驶向 2050 年：航空航天的低碳转型

描绘航空业迈向低碳未来的旅程。

在由严格的碳预算和雄心勃勃的可持续发展目标定义的未来，航空业面临着保持增长和大幅减少碳排放的双重挑战。2015 年通过的《巴黎协定》强调需要立即大幅减少温室气体 （GHG） 排放，以将全球变暖限制在比工业化前水平高 1.5°C 以内。

这篇博文探讨了 2050 年低碳工业系统可能是什么样子，重点关注航空业的脱碳战略及其与全球气候目标的一致性。

航空业的碳预算分配

这政府间气候变化专门委员会 （IPCC） 于 2023 年 3 月发布报告强调到 2050 年实现净零排放对于将全球气温升幅限制在 1.5°C 至关重要。 对于航空业来说，这意味着在有限的碳预算内运营。这种严格的分配需要对行业的运营、技术和能源进行深刻的变革，以便在保持增长的同时实现这些目标。

日益严格的碳配额的实施将需要对全球碳预算进行部门分配。这种方法确保包括航空在内的每个行业都遵守其公平的减排份额。政策制定者和行业领导者必须合作制定和执行这些配额，平衡经济增长与环境责任。

脱碳战略

航空业脱碳涉及针对范围 1（直接排放）、范围 2（能源间接排放）和范围 3（其他间接排放）的多方面方法。这些战略侧重于原材料生产、能源消耗和替代燃料采用方面的可持续实践。

范围 1：直接排放

可持续原材料：对于广泛使用的原材料，将生产转向更可持续的做法，包括使用可再生能源进行电解，这一点至关重要。材料科学的创新可以生产出更轻、更省油的飞机，从而减少总排放量。利用 CFRP（碳纤维增强聚合物）等复合材料有助于实现飞机的轻量化，提高燃油效率。

循环经济倡议：强调铝、钛和铜等材料的可回收性可以显着减少对原生材料的需求并降低行业的碳足迹。

范围 2：能源间接排放

低碳电力消耗：实现地面作业电气化并确保生产过程中使用的所有电力都来自低碳或可再生能源至关重要。这包括将机场运营过渡到绿色电力，并将可再生能源整合到供应链中。

无化石燃料运输和外部供应链：实施无化石燃料的材料运输方法和优化供应链至关重要。这包括使用电动或氢动力汽车进行运输，并采用数字化转型工具以最大限度地减少与物流相关的排放。

范围 3：其他间接排放

替代燃料： 源自生物质和废物等可再生资源的 SAF 已经上市。挑战在于扩大生产规模，将 SAF 混合物从几个百分比增加到 100%。这可以在中短期内显著减少航空业的碳足迹。

氢能：预计到 2050 年，氢动力飞机将具有商业可行性。这些飞机为零排放航班提供了有前途的解决方案，尤其是中短途航线，补充了 SAF、eFuel 和生物燃料的使用。

气候变化对航空航天业的影响

航空航天业仍然高度依赖化石燃料，这意味着向低碳排放能源过渡可能会扰乱全球供应链，增加运营成本，并影响航空旅行的可负担性。适应这些挑战需要一种区域化的生物物理系统方法，重点是复原力和可持续性。

化石燃料资源的枯竭需要转向能源效率和适度化。目前以化石燃料为主的航空业能源结构必须过渡到可再生能源。这种转变不仅是对资源稀缺的回应，也是减轻反弹效应的战略举措，其中效率的提高会导致整体能源消耗的增加。

技术杠杆和行为变化

到 2050 年实现低碳航空业需要技术创新和重大的行为改变。

强调循环经济实践，资源得到重用和回收，这一点至关重要。这种方法最大限度地减少了浪费，减少了对原始材料的需求，并降低了行业的碳足迹。

不断提高飞行和地面的能源效率至关重要。先进的空气动力学、更高效的发动机和优化的飞行路径等创新有助于大幅减少排放。

该行业必须在所有利益相关者中培养一种可持续发展的文化，从制造商到航空公司和乘客。鼓励负责任的旅行行为，例如选择直飞航班和减少不必要的旅行，可以补充技术进步。

主要飞机制造商的作用

主要参与者在实现 1.5°C 目标方面发挥着关键作用。他们对创新和可持续发展的承诺为整个行业设定了步伐。这些公司正在大力投资研发，以将新的、更清洁的技术推向市场。

他们一直处于航空业脱碳工作的最前沿。

提高货运运营和供应链的效率是一家主要飞机 OEM 可持续发展战略的关键组成部分。通过优化物流和采用数字化转型工具，该公司旨在最大限度地减少与材料和组件运输相关的排放。

另一家 OEM 正在率先使用再生铝，并开发生产能耗更低的新合金。该公司还投资于回收钛和其他高价值材料的技术，以减少浪费并节约资源。

结论

航空业迈向低碳未来的旅程既充满挑战，又必不可少。通过采用创新技术、采用循环经济实践和促进行为改变，该行业可以显著减少其碳足迹。主要参与者的共同努力，在严格的碳配额和行业分配的支持下，对于实现 1.5°C 目标和确保航空业的可持续未来至关重要。