术有合理制定飞行计划、飞行相关人员根据公司操作规定施行节能操作、缩短辅助动力装置使用时间、优选节油节能的航路航线、对气象条件良好，燃油充足的飞机施行二次放行、使用经济巡航模式并按照特定计算的成本指数控制飞机飞行速度、积极施行飞机减重。主要使用的节能措施有提高航班运行控制水平，切实提高签派放行率、控制额外的加油，避免飞机燃油的浪费、缩短飞机在机场地面的滑行时间、充分利用机场的设备系统，施行地面节能节油措施。除了应用以上技术措施，国航还不定期组织飞行有关部门对运行过程中可以采用的节能减排措施进行研究讨论，具体制定相应的节能减排措施和方案。经过这一系列的举措，国航的节能减排工作取得了可喜的成果，从国航数据上来看，燃油效率不断提高，2005-2009年国航总周转量增长了三十六点二个百分点，但是飞行燃油的总消耗量只上升了二十八个百分点。而2009年吨公里综合能耗为0.4426公斤标煤/吨公里，相比2005年的0.4756公斤标煤/吨公里下降了六点九个百分点，也证明了国航整体能耗水平的降低。

东航一直坚持技术减排的道路，指出降低燃油损耗是公司节能减排工作的重心所在[6]。根据东航的调查报告显示，东航的燃油消耗占其总能源消耗的98%以上，航油成本占公司运行成本的40%上。为此，东航认真执行节能减排工作策略，明确节能减排的工作核心。东航的节能减排工作主要通过飞机加装翼尖小翼、发动机的节能环保改装、提前淘汰低性能的老旧飞机、辅助动力装置节油管理、运控系统节油管理等手段，不断提高飞机燃油利用效率，减少废弃物排放。以2015年为例，东航通过实行各项节能减排工作累计节约航油多达26万吨，减少二氧化碳排放82万吨，通过航线优化减少航油成本 1,891万元。与此同时，东航还积极在民航局的指导下与包括飞机制造商、航空燃油供应商、科研院所、民航相关院校等相关方面增强合作，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节能减排的前进步伐。随着东航的不断发展，东航对节能减排工作的投入不断加大，取得的成果也十分显著。固然东航公司飞行小时数在以每年平均十个百分点的速率在增加，可是通过飞行机队结构的更新优化，更新老旧的高能耗低性能飞机和其他节能减排的方式和举措，东航的单位飞行小时耗油正呈现出逐年下降的趋向。2015年平均飞行小时油耗仅为2.945吨航油 /小时，历年万元收入能耗也呈总体平稳下降趋势，2015年万元收入能耗0.84吨标煤，同比2006年万元收入能耗0.93吨标煤下降了九点六个百分点，这些数据直接说明了中国东方航空股份有限公司在节能减排方面取得了显著的成果。

在节能减排方面，南航致力于不可再生能源的高效利用和环境保护，并在节能减排的道路上不断摸索，针对本公司的情况制订了许多节油减排的新举措，如“动态指数飞行”“优化航线”“二次放行”“实行飞行剖面化管理”“控制飞机重量”等。其中“动态指数飞行”的目的是降低油耗，2007年3月8日，公司首次调整了飞行指数，经过一段时间的运行并分析数据得出，南航通过对飞行指数的动态调整，从而根据每次飞行的重量选择最适宜的油量，每年可根据此方式节约大概1.2万吨航空燃油，效果显著；而“优化航线”则与单个航班的燃油消耗紧密相关，即在安全范围内通过缩短航线来减少飞机油耗，从2006年到2009年期间，南航通过截弯取直等“优化航线”技术缩短了532条航路，使在相同客运量的情况下飞行时间减少了12801.6小时；而在2010年，又应用此项技术为南航减少飞行时间共1434.9小时，减少航空燃油消耗大约3547.7吨，节约了燃油成本约2600万元；另外，“二次放行”技术也是一种目前比较先进的放行技术，以巴黎—广州航线为例，与常用签派放行技术相比，采用“二次放行技术”可减少燃油消耗五吨左右，南航通过对气象状态允许，燃料充足的飞机进行二次放行每年可减少燃油成本约586万元，效果十分明显。南航通过对以上节能减排措施的贯彻推行和实施，在节能减排方面取得了不小的进步，从2004年到2011年，南航节约航油多达20.4万吨，废气废物排放量减少了约60万吨[7]。

作为中国首家按现代企业制度运营的航空公司，厦门航空有限公司在节能减排方面也有很多值得借鉴的经验和方法。厦航首先通过强化公司内部节能减排体系，按照统一部署“分层管理，实干，高效，节油”等思路构建节能减排管控机制，推进节能减排工作在公司全面实施。公司设立了节油绩效考核奖励制度，增加广大员工节油积极性，每年划拨多达千万的奖金用于奖励飞行机组、签派、机务、地服等生产部门，采纳所有可行的节油措施来降低能耗。在公司的实际运行中，厦航主要通过使用先进节能机型B737-800作为公司的主力机型；科学制定和实施飞行操作：在飞行中尽量选择使用减推力和小襟翼起飞和着陆，巡航过程中选择最佳高度层、经济巡航速度，并合理控制辅助动力装置启动时机，缩短辅助动力装置使用时间；提高运行控制实效：合理设计飞机载重平衡，精准计算油量避免油耗油，提高签派放行准确率，根据实际情况制定飞行计划；合理维修保养飞机等措施提高燃油利用率降低运营成本，并取得了明显的成果。在2005年到2011年期间，厦航的飞行小时耗油同比减少四个百分点，吨公里耗油减少八个百分点[8]。

作为中国第一家民营航空公司，奥凯航空公司，创立伊始就非常注重公司的节能减排体系构建。对于机队的机型，奥凯航空选择了安装翼尖小翼的波音737-800和国产新舟60这两款节能机型。随着燃油价格的不断飙升，奥凯的燃油支出达到了总运营支出比重的38%。为了最大程度地节约航油，奥凯制订了辅助动力装置运用和监管的相关方案。在落实那些方案之后，机队辅助动力装置的日平均使用量由原先的超过8小时降为每天的6小时以下，每天平均每架飞机节约航油252.2千克。其次，根据性能管理部门的评估，航空器每减少100千克的载重，每小时可节约燃油2.1千克，所以奥凯公司对飞机进行了供应杂志数量的减少、水箱数量的控制等不同程度的减重措施。另外，通过减小发动机的推力、使用飞行管理计算机确定最佳巡航高度、加装翼尖小翼、选择绿色环保的机型、实施节油奖励等各方面的综合措施最全面地确保了奥凯公司节能减排工作的有效进行[9]。

作为我国首家低成本航空公司，春秋航空用实际行动践行着他们“低成本、绿色航空”的运营理念。2008年成立的以公司董事长为首的“春秋绿色环保委员会”确保了减排制度的全面落实。针对节油的运营目标，春秋航空分别从购置节能发动机和地面支持设备及运用飞行管理计算机优化飞行计划等三个项目来降低油耗。春秋强化了对各部门的节能减排的管理掌控，技术研发，提高了资源特别是燃油的使用效率，降低了总体油耗，其减排工作取得了阶段性的胜利成果。2005年到2010年，开航的21架A320的运营机队保持着95%的高平均客座率。在此期间，春秋A320的油耗一直保持在0.25吨公里左右，而此时行业的平均油耗水平为0.32吨公里左右，他们用更少的油耗运送了更多的乘客和货物，用实践证明了高客座率是节能减排的有效措施。同时，先进的A320机型大幅度的减少了CO2的排放量。以上方面的综合因素保障了春秋航空的低油耗，截止2009年底，总共节油10728吨，节油比例达到了3.1%[10]。

2.2 国外航空公司在节能减排方面的工作

而作为拥有先进技术的美国各航空公司从飞机改装和减重、地面运行管理、维修中采用节能操作、以及废弃物处理等方面入手，全面实施精细化管理制度，降低燃油消耗，减少废弃物排放。美国各航空公司采取的节能措施主要涵盖以下四方面：飞机安装翼尖小翼、优化飞机加油程序、改善操作步骤及飞机减重。其中的美国航空和达美航空在节能减排方面做出了很大成绩，对航空公司节能减排而言具有一定的参考价值。

美国航空十分重视节能减排工作。在环保理念的宣传层面，美国航空成立了节能减排委员会帮助制定节能减排方案，并积极在员工群体中宣传节能减排理念，组织节能减排技能知识培训，使节能减排深入人心，由美国航空员工牵头实施的“燃油智能化”节油计划，自 2005 年到2012年期间总节油量达到了 8 亿加仑。在实际运行技术层面美国航空通过为公司飞机安装翼尖小翼、进行飞机减重（减少附加设备重量、移除多余陈旧设备）等，年节油量达 65.5 百万加仑；还积极改良飞行计划，优化航路和航线，合理计算载重平衡和燃油数量，通过上述措施实现了年节油量68.2 百万加仑；日常运行中通过有效控制飞机加油量，避免油量过多产生“油耗油”、定期清理飞机发动机、尽可能使用单发滑行、进入机库时优先使用牵引取代滑行、减少辅助动力装置的使用时间和燃油消耗等措施，年节油量达 20.9百万加仑。在节能飞机研发方面，与波音公司一道，开展了可降低油耗的 737-800“生态机”计划，为飞行试验提供了全新的737-800 ，并成功试飞[11]。

达美航空公司，作为一家历史悠久的航空公司，十分重视现行的《应对气候变化工作计划》，并在此基础上制定公司的《可验证的温室气体排放清单》。达美航空主要通过飞机减重，地面运行控制，飞机改装，维修节能，废弃物回收等措施实现节能减排，如更换电视屏幕使每架飞机减重212磅，在机场回收旅客废弃物多达600万磅并全部捐给慈善组织。通过采取以上措施，达美航空节能减排效果显著，自 2005 年到 2012 年，达美航空总排放量降低十八点五个百分点；仅2012 年这一年，飞机全年的减排量就达 到了86.8万 公吨，相当于五架波音747-400（达美机队中最大型飞机）的全年排放量；燃油效率也随之提升，自 2009 年到 2012 年间，达美燃油效率年均提高一点七个百分点，比ICAO制定的目标还要高零点二个百分点。

3 未来航空公司节能减排发展展望

未来航空公司的节能减排主要以技术研发创新,组织管理创新，精细化数据管理这三个方面为重心[12]。欧美航空业从 20 世纪 70 年代就开始考虑从飞机改进方面减少行业对环境的影响，迄今已经开发出一系列有助于环保机型研发的新技术，包括发动机、机身技术的升级改造等。在最受关注的节油方面，一些国外的航空公司积极参与研发可替代航空燃油的生物燃料并成功进行了多次航空生物燃料试飞，而国内一些具有前瞻性的航空公司例如海航也在进行相应的生物燃料实验[13]。在试飞中，生物燃料较现在使用的航空燃油展现出了明显的优势。新西兰航空公司（Air New Zealand）的试飞数据表明，采用生物燃料能够节约1.2%的航空燃油，并且采用生物燃油的飞机全生命周期可减少60%的二氧化碳排放[14]，将这一数字与航空公司通过升级改装发动机取得的节能减排效果数字相比，优势特别明显，证明了生物燃油技术具有极强的经济性和可行性。在实际经验中，许多航空公司，例如国航，厦航，春秋，美国航空等纷纷成立节能减排专属职能部门负责公司的节能减排工作，取得了很明显的效果，然而想要继续深化取得的成果，航空公司必须加强节能减排部门的组织管理创新，深化其节能减排职能，比如航空公司内部运行数据的节能减排数据管理来量化节能减排的实际价值与成果。当然仅靠航企自身的力量是不够的，节能减排需要政府机构，空管局，机场集团和航空公司的合力，更加灵活地进行空域管理，更合理的设置进离场和爬升下降程序，建设足够量的跑道和机场配套设施来减少航空公司不必要的燃油和费用支出。为航空公司未来整体的节能减排打下坚实的基础。

[1]中国民用航空局.中国民用航空发展第十一个五年规划[J].综合运输,2007(1): 70-80.

[2]中国民用航空局.民航行业节能减排规划[Z],2008.

[3]中国民用航空局.民航局关于加快推进行业节能减排工作的指导意见[Z].2011-03.

[4]樊澄,林鹏. 航空公司节能减排管理分析与思考[J].中国民用航空,2014,169(1):10-13.

[5]国航飞机性能室. 中国国际航空股份公司节能减排工作经验[J].空运商务,2011,(2):11-13.

[6]东航飞行性能室. 中国东方航空公司节能减排工作经验[J].空运商务,2011,(2):14-17.

[7]邵富强.南航“节能减排”有成效 “绿色飞行”赢赞誉[J].空运商务,2011,(22):43-46.

[8]厦航飞机性能室. 厦门航空有限公司节能减排工作经验[J].空运商务,2011,(2):24-25.

[9]奥凯飞行性能室. 奥凯航空公司节能减排工作经验[J].空运商务,2011,(2):32-35.

[10]春秋飞行性能室. 春秋航空公司节能减排工作经验[J].空运商务,2011,(2):36-39.

[11]易翔. 美国各航空公司节能减排事业的发展及成效[J].科技经济导刊,2016,(24):88-91.

[12]褚天琦,易翔. 欧美航空业节能减排创新管理研究[J].中国市场,2016,(36):90-92,132.

[13]孙洪磊,吕继兴,胡徐腾等.航空公司应用航空生物燃料的成本效益分析[J]. 化工进展,2014,(5):1151-1155.

[14]李芳芳. 航空公司探索节能减排新思路[N].中国民航报,2010-11-25(6).

［编校：杨 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

刘炳成（1995- ），男，吉林白山人，研究方向为交通运输。

褚双磊（1982- ），男，天津人，讲师，工学博士，研究方向为民用飞机飞行性能，飞行运行控制。

本文为2015年国家自然科学基金“飞机发动机对机场区域大气环境影响评估技术”(编号：21407174)、2016年中国民航大学大学生创新创业训练计划项目”基于碳交易的航空公司节能减排管控体系构建方法研究”（编号：IECAUC2016035）阶段性研究成果。