国际航空碳排放量的预测
(1)数据的选取本文选取国际航空运输周转量前22位的国家,对其碳排放进行预测,其中,欧盟6国包括德国、英国、法国、荷兰、爱尔兰和西班牙,香港地区碳排放不计入中国。
(2)情景假设国际航空运输二氧化碳排放量主要受收益吨公里(RTK)的自然增长和单位吨公里燃油效率变化的影响。本文假设RTK的自然增长不变,主要考虑燃油效率的不同对二氧化碳减排效果的影响。
A1:技术、运营和基础设施类措施减排正常发展模式(BAU),燃油效率年均提高0.96%;
A2:采取中度技术、运营和基础设施类减排措施,燃油效率年均提高1.16%;
A3:采取高度技术、运营和基础设施类减排措施,燃油效率年均提高1.5%。
(3)各种情景下的国际航空运输二氧化碳排放量预测结果根据公式,航空运输二氧化碳排放量=航空运输周转量*单位周转量油耗*单位油耗碳排放因子。其中,由于航空运输用能结构长期单一性,单位能耗的二氧化碳排放因子也将长期保持稳定。
a.周转量预测国际航空运输周转量的影响因素有GDP、进出口贸易、城镇人口比重、人均GDP、第三产业比重和旅游人数。我们选取国际航空运输周转量排名前22位的国家的民航数据进行统计分析,经过各影响因素和国际总周转量的相关性检验,根据相关性大小和减少影响因素间内部相关的原则筛选指标,最终确定采用GDP指标对各国国际航空运输周转量进行一元回归预测。
b.航空燃油排放因子由于航空运输用能结构长期单一性,单位能耗的二氧化碳排放因子将长期保持稳定;唯一不确定的是生物燃油技术的发展,生物航油本身的理化指标与普通航油基本一致,只是原料生产过程中吸收大量二氧化碳,所以从生命周期角度被认为是减少了碳排放,其二氧化碳排放因子是正常生物航油的15%左右,然而根据ATAG报告,生物航油在2020年前发挥的替代作用几乎为零,未来的替代作用在2040年后才有所体现,2038年前稳定在3.15吨二氧化碳/吨航空煤油的水平不变。
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不同燃效情景下2021~2040年主要国家国际航空累计碳排放,如图1所示,其中美国碳排放远高于其他国家,依然是第一碳排放大国,阿联酋、中国的国家航空碳排放接近,仅次于美国。
(4)实现碳中性增长目标的具体方案ICAO和国际航协(IATA)均提出了2020年碳中性增长目标,即从2020年开始行业碳排放零增加。
为实现碳中性增长目标,IATA成立了气候变化工作组,自2012年12月开始研究2020年实现国际航空排放碳中性增长目标的全球碳排放抵消方案CNG2020。该方案的核心内容包括:以2018~2020年3年的全球国际航空年均排放作为行业排放基线(相当于上限目标);以各航空公司2018~2020年3年的国际航空年均排放作为各航空公司的排放基线(相当于免费分配的排放配额);各航空公司2020年后增长的排放(即超过排放基线的排放),通过从行业外购买排放额度自行负责抵消;预留不超过行业排放基线2%的排放额度用于对早期行动者、快速增长者(年增长速度超过行业平均增速2倍以上者)、新进入者给予排放额度的适当调整。
ICAO第38届大会后,国际民航组织理事会决定成立环境咨询小组,并通过国际航空环境保护委员会的
专家小组研究市场化机制的相关问题。2014年3月,提出了有关市场化机制的稻草人版本1方案供成员国讨论并提出修改意见。在稻草人版本1方案中,行业和各承运人的基线与IATA方案相同,仍然以2018~2020年作为基线。该方案中的抵消量包括两部分——集体部分和个体部分。集体部分的计算方法为行业碳抵消率和航空公司当年的碳排放量的乘积,行业抵消率为(当年的碳排放-基准年的排放)/当年的碳排放,个体部分的计算方法为航空公司当年的碳排放量和单个航空公司碳抵消率的乘积,单个航空公司碳抵消率为(该国家航空公司当年的碳排放-该国家航空公司基准年的碳排放)/该国家航空公司当年的碳排放,最后集体部分和个体部分各占50%计算最终的碳抵消量。在此方案中用于调整的预留量为2020年全球国际航空实际排放与全球排放基线(2018~2020年排放均值)之差,这些调整的预留量按照一定的标准分配给快速增长者,其中快速增长者是碳排放增长率为行业排放增长率的2倍及以上的航空承运人,他们可调整的排放量为“基准年的总排放×(个体排放率-2*行业排放率)”。
本文使用了稻草人版本1方案中提出的方法计算了22国在2021~2040年在中速增长的情景下的碳抵消量。由于可调整的预留量会受到当年的经济发展和技术进步等因素的影响,具体的数值不易确定因此我们先不考虑预留量的调整。
从图中能够看到通过稻草人版本1方案的调整,欧盟、中国、阿联酋、美国和印度需要抵消的排放量最多。但是这些国家的国际航空碳抵消在其实际碳排放中所占比例也存在显著差异。
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如图3所示,印度、中国这类发展中国家碳抵消量在其实际碳排放中占到20%以上,而欧盟6国、日本以及美国的碳抵消占其实际排放的比例不足10%。按照这种方案发展中国家仍要承担更大的责任,因此这种方案仍然是不公平的。
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