近期,国际清洁交通委员会(ICCT)发布研究报告《新生产商用飞机的油耗发展历程:1960~2024年》,分析了1960年至2024年全球新交付商用飞机的燃油消耗趋势,并对国际民用航空组织(ICAO)碳排放标准的实施效果进行评估。
报告指出,截至2024年,新交付飞机的平均燃油能效优于ICAO二氧化碳标准8%,部分机型的性能甚至大幅优于标准要求,例如:巴西航空工业ERJ-135(-18%)、空客A350-900(-17%)和中国商飞C919(-12%)。
燃油能效改进预计贡献约30%减排量
目前,航空业就实现2050年净零排放目标所需的具体措施和技术路线已形成了一些共识,普遍认为飞机燃油能效改进预计可贡献约30%的减排量,是仅次于可持续航空燃料的第二大减排技术。尽管仅靠提升燃油能效无法完全实现净零排放,但可以帮助航空业推迟对氢能飞机等新兴零排放飞机技术的迫切需求,以争取更多的发展时间。
对于现有机型来说,为机身增加翼梢小翼和进行发动机升级都可以带来小幅的燃油能效改善(2%~3%),但要想实现显著的燃油消耗量降低,通常需要从头开始设计全新的机型。
2016年,ICAO航空环境保护委员会(CAEP)发布了全球首条新生产飞机燃油能效标准。根据标准要求,自2020年1月1日起,所有提交申请的新认证机型必须满足该能效标准;自2028年1月1日起,所有仍在生产的飞机型号都需要符合燃油能效标准要求,但标准严格程度可放宽4%。由于飞机在提交认证申请后通常需要长达5年的时间才能获得全面认证,因此对新机型的燃油能效标准可被视为自2025年初才会全面实施。截至目前,尚无任何飞机在飞机燃油能效标准下获得认证。
ICAO已开始着手更新修订该标准,在2025年2月召开的一次会议上,CAEP建议将ICAO二氧化碳排放标准加严10%,自2031年起对新认证飞机实施,自2035年起对新交付飞机实施。
54年间新交付飞机平均油耗降低约43%
报告对1960至2024年期间新交付飞机的平均燃油消耗水平进行了模拟分析。数据显示,1970~2024年,新交付喷气式飞机的平均燃油消耗水平降低了约43%,按照轮挡油量计算,年均下降率约为1%。而1960~2024年,轮挡油量的年均降幅为1.4%,ICAO燃油能效指标值(MV值)的年均降幅约为1%。
与轮挡油量相比,ICAO MV值对交付飞机产品组成的变化相对不敏感。在轮挡油量指标下,货机的油耗评估值会偏低,而对支线飞机的油耗评估值会偏高。选择任何单一年份作为基准年都不是最优选项,因为燃油消耗量在上世纪70年代初随着波音747机型投入运营而首次出现下降,但随后在接下来的10年间呈现出波动趋势。到了80年代,随着更高效的飞机(如波音757、767和空客A320)投入运营,燃油消耗水平迅速下降。但在1990至2005年期间,由于老旧机型仍在持续生产,燃油能效改进开始变得滞缓。2010年后,随着新机型的引入(如波音787、空客A350,以及装备改款发动机的A320neo和737MAX),燃油消耗水平再次开始下降,该下降趋势一直持续到了2019年。在随后的2020至2024年,受新冠疫情影响,航空活动锐减,窄体机交付比例上升,而宽体机和支线飞机交付比例下降,由于缺乏更多高能效的新机型,平均燃油消耗水平几乎没有进一步改善。
C919性能优于标准12%
截至2016年,新交付飞机的平均燃油能效已经优于ICAO在产飞机能效标准6%。2020年开始逐步实施ICAO二氧化碳标准,该标准对在产飞机的要求比对新认证飞机的要求放宽了4%,旨在2028年标准全面实施前能进一步提升能效。
截至2024年,新交付飞机的平均燃油能效优于ICAO二氧化碳标准8%,部分机型的性能甚至大幅优于标准要求,例如:巴西航空工业ERJ-135(-18%)、空客A350-900(-17%)和中国商飞C919(-12%)。然而,2024年底投入运营的空客A321XLR新机型的燃油能效水平仅优于2028年标准要求3%。A321XLR机型主要用于中长途航线,在航程方面有所扩展,额外的燃油容量和结构加固导致机身重量增加,使其燃油能效低于其他一些新机型。这反映出要权衡飞机航程能力与燃油能效是具有挑战性的。
窄体机将发挥关键作用
从1960至2024年期间交付飞机产品的机型组成来看,各类飞机的市场份额发生了显著变化。窄体机型始终占据市场主导地位。截至2024年末,窄体机型占全球新交付飞机的近78%,这一趋势表明窄体机将在未来的燃油能效改进中发挥关键作用。
一直以来,新款机型的燃油能效通常可领先现役机队大约10年。截至2024年末,机队的平均燃油能效基本相当于2015~2020年新认证机型的能效水平,这表明整个行业,所有类别飞机的燃油能效都取得了显著改善,能够符合2020年ICAO二氧化碳标准的要求。不过,2020年以后新机型的推出数量有限,限制了机队整体燃油能效的进一步提升。