盡管《巴黎協(xié)定》沒有針對各國航空工業(yè)(包括航空運輸業(yè)和航空制造業(yè))規(guī)定明確的責任和義務，但對于以中國為代表的經(jīng)濟高速發(fā)展的發(fā)展中國家來說，無疑將面臨前所未有的巨大壓力和挑戰(zhàn)。
《聯(lián)合國氣候變化框架公約》第21次締約方大會于2015年11月30日至12月11日在法國巴黎布爾歇展覽中心舉行。184個國家提交了應對氣候變化“國家自主貢獻”文件，涵蓋全球碳排放量的97.9%。大會的目的是促使196個締約方(195個國家+歐盟)形成統(tǒng)一意見，達成一項普遍適用的協(xié)議，并于2020年開始付諸實施。
2015年12月12日，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》近200個締約方一致同意通過《巴黎協(xié)定》，協(xié)定將將全球氣候治理的理念進一步確定為低碳綠色發(fā)展。全球氣候談判的歷史，實際上是全球從過去依賴化石能源的經(jīng)濟形態(tài)向去碳化的低碳綠色經(jīng)濟發(fā)展的歷程。《巴黎協(xié)定》的通過，展示了各國對發(fā)展低碳綠色經(jīng)濟的明確承諾，向世界發(fā)出了清晰而強烈的信號：走低碳綠色發(fā)展之路是人類未來發(fā)展的必然選擇，綠色低碳成為未來全球氣候治理的核心理念。
《巴黎協(xié)定》奠定了世界各國廣泛參與減排的基本格局。根據(jù)《巴黎協(xié)定》，所有成員國承諾的減排行動，無論是相對量化減排還是絕對量化減排，都將納入一個統(tǒng)一的有法律約束力的框架。
事實上，1990年世界氣候談判啟動以來，遵循的是保護臭氧層談判的模式，即自上而下的模式，先談判減排目標，再往下分解。《巴黎協(xié)定》確立了2020年后，以“國家自主貢獻”目標為主體的國際應對氣候變化機制安排。
盡管《巴黎協(xié)定》沒有針對各國航空工業(yè)(包括航空運輸業(yè)和航空制造業(yè))規(guī)定明確的責任和義務，但對于以中國為代表的經(jīng)濟高速發(fā)展的發(fā)展中國家來說，無疑將面臨前所未有的巨大壓力和挑戰(zhàn)。
航空運輸業(yè)：歐盟航空碳稅法案的缺陷和全球性協(xié)議的建立
2005年1月，歐盟正式啟動“碳排放交易體系”(ETS)。 2008年，歐盟立法生效，規(guī)定從2012年1月1日起把航空業(yè)納入碳排放交易體系，所有抵達或離開歐盟成員國境內機場的航班都被納入歐盟“碳排放交易體系”。只有少數(shù)的目視飛行、搜索、救災、人道主義航班例外。2011年3月，歐盟委員會公布了首個航空業(yè)年度碳排放限額，即2012年不超過2.13億噸，2013年起不超過2.09億噸。
按照歐盟的航空碳稅法案，2004-2006年，全球航空公司飛往歐盟境內航班總量產(chǎn)生排放的平均值的97%被定為“免費額度”，然后再按照2010年全球各航空公司的市場份額進行分配，配額的時效期限為8年。在8年中，任何一家航空公司的排放超出免費配額，就必須按噸來購買碳排放配額。
由于歐盟碳排放體系免費配額計算公式采取的是“祖父原則”，體現(xiàn)在溫室氣體減排上就是“航空公司歷史排放量越多，現(xiàn)在獲得的免費配額就越多”。
中國民航局公布的數(shù)據(jù)顯示，2011-2014年，中國客機機隊規(guī)模分別為1618架、1832架、2095架、2357架，年均增速為15.3%。2014年我國民航完成運輸總周轉量748億噸公里，比2013年增長11.4%。其中，國內航線508億噸公里，比上一年增長10.2%;國際航線240億噸公里，比上一年增長14.0%。
中國國際航空公司的波音777大型寬體客機
有關市場研究預測結果顯示，未來20年(2015-2034)，中國客機機隊的規(guī)模預計將達到6230架，年均增速5.0%。考慮到中國民航市場的急速增長，2012-2020年期間，中國航空公司(不包括港澳臺的航空公司)為歐洲航線付出的碳稅預計將高達176億元。
歐盟航空碳稅對正在快速成長中的航空公司的影響是最大的，這些航空公司多分布在近幾十年來經(jīng)濟發(fā)展水平提升較快的地區(qū)，而其對于歐盟地區(qū)的航空公司而言，由于其航空運輸市場趨于穩(wěn)定，發(fā)展水準相對放緩，所受的影響很小。
由于歐盟不經(jīng)與其他國家和地區(qū)協(xié)商便單方面強制征收航空碳排放稅，此項法案一經(jīng)推出便遭到大多數(shù)與歐盟有航空服務貿(mào)易往來的國家的抵制。包括中國、美國、俄羅斯、印度、泰國、阿拉伯聯(lián)盟在內的國際民航組織36個成員國中的26個明確表示反對歐盟強制將全球航空公司納入其碳排放交易體系，指責歐盟違背了《國際民用航空公約》和國際民航組織(ICAO)對航空減排的基本立場，實施范圍超越了歐盟的管轄權，違反了慣例國際法，并觸犯了其他國家的主權。這些國家都表示將采取報復性行為以向歐盟施壓，使其放棄目前的碳排放交易體系，在聯(lián)合國的監(jiān)管下重新商議出一項全球性的碳排放交易政策。
2012年11月12日，歐盟委員會提出暫停實施歐盟單方面采取的對進出歐盟國家的民用航班征收碳排放稅的法案，同時希望屆時召開的國際民航組織代表大會能夠就解決這一問題達成一個多邊協(xié)議。
國際航空運輸協(xié)會(IATA)表示，歐盟的航空碳稅政策對于全球性的碳排放解決方案的建立是一個障礙。全球性“節(jié)能減排”解決方案的成敗與否，關鍵要看能否建立一套能保障“公平競爭、和平共處”的全球性協(xié)議。
歐盟的航空碳稅法案由于設計上存在一些缺陷，有失“公平、合理、合法、合規(guī)”的準則，損害了多數(shù)國家的利益而被迫擱置。但是同時我們應該看到，國際航空運輸業(yè)為全面推進節(jié)能減排、降低污染、保護環(huán)境而共同付出努力是大勢所趨，而對包括中國在內的經(jīng)濟高速發(fā)展的國家來說，只能積極參與其中，例行職責，并扮演重要的角色。
航空制造業(yè)：發(fā)動機技術與創(chuàng)新是關鍵
我們知道，飛機的污染物或碳排放主要來自于為飛機提供飛行動力的航空發(fā)動機，而發(fā)動機中的燃燒室性能及燃油品質決定了污染物或碳排放的水平高低。雖然航空發(fā)動機的排放只占全球熱動力裝置中燃燒污染排放的很小一部分(約3~5%)，但它具有排放地域和空域集中的特點。
航空發(fā)動機的研制具有技術難度大、研發(fā)周期長、投資規(guī)模大、經(jīng)營風險高等顯著特點。世界上能夠獨立研究開發(fā)先進航空發(fā)動機的國家只有美國、俄羅斯、英國和法國等少數(shù)航空工業(yè)發(fā)達國家，而民用航空發(fā)動機制造商“俱樂部”里只有美國的通用電氣航空集團(GE)、普惠公司，英國的羅羅公司和法國的斯奈克瑪公司(賽峰集團)四家原始設備供應商(OEM)。
民用航空發(fā)動機的設計技術，在“安全性、經(jīng)濟性、環(huán)保性、舒適性”(簡稱“四性”)等方面有特殊需求，特別是對“環(huán)保性”做出了強制規(guī)定，必需符合國際適航當局(FAA、EASA)的強制性規(guī)定和要求。民用航空發(fā)動機的污染物排放包括氮氧化物(NOx)，一氧化碳(CO)，未燃碳氫(UHC)等，其危害主要分為兩大類：一是對局部空氣質量的影響，對機場附近的乘客、機場工作人員和周圍居民的健康造成傷害;二是對全球氣候變化的影響。為了提高發(fā)動機的整體效率和性能，燃燒室的工作壓力和溫度不斷提高，使NOx成為最難控制的污染物。
為了降低民用航空污染物排放，美國由國防部和國家航空航天局(NASA)主導，從20世紀50年代開始，每年出資2-3億美元，執(zhí)行了一系列國家大型科技開發(fā)計劃，以支持民機低排放燃燒室的基礎研究和技術驗證，如：“高效節(jié)能發(fā)動機計劃”(E3)、“高性能發(fā)動機綜合技術計劃”(IHPTET)、“先進渦輪發(fā)動機燃氣發(fā)生器研究計劃”(ATEGG)、“聯(lián)合技術驗證機研究計劃”(JTDE)等，以每15年NOx排放降低50%的速度發(fā)展，所開發(fā)的先進技術被廣泛應用于現(xiàn)代民用飛機發(fā)動機設計中，如GE90(裝備波音777寬體客機)、GEnx(裝備波音787寬體客機)、GP7000(裝備空客A380超大型寬體客機)、LEAP(裝備空客A320neo、波音737MAX、中國商飛C919等窄體客機)、PW1000G(裝備空客A320neo)等。
GE與斯奈克瑪合作研制的LEAP系列發(fā)動機
截至目前，國際民航組織(ICAO)已經(jīng)公布了關于民用航空發(fā)動機排放標準(CAEP)的4個版本，目前執(zhí)行的是2005年修訂后的CAEP/6標準，更高一級的標準CAEP/8預計將于2016年出臺并貫徹實施，對冒煙、一氧化碳和未燃碳氫的規(guī)定從CAEP/1到現(xiàn)在沒有太多改變，主要是對NOx的限制規(guī)定日趨嚴格。1990年以后取證的航空發(fā)動機基本上都符合CAEP/6標準，但為了滿足航空公司客戶的需求并在市場競爭中占據(jù)優(yōu)勢，發(fā)動機制造商仍在不斷追求更低的排放。NOx排放將進一步降低15%，并且考慮設置二氧化碳(CO2)的排放標準，對細小顆粒物(PM 2.5)排放的限制也將更加嚴格。美國通用電氣航空集團于2000年開發(fā)成功了雙環(huán)預混旋流燃燒室(TAPS)，燃油消耗比常規(guī)發(fā)動機減少15%，NOx等污染物排放比CAEP/6標準低50%以上。TAPS燃燒室技術目前已經(jīng)發(fā)展到第三代，被廣泛應用于GEnx發(fā)動機(裝備波音787寬體客機)、LEAP系列發(fā)動機(裝備空客A320neo、波音737MAX、中國商飛C919等窄體客機)、GE9X發(fā)動機(裝備波音777X下一代寬體客機)。
針對航空發(fā)動機NOx污染排放，國際民航組織(ICAO)于2010年提出，對于民用航空發(fā)動機，中期(到2016年)的目標為較CAEP/6標準低45%，遠期(到2026年)比CAEP/6標準低60%。NASA針對民用飛機動力，要求分別在2015年、2020年和2025年，將航空發(fā)動機的NOx排放比現(xiàn)行標準CAEP/6降低60%、75%和75%以上。
不可否認的是，我國的民用航空發(fā)動機研究與開發(fā)工作才剛剛起步，整體技術水平比國際航空發(fā)動機“標桿”企業(yè)(GE、羅羅、普惠、斯奈克瑪)落后30-50年。另外，國際民航組織(ICAO)和適航機構(FAA、EASA)將民用航空發(fā)動機的技術“門檻”設置得越來越高，使得所有期望進入該領域的“新手們”都望而卻步。
當前，我國正面臨航空發(fā)動機發(fā)展的大好機遇，同時也面臨著前所未有的嚴峻挑戰(zhàn)。國家經(jīng)濟實力全面增強，科技水平和工業(yè)基礎日益提高，國家對飛機發(fā)動機的重視程度前所未有，并已經(jīng)將發(fā)展大型飛機和發(fā)動機列為國家重大科技專項，明確要求研制具有自主知識產(chǎn)權的先進大涵道比渦扇發(fā)動機。我們應該充分汲取和借鑒國際航空發(fā)動機“標桿”企業(yè)的成功經(jīng)驗，全面提升我國自主創(chuàng)新的能力，實現(xiàn)軍機、民機、燃機、艦船動力等方面的同步協(xié)調和健康快速發(fā)展，滿足國防和國民經(jīng)濟建設的迫切需要，徹底扭轉我國航空動力落后的被動局面，爭取早日躋身世界航空發(fā)動機的先進行列，為世界提供綠色環(huán)保的動力。
作者倪金剛：南京航空學院航空發(fā)動機設計系本科(1978-1982);沈陽航空發(fā)動機研究所結構強度試驗室工程師(1982-1987);法國貢比涅科技大學工程力學系碩士(1987-1988);法國國家科技研究院材料科學系博士(1988-1992);北京航空航天大學動力系副教授(1992-1997);法國賽峰集團中國公司副總裁(1997-2010);中航工業(yè)商發(fā)高級專家(2010-2016)。北京航空航天大學兼職教授、中國民航大學兼職教授;第七屆“十大中華經(jīng)濟英才”;發(fā)表科技論文10余篇;譯著《損傷力學教程》，編著《CFM56方程》、《GE航空發(fā)動機百年史話》。
