期刊>2025年 第4期>可持续航空>欧洲航空业2025年净零排放发展战略分析

欧洲航空业2025年净零排放发展战略分析

Analysis of 2025 Net Zero Strategy of European Aviation

王翔宇 刘英杰     2025年08月18日

收藏

在2021年第一版《 目标2050 》( Destination 2050 )的基础上,欧洲航空业对改进飞机和发动机技术、使用替代燃料、实施经济刺激政策,以及改善空中交通管理等举措进行了更新和调整,形成了2025年净零排放发展战略,进一步明确了今后一个时期航空业转型的工作重点,以全行业变革性的解决方案塑造通往绿色航空的道路。

 

欧洲航空联盟(A4E)、欧洲民航导航服务组织(CANSO)、欧洲区域航空公司协会(ERA)、欧洲国际机场理事会(ASD)和欧洲航空航天与防务协会(ASD)于2025年2月,共同发布了第二版《目标2050》航空可持续发展战略,这也是自2021年2月该战略第一版提出以来的首次重大更新。结合过去几年里航空业内外部发展态势变化,第二版《目标2050》对先前提出的四大关键举措进行了重新评估,重申了欧洲航空业到2050年实现净零排放的宏伟愿景并系统性地给出了未来布局建议,为航空业界和政府机构更好地协同整合资源、加速技术创新指明了可行方向。

 

改进飞机和发动机技术


当前已经或即将服役的最新一代飞机和发动机较上一代产品的燃油效率提升了20%,这种机队新旧替换所产生的减排收益将持续到2040年。2030—2040年航空业将重点开发和引入下一代飞机和发动机,在桁架支撑式高展弦比层流机翼、超高涵道比或开式转子动力构型、轻质复合材料等常规技术不断演进,并仍将发挥巨大作用的同时,各类新能源动力飞行概念也将带来前所未有的技术、产品和产业革新。按照由小到大的发展规律,2050年前新能源动力的发力对象主要集中在中小型飞机细分市场,在第一版《目标2050》重点论述氢动力窄体飞机的基础上,第二版《目标2050》进一步明确了4类主要应用平台。

 

第二版《 目标2050 》中改进飞机和发动机技术的发展态势预期 2025-4-5-1.jpg

 

一是在ATR72等现役涡桨支线飞机上改用氢燃料电池动力系统,飞行航程不超过700km、载客量被压缩到55人,单位运力对应的运输成本可能会增加28%,有望在2030年前率先投入市场。二是类比涡桨支线飞机、基于氢燃料电池全新设计的飞行平台,预计服役时间为2035年,航程达到1000km,可容纳100名旅客,尽管研发成本是改装的1倍多,但其运输成本几乎可与现有涡桨机型持平。三是混合电推进支线飞机,同样预计在2035年进入市场,载客量在80人左右,与氢动力的100%碳减排相比,在不考虑可持续航空燃料(SAF)的情况下其碳减排量约为50%。四是氢动力窄体飞机,《目标2050》给出的设计方案是在巡航阶段由氢涡轮提供动力,在具有更高功率要求的飞行阶段辅以氢燃料电池,同时也将大量采用常规飞机和发动机技术发展的最新成果,航程在2000km左右,但预计投入市场时间从上一版的2035年延后到了2040年,相应地,到2050年机队碳排量贡献也被大幅削减。


预计到2050年改进飞机和发动机技术需要的研发成本为1050亿欧元,另外还有前期技术探索成本16亿欧元、相较现有产品新增采购成本1450亿欧元,以及配套基础设施建设成本38亿欧元。考虑当前最新一代飞机和发动机占据市场的进度较预期已经滞后了2年,2030年实现新能源动力的支线市场应用非常紧迫,这也是相关技术后续引入窄体飞机和宽体飞机市场的必要铺垫。为此除了加大政府资金投入、减少任何可能的经费缺口以防止研究活动延迟外,第二版《目标2050》以欧洲侧重的氢动力和美国侧重的高展弦比机翼为例,特别呼吁加强各个研发项目之间的兼容性,避免有限资源的重复与浪费,并制定协同一致和定期更新的飞机和发动机技术发展路线图。同时,还需要更新认证标准、简化认证流程并提前布局氢燃料在储运、加注等方面的配套能力,为那些早期开展新能源动力飞行业务的运营商提供专项政府补贴。

 

使用替代燃料


按照制备工艺是否需要生物质原料,SAF可划分为非合成SAF和合成SAF两大类。前者是当前航空市场上可用SAF的主要来源,目前被美国材料与试验协会(ASTM) D7566标准认证的非合成类SAF制备工艺从2021年的7类增加到8类,但具有较好应用前景的仍为加氢酯和脂肪酸(HEFA)、费托合成(FT)以及醇喷合成(AtJ)这3类。后者以电转液(PtL)为代表,通过可再生电力将氢和从大气中捕获的二氧化碳合成液体燃料,但尚未被ASTM标准认证。此外,第二版《目标2050》中的替代燃料概念进一步扩充了用于氢动力飞行的氢燃料,通过近似5∶2的当量换算关系纳入合成SAF一同分析。

 

第二版《 目标2050 》中使用替代燃料的发展态势预期

2025-4-5-2.jpg

 

预计到2030年,欧洲地区的SAF需求量为380万t,较第一版《目标2050》的预测结果增加了60万t,相应地,其在航空燃料市场的份额从6%上升到了7%。其中非合成SAF占据绝对主导,特别是HEFA类SAF的需求量达到270万t,与第一版《目标2050》相比几乎翻番,这种以油脂为主要原料的制备工艺尽管受地域资源禀赋影响较大,但技术成熟可用、成本较低,几乎是短期内扩充SAF产能的唯一路径。至于PtL类SAF市场份额在未来5年可能无法快速提升,其需求量预期从120万t下降到了60万t。到2050年,非合成SAF和合成SAF的市场份额分别为45%和35%,合计3660万t,较第一版《目标2050》上升了14%以上。其中,基于FT和AtJ的SAF需求量均达到800万t,两种技术取代HEFA成为主要的非合成SAF制备工艺,而PtL类SAF 1250万t的需求量较前期预计的1900万t有不小的差距,这意味着合成SAF的发展任重道远,在其大规模市场应用之前新能源动力很可能成为推动航空绿色转型的最主要抓手。


随着技术的发展以及市场需求的不断扩大,SAF与常规航空燃料的成本差距将持续缩小,但到2050年SAF仍无法具备价格优势,2019—2050年替代燃料的累积成本溢价达到7860亿欧元,而若仅测算常规航空燃料则同期对应的基础燃料成本仅为3240亿欧元。为此,除了利用欧盟排放交易体系(ETS)以及国际航空碳抵消和减少方案(CORSIA)等政策法规进行碳定价、尽快补足SAF和常规航空燃料之间的成本缺口外,《目标2050》还呼吁完善监管框架并建立新型公私伙伴关系,由政府机构向投资者提供低息贷款、贷款担保以及投资基金,从而快速提升SAF生产能力,除了保障用于生产非合成SAF的生物质原料和绿色电力供应外,还要在遵守可持续性标准的前提下扩大原料选择范围、提升合成SAF制备工艺的成熟度,尽快推动SAF与常规航空燃料的混合比例从50%上升到80%以上。

 

实施经济刺激政策


经济刺激政策的核心在于对碳排放定价以确保航空市场参与者在其业务决策中明确考虑气候成本。这种市场化的举措比简单征税更具可行性,具体来看又可分为碳交易和碳抵消两大类,前者以ETS为代表,主要用于欧洲区域内部航线,对允许的排放量设定上限,市场实体之间可进行排放配额交易;后者以CORSIA为代表,主要用于欧洲以外的国际航线,允许通过投资直接空气捕集和碳储存(DACCS)等碳清除项目来产生碳信用额度从而补偿排放。到2030年后,改进飞机和发动机技术以及使用替代燃料将显著降低实施经济刺激政策发挥的作用,与此同时,减排边际成本上升使得来自行业外部的碳清除项目也将更具经济吸引力,这也是到2050年中和所有剩余碳排放的必然途径。


与第一版相比,第二版《目标2050》降低了2030年前ETS的减排预期并上调了对应的市场支出,2019—2050年ETS的累积减排成本将达到200亿欧元。尽管短期内需要更为严格的经济杠杆来驱动ETS的执行落地,不过考虑到CORSIA的非强制性以及跨地区监管的复杂性,第二版《目标2050》基本延续了先前关于CORSIA减排效果有限的判断,同时反复强调应提升碳清除项目可信度和统一标准,防止低质量、重复性碳抵消的经营投机活动。从当前的发展态势来看,在ETS和CORSIA之外另起炉灶、制定新的全球性经济政策的可能性很小,这可能会导致监管转移并增加扭曲竞争的风险,但实现二者之间的统筹协同仍将是一项长期的工作。

 

第二版《 目标2050 》中实施经济刺激政策的发展态势预期 2025-4-5-3.jpg

 

改善空中交通管理


改善空中交通管理重点关注的是航空公司、空中导航服务商和机场如何挖掘那些正在运营的机队的减排潜能。在航班执飞方面,具体举措包括改进飞行计划(如优化航班配置、更新飞行规划系统、降低续航速度等)、减轻飞行质量(如采用无纸机舱、轻型货柜并加注恰到好处的燃料量),以及保持飞机、发动机处于良好维护状态;在空域管理方面,基于欧洲单一天空(SES)计划和欧洲单一空中交通管理研究(SESAR)项目框架整合碎片化空域资源,形成最佳飞行轨迹网络,提升航线整体飞行效率;在地面作业方面,强化机场的绿色电力供给能力,利用电动汽车完成牵引类操作,通过提供地面电源和预处理空气(PCA)系统减少停机状态下辅助动力装置(APU)的应用。


预计到2050年,航空公司的脱碳花费基本与节省燃料的收益持平,而开展SES计划和SESAR项目的成本为303亿欧元,较不采取空域管理举措的情景上升了50%,机场地面作业的绿色转型成本则为72亿欧元。《目标2050》认为改善空中交通管理可以在相对较短的时间内实现,能够发挥长效积极影响且易于持续监测其有效性。其中,优化空域管理所带来的减排收益值得重点关注,这也高度依赖航空公司、空中导航服务商和机场各个领域市场参与者的通力协作。最优飞行轨迹往往也意味着到达了减排的极限,由于安全性要求、匹配运量增长和机场容量限制等因素,一些低效率的单次飞行情形无法完全避免,但通过网络化效应可以使整个航空运输系统的碳排放始终处于最低水平。

 

第二版《 目标2050 》中改善空中交通管理的发展态势预期 2025-4-5-4.jpg

 

各个举措的减排贡献


根据第二版《目标2050》,到2050年实现净零排放时的累积减排量为2.96亿t,略高于第一版的预测结果。氢动力飞行(含氢动力飞机和发动机技术以及氢燃料应用)的减排贡献大幅调减,从第一版的20%下降到了6%,当前研发投资的回报大概率只能在2050年后出现,其对应的减排空缺主要由常规动力技术(含电推进)所填补。SAF的发展地位进一步巩固,若综合考虑到较高使用成本所导致的市场需求抑制,SAF的碳减排贡献已经达到一半。ETS和CORSIA对应的减排量有所提升,这主要由于ETS的免费排放额度将于2026年提前终止,碳排放市场管制将更加严格。改善空中交通管理的减排量则基本保持不变。

 

第二版《 目标2050 》中各个举措的减排贡献( 2050年 )

2025-4-5-5.jpg 

尽管累计碳减排目标预期变化不大,但第二版《目标2050》大幅调增了为此的成本支出,较第一版上涨了20%,达到了31350亿欧元(若不考虑必要的常规航空燃料成本则为24000亿欧元)。其中一半以上的新增成本来自SAF,其较常规航空燃料的溢价成本从4400亿欧元增加到了7650亿欧元。对于其他举措而言,实施经济刺激政策的费用变为2200亿欧元,较第一版增加了680亿欧元,由于未来飞机和发动机产品种类较多,技术研发成本和机队更新成本也均有所增加,而氢动力飞行的市场份额降低则意味着采购氢燃料和相关基础设施改造成本降低,改善空中交通管理的支出同样略有减少。

 

《目标2050》特征分析


整体来看,第二版《目标2050》展现出以下几点特征。

 

第二版《 目标2050 》中给出的2030年前行动要点

2025-4-5-6.jpg 

第一,强调了航空业绿色转型的紧迫性,如果未来5年不能迅速采取行动并达成阶段目标,那么实现2050年净零排放愿景将成为泡影。与第一版相比,第二版《目标2050》中很多技术的应用时间被推迟、所需的研发投资费用大幅增加,这既体现了航空业想要在市场经济性和技术先进性上突破面临的困难远超预期,也是对后疫情时代全球政治经济发展态势不确定性的一种反映。为此,除了敦促政府机构提升航空业的战略定位,加大对航空业脱碳发展的资金投入与政策保障外,第二版《目标2050》还在反复号召航空业自身认识到形势的严峻性,采取果断措施,务必取得阶段性减排成果,2030年这一机遇窗口一旦错过,那么后续所谓的“绿色航空”将无从谈起。


第二,对未来发展战略路径的侧重点进行了调整,氢动力飞行在航空净零排放中的重要性和优先级被显著削弱。长期以来欧洲航空业是全球氢动力飞行技术发展最大的“吹鼓手”和“先行者”,尽管也取得了一系列瞩目的成果,但从目前氢动力技术攻关和市场应用的长期性、复杂性来看,想要航空业在2050年前完全接受氢动力所带来的疾风骤雨般的变革还是操之过急,其发展进程已较之前的计划普遍落后5~10年。事实上,几乎就在第二版《目标2050》发布的同时,不仅空客公司宣布推迟氢动力商用飞机的研发计划,欧盟清洁航空计划第二阶段也在加大对下一代燃气涡轮发动机的支持、削减对氢动力研发的投入,围绕超高效中短程飞机(SMR)的氢涡轮动力研发被取消。


第三,进一步明确了SAF在航空业脱碳发展中的核心作用,需通过技术进步之外的多种手段弥补产能和价格劣势。根据2023年通过的《欧盟可再生燃料法案》,SAF的强制混合比例将从2025年的2%上升到2050年的70%,但第二版《目标2050》认为这一数值只有达到80%乃至更高才能实现净零排放。结合过去几年SAF制备技术的发展,更具可持续性前景的合成SAF在中短期内仍难以快速扩大生产规模,为满足市场需求只能加大非合成SAF的供应,但受限于生物质原料可用性(特别是那些农业资源禀赋一般的地区),其市场价格始终难以达到常规航空燃料的水平,通过政策法规进行碳定价并对航空业进行系统性SAF补贴可能是未来发展的必然选择。


第四,注重各类举措的组合应用与互相促进,根据不同阶段特点全面把握各类举措对应的减排效果并进行有侧重的投入。例如,2030年前实施经济刺激政策将是减排的最大驱动力(24%),其次是应用最新一代飞机和发动机产品(8%)以及改善空中交通管理(7%),应用SAF对应的减排份额仅为6%。到2040年,SAF开始产生最大一部分减排收益(25%),随着下一代飞机和发动机产品的应用其减排占比也从8%上升到了18%,而经济刺激政策的贡献则下降到了16%,改善空中交通管理则一直维持着2030年的比例直到2050年。显然,不同减排举措的效用并非是一以贯之的,单纯依赖个别手段可能会带来巨大的经营风险,而如采用SAF和氢动力等也需要持续投入才能显示出作用。


此外,第二版《目标2050》还有两方面的新增内容值得关注。一是增加了与航空运输行动小组(ATAG)的《航路点2050》以及国际航空运输协会的《航空净零排放路线图》的对比分析,尽管不同净零排放战略的研究对象、模型构架和场景假设有所不同,但与第一版相比,第二版《目标2050》在不同举措的减排贡献上与后二者更加趋近,先前关于SAF和氢动力发展态势的争议显著弥合。二是增加了各类举措(除经济刺激政策外)的非二氧化碳排放影响讨论,虽然目前对其量化评估还有较大的技术难度,但这是未来航空业可持续发展不可忽视的问题,为此《目标2050》认为需要额外的科学研究以提高用于非二氧化碳排放监测、报告和核实的模型的准确性,并开展更大规模的飞行试验进行验证。

 

结束语


此次欧洲航空业净零排放战略结合了最新技术演进态势和产业能力基础,对未来不同时期各类举措的发展权重进行了再调整,同时通过更为详尽的经济性量化分析明确了各类减排举措的资金需求和市场预期。一方面,航空业绿色转型路径并不是“一条路走到黑”,发展过程中的不确定性始终存在,有一些可能达不到预期,而另一些则可能超过预期,需要定期更新以确保决策的科学性、灵活性;另一方面,在政策保障、市场驱动的前提下,对各类举措既要多元化布局又要有所侧重,在不同发展阶段最大化减排增效,实现绿色收益与经济收益的平衡。


(王翔宇,中国航空发动机研究院,高级工程师,主要从事航空发动机发展战略研究)


相关文章
往期期刊
关于我们

《航空动力》期刊由中国航空发动机集团有限公司主管、中国航空发动机研究院主办,《航空动力》编辑部出版。国内统一连续出版物号为 CN10-1570/V;国际标准连续出版物号为 ISSN 2096-5702;邮发代号为82-467;广告发布登记号为京顺工商广告登字20190001号 。


办刊宗旨

关注世界航空发动机前沿动态,反映国内外航空发动机管理与技术创新成果,传播航空发动机知识与文化,促进我国航空发动机自主创新能力的提升。


栏目设置

《航空动力》设有专稿、综述、技术、管理、市场、维修、动态等主要栏目,每期还围绕航空发动机及燃气轮机在技术、管理等方面的新理论和新方法策划相应的专题。


服务对象

《航空动力》面向航空发动机及燃气轮机领域的决策、管理、科研、生产、使用、维护的专业人士,高校师生,以及关注航空发动机及燃气轮机事业发展的热心人士。



文章要求

《航空动力》所刊登的文章密切跟踪世界航空动力、燃气轮机领域的最新科技动态,准确把握发展规律,权威预测发展趋势,及时展示创新成果,为科研和管理工作提供支撑。


投稿方式

以Word文件格式,发送至:

tg@aerospacepower.cn
请在邮件主题中注明:

《航空动力》投稿+作者姓名+联系电话


联系方式

地址:北京市顺义区顺兴路21号
邮编:101304
电话:010-56680887
网址:https://www.aerospacepower.cn

版权声明

本刊享有以数字化方式复制、汇编、发行并由互联网传播所刊载文章的权利,相关著作权使用费均包含在本刊一次性支付的稿酬中。作者向本刊投稿,即视为同意我刊上述声明。如有特殊要求,请在投稿时声明。未经本刊书面授权擅自使用上述版权作品之个人、机构或媒体,均属侵犯本刊合法权益,本刊保留依法追究的权利。

ICP备案/许可证编号:京ICP备18031095号

《航空动力》编辑部 版权所有

读者登录
密码找回
  • 填写用户名

  • 验证身份

  • 设置新密码

  • 完成

  • 用户名:
    赵*封
  • 以验证手机:
    135*****888
  • 短信验证码:
  • 请输入新密码:
  • 再输入一遍:
已完成
读者注册
  • *用户名:
  • *密码:
  • *电子邮箱:
  • *手机号码:
  • *手机验证码:
  • 关注领域: