進(jìn)一步促進(jìn)空管系統(tǒng)綠色發(fā)展的思考

《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》提出“加快空管綠色發(fā)展”，以應(yīng)對全球氣候博弈對民航產(chǎn)生的影響。近年來，全球航空領(lǐng)域不斷加快對碳減排的推進(jìn)力度，2018年6月，國際民航組織（ICAO）制定的國際航空碳抵消與減排機制（CORSIA）相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與建議措施（SARPs）通過國際民航組織理事會表決列入了《國際民用航空公約》；2020年3月13日，包括中國自愿減排指標(biāo)（CCER）在內(nèi)的6個減排機制被國際民航組織批準(zhǔn)用于CORSIA；2021年10月4日，國際航空運輸協(xié)會（IATA）批準(zhǔn)了全球航空運輸業(yè)于2050年實現(xiàn)凈零碳排放的決議。

毋庸置疑，民航業(yè)必將重點考慮碳排放的影響，積極應(yīng)對全球氣候博弈。空管作為民航的重要組成部分，應(yīng)進(jìn)一步促進(jìn)管制系統(tǒng)綠色發(fā)展，助力中國民航節(jié)能減排。

空管系統(tǒng)應(yīng)為中國民航碳減排做出積極貢獻(xiàn)

《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》中指出，中國民航“十三五”時期，運輸總周轉(zhuǎn)量年均增長為11%，到2019年中國承運人占國際市場份額為53.3%。根據(jù)預(yù)測，2030年中國航空業(yè)的碳排放將占國際航空業(yè)可排放總量的17%，減排需求量約占國際航空總減排需求量的22%（劉洪銘，2019），處于快速發(fā)展中的中國民航業(yè)面臨著國際氣候博弈的考驗。從國際航空碳抵消與減排機制（CORSIA）、歐盟碳排放權(quán)交易體系、中國碳市場等多重碳市場約束，到IATA制定的2050年實現(xiàn)全球航空運輸業(yè)凈零碳排放的決議，使降低二氧化碳排放成為中國民航業(yè)必需考慮的新成本。

表1：各碳市場和組織對民航業(yè)的碳約束對比

從表1中可以看出，國際航空碳抵消與減排機制（CORSIA）和中國碳市場均對航空公司有直接影響。目前中國沒有參與到CORSIA的機制中，2027年之后中國民航將不得不面對CORSIA的考驗。雖然CORSIA短期內(nèi)未對中國航空公司產(chǎn)生影響，但CORSIA機制以2019～2020年的國家間航線的碳排放均值作為基準(zhǔn)線，2027年后國際航線的二氧化碳排放量將不能超過2019～2020年的碳排放均值。對于超出的部分，航空公司要從碳市場購買相應(yīng)的碳排放額度。與歐美民航業(yè)已經(jīng)發(fā)展成熟不同，中國民航正處在高速發(fā)展階段，限制碳排放相當(dāng)于限制了民航業(yè)的發(fā)展。民航業(yè)全系統(tǒng)必須向綠色低碳轉(zhuǎn)型，以確保在氣候博弈中能夠持續(xù)健康穩(wěn)定發(fā)展。

根據(jù)法國巴黎銀行的研究結(jié)果，航空運輸行業(yè)的碳排放源頭中飛機航空燃油燃燒為主要的排放源，約占79%（韓玉琪等，2021）?？沙掷m(xù)航空燃料（SAF）取代航油作為發(fā)動機的燃料，是國際為解決航空業(yè)實現(xiàn)減排的主要方法，但SAF的生產(chǎn)需要投入大量的技術(shù)研發(fā)與相應(yīng)的原料，而且目前價格是航油的2～3倍。如果SAF大規(guī)模替代航油，需要消耗相當(dāng)數(shù)量的農(nóng)作物，占用耕地，對于我國當(dāng)前國情是不可實現(xiàn)的。因此，我國民航減排工作需要從多方面入手，在不斷開發(fā)更具有實用性的SAF的同時，可以通過縮短飛行距離、提高協(xié)調(diào)效率、采用綠色管制等方法降低飛機的噸公里二氧化碳排放量，這些方法的應(yīng)用有利于充分調(diào)動空管系統(tǒng)的主觀能動性。

空管綠色轉(zhuǎn)型是發(fā)展方向

提高管制運行效率、空域資源利用率、部門間協(xié)同合作效率是空管系統(tǒng)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展的主要目標(biāo)。

《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》指出，要求從優(yōu)化航線、各部門協(xié)同運行、設(shè)備節(jié)能改造和管制員的培養(yǎng)等多方面入手，多措并舉促進(jìn)綠色空管建設(shè)?！丁笆奈濉泵窈娇展芟到y(tǒng)發(fā)展規(guī)劃》要求，對京廣、滬昆、滬蓉、滬廣和京滬航路航線調(diào)整，降低航線非直線的系數(shù)，縮短飛行時間，減少航班的燃油消耗；推進(jìn)全國流量管理系統(tǒng)運行、細(xì)化協(xié)同運行程序和新技術(shù)的應(yīng)用等使綠色空管建設(shè)更加具體。

空管運行是多部門協(xié)同運行的復(fù)雜系統(tǒng)。為了使各空域使用部門協(xié)調(diào)更加順暢，配合更緊密，推進(jìn)空域優(yōu)化調(diào)整工作，從而提高空域利用率?？沼騼?yōu)化調(diào)整工作正在有序進(jìn)行，2022年4月底，華北空管局完成第二階段空域調(diào)整，改善軍民空管之間協(xié)同運行，提高空域資源利用率；5月底，完成京廣大通道調(diào)整，大幅提高京廣航線直線的系數(shù)，縮短相關(guān)航班飛行距離，減少了二氧化碳的排放。

進(jìn)一步促進(jìn)空管系統(tǒng)綠色發(fā)展建議

由于理念和技術(shù)的原因，綠色空管建設(shè)工作中的潛力未能得到充分的發(fā)揮。在以安全為核心的工作前提下，進(jìn)一步發(fā)揮空管在航空業(yè)節(jié)能減排工作中的作用，需要加強對空管專業(yè)技術(shù)人員的綠色發(fā)展理念培訓(xùn)和研發(fā)未來空管系統(tǒng)技術(shù)。

（一）提高空管專業(yè)技術(shù)人員綠色發(fā)展理念

空管系統(tǒng)正在抓緊籌備落實綠色轉(zhuǎn)型相關(guān)舉措，但由于基層工作者對綠色發(fā)展理念缺乏了解，可能影響轉(zhuǎn)型舉措的具體落實效果。中國“碳”理念的普及率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于歐美國家，歐盟碳市場于2005年1月建立，而中國全國碳排放市場于2021年7月才上線交易。

“碳”已逐漸成為國際航空領(lǐng)域一項新的“游戲規(guī)則”（王任等，2016）?！秶H民用航空公約》第37條指出，ICAO傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)主要涉及“空中航行安全、正常及效率”等，但是借助CORSIA，ICAO的標(biāo)準(zhǔn)延伸到了民航溫室氣體減排領(lǐng)域?！丁笆奈濉泵窈娇展芟到y(tǒng)發(fā)展規(guī)劃》提出，到2025年要成為亞太一流的空中航行服務(wù)提供者。為了實現(xiàn)這一目標(biāo)，空管系統(tǒng)必須加強自身能力建設(shè)，提升整個空管隊伍的綠色低碳發(fā)展理念。用知識武裝思想，以思想指導(dǎo)實踐。

為了讓空管系統(tǒng)綠色轉(zhuǎn)型舉措得到充分落實，更好地助推民航系統(tǒng)節(jié)能減碳和持續(xù)發(fā)展，建議開展空管從業(yè)人員“碳”知識培訓(xùn)，加強空管隊伍綠色發(fā)展意識。

一是開展授課培訓(xùn)。通過培訓(xùn)，介紹全球碳市場對民航的影響，讓管制員充分了解民航的節(jié)能減排壓力，以及民航發(fā)展與碳排放的關(guān)系，認(rèn)識到碳市場將會影響到每個人的生活，并不限于民航，培養(yǎng)管制員綠色發(fā)展理念。

二是組織減排項目參觀。通過參觀空管系統(tǒng)節(jié)能減排項目，讓管制員切身體會到“碳”時代的到來。節(jié)能減排不是空喊的口號，而是實實在在發(fā)生在自己身邊。通過介紹空管碳中和路徑、和數(shù)據(jù)對比，讓管制員更深刻地理解航空公司在碳時代面臨的巨大挑戰(zhàn)，從而鼓勵管制員在實踐中積極運用綠色管制方式。

三是制定及交流綠色管制方案。由于航路設(shè)計會受到導(dǎo)航臺或空域第三方使用者的限制，導(dǎo)致航路產(chǎn)生曲折。因此，解決這個問題需要所在管制室根據(jù)當(dāng)天的空域情況和天氣情況，靈活制定直飛方案。如連續(xù)下降運行（CDO）、連續(xù)爬升運行（CCO）、避免交替增減速和避免交替上升下降高度等都是有助于減少航班燃油消耗的方法。各管制室可根據(jù)遇到的不同狀況定制綠色管制方案，并定期組織交流學(xué)習(xí)，促進(jìn)方案改進(jìn)提升。

（二）研發(fā)下一代空管系統(tǒng)

《全球空中導(dǎo)航計劃（2013-2028）》中提出，地空通信、導(dǎo)航和監(jiān)視系統(tǒng)是空管運行的核心，先進(jìn)的空管系統(tǒng)能夠減少民航業(yè)燃油消耗。美國提出的“面向2025年的下一代航空運輸系統(tǒng)”（NGATS），歐洲發(fā)起的“單一歐洲天空計劃”（SESAR），都是利用先進(jìn)的地空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)提高空管運行效率，同時減少溫室氣體排放。因此，研發(fā)新一代的空管系統(tǒng)是促進(jìn)空管系統(tǒng)綠色發(fā)展的必由之路。

空—空、地—空數(shù)據(jù)鏈技術(shù)是空管系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸。國際民航組織為了適應(yīng)國際民航業(yè)快速發(fā)展，在第十一屆航行大會上確定廣播式自動相關(guān)監(jiān)視技術(shù)（Automatic Dependent Surveillance－ Broadcast，ADS－ B）為全球新航行技術(shù)的主要發(fā)展方向。ADS-B的OUT和IN功能都是基于數(shù)據(jù)鏈通信技術(shù)，但是當(dāng)前很多國家和組織出于不同的目的，開發(fā)出多種數(shù)據(jù)鏈，目前主流有三種：甚高頻數(shù)據(jù)鏈模式4（VDLMode4）、萬能電臺數(shù)據(jù)鏈（UAT）、1090MHzS模式擴展電文數(shù)據(jù)鏈（1090ES）。國際民航組織為了提高數(shù)據(jù)鏈設(shè)備在全球范圍的通用性，推薦1090ES數(shù)據(jù)鏈作為成員國統(tǒng)一數(shù)據(jù)鏈標(biāo)準(zhǔn)，因此，目前1090ES的應(yīng)用最廣泛。但是1090ES數(shù)據(jù)鏈的工作頻段——TCAS工作頻段，正面臨被過度使用的危機，能否滿足未來航空的發(fā)展需求存在挑戰(zhàn)。

近些年隨著火箭可回收利用技術(shù)的出現(xiàn)，大幅降低了衛(wèi)星部署成本，星基寬帶通信系統(tǒng)飛速發(fā)展，空—空、地—空數(shù)據(jù)鏈進(jìn)入嶄新的時代。截至2022年6月，由美國太空探索技術(shù)公司（SpaceX）開發(fā)的星鏈星座，已經(jīng)部署了2651顆第一代星鏈衛(wèi)星，遙遙領(lǐng)先于其他星基寬帶通信星座，形成了全球覆蓋的基本架構(gòu)。不僅如此，與ADS-B數(shù)據(jù)鏈傳輸速率對比，星鏈系統(tǒng)將空—空、地—空數(shù)據(jù)通信能力提升了100倍。

因此，我國民航可以積極研發(fā)基于星基寬帶通信數(shù)據(jù)鏈的新一代空管系統(tǒng)，實現(xiàn)民航運行效率的提高和碳排放減少。

總結(jié)與展望

民航領(lǐng)域具有較強的國際屬性，由于我國的“碳”市場建立相比歐美較晚，同時我國航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展還處在自主創(chuàng)新提升階段，在航空發(fā)動機的排放標(biāo)準(zhǔn)和飛機運行排放標(biāo)準(zhǔn)等多方面自主性和話語權(quán)不足，面臨國內(nèi)外多重“碳”約束，處于被動的局面。

當(dāng)前，落實民航局綠色空管政策、進(jìn)一步提升空管系統(tǒng)綠色發(fā)展勢在必行。需要不斷提升管制隊伍綠色發(fā)展意識的同時，積極開發(fā)基于星基寬帶數(shù)據(jù)鏈的新一代空管系統(tǒng)，增加空管領(lǐng)域的自主性和話語權(quán)，扭轉(zhuǎn)被動局面。建設(shè)世界上效率最高、技術(shù)最先進(jìn)、各部門協(xié)同配合良好最安全空管系統(tǒng)。充分發(fā)揮空管系統(tǒng)助力民航減碳的作用，展現(xiàn)大國空管擔(dān)當(dāng)。