中国民航部门碳排放驱动因素及减排路径研究

发布时间：2020-06-30 01:54

【摘要】：近年来,中国的民航业飞速发展,民航运输总周转量已连续数年跃居世界第二位,成为名副其实的航空大国。中国民航业的高速发展在促进中国经济持续增长的同时,二氧化碳的大量排放也带来了严重的环境和气候问题。如何在总量大、增速快的形势下实现节能减排的约束性目标是我国民航部门当前及未来相当长的时间内必须面临的现实性问题。本文以“分解”为切入点,通过对中国民航部门碳排放变动驱动因素的有效识别和定量测算,为政府和民航部门有针对性地采取措施,进而实现民航部门的节能减排目标提供理论支撑。主要研究工作和结论包括以下几个方面:(1)分析了中国民航部门碳排放及其与行业发展的关系。测算了中国民航部门1996-2015年间的CO_2排放量,并探讨了碳排放的特征与趋势。进一步地,为了探究中国民航部门碳排放与行业发展之间的关系,本文对民航部门运输周转量与碳排放量进行脱钩分析,并识别影响脱钩的主要驱动因素。实证研究的结果表明:尽管我国民航运输业的CO_2排放强度逐年下降,但是整个民航运输业的CO_2排放总量却在不断增加,中国民航运输业将面临巨大的减排压力;中国民航部门碳排放与运输周转量之间以扩张负脱钩现象为主,脱钩状态有出现反复的可能性;能源强度效应和产业结构效应主导了民航部门碳排放脱钩的趋势,是推动民航部门脱钩发展的关键因素。(2)提出了规模报酬可变的生产理论分解分析模型,研究了影响中国民航部门碳排放变化的驱动因素。在规模报酬可变的条件下,拓展了生产理论分解分析模型,并突出规模效率对碳排放影响的定量测度。在此基础上,选择2007-2013年间中国民航部门12家具有代表性的航空公司作为样本,用拓展后的模型实证研究了中国民航部门碳排放变动的主要驱动因素。结果表明:运输周转量提高是拉动民航部门CO_2排放的主要驱动因素,对大多数航空公司来说都是碳排放量增加的最主要贡献者;潜在能源强度变化在降低大多数航空公司的CO_2排放方面发挥了主导作用,尤其是对提高公私合营航空公司碳排放绩效方面的表现最好;规模效率变化确实对航空公司的CO_2排放产生了显著影响,其累积效应对于遏制CO_2排放作用明显。(3)构建了碳排放绩效评价指数,动态监测了中国民航部门碳排放绩效。在考虑环境生产技术的基础上,构造了一种更加适用于民航部门的全局Malmquist碳排放绩效指数(GMCPI)。基于此,本文对2007-2013年间12家中国航空公司的民航碳排放绩效进行了动态测度,并提出引入拔靴方法对所得到的结果进行统计推断,解决了GMCPI指数缺乏统计属性的问题。进一步地,本研究对GMCPI进行分解分析,讨论了不同类型航空公司间碳排放绩效的差异性和收敛性。最后,基于灰色关联分析确定了影响民航CO_2排放绩效的重要外部因素。实证研究结果表明:样本航空公司的累计GMCPI在研究期间内提高了11.92%,这一提高主要是由于技术进步引起的;不同类型航空公司的碳排放绩效存在明显差异性,且具有收敛的趋势,碳排放绩效较低的航空公司存在“追赶效应”;灰色关联分析表明,与民航部门碳排放绩效表现相关度由高到低的影响因素分别为航线分布,燃料消耗率,飞机利用率和起降次数。(4)构造了中国民航部门碳减排模型,探讨了中国民航部门节能减排的路径。根据碳排放总量及碳排放绩效变动的主要影响因素,构建中国民航部门碳减排模型,分解的四个影响因素,分别为运输周转量、运输强度、能源强度以及排放系数正好也契合了国际民航组织提出的减排框架。基于此,本文首先定量测算了四个影响因素对中国民航部门碳排放的具体贡献量,接着在影响因素的基础上进行情景设计,从静态和动态预两个方面预测了中国民航部门未来的碳排放情形。聚焦于中国民航部门,本文在定量分析四个影响因素对民航部门节能减排贡献程度的基础上,定性分析了对应于中国民航部门未来可能的主要减排路径,并探讨了这些路径可能面临的障碍和实现的减排前景。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：F562;X322
【图文】：

未来趋势,民航,CO2排放量,全球

图 1. 1 全球民航部门 CO2 排放量及未来趋势预测IPCC 认为，如图 1.1 所示，目前民航部门的运输活动制造了全球人为因素引起的 CO2排放量的 2%，预计到 2050 年这一比例将提高至 3%，达到惊人的 2700Mt（基准情景）。严格意义来讲，民航部门运输过程中产生的碳排放总量与人类活动所产生的碳排放量相比并不算多，甚至在交通部门中与普通道路运输所产生的碳排放相比也不算多。但是，由于航空运输的特殊性，飞机发动机所产生的尾气会直接排入到高空的对流层和平流层，由此引发的温室效应更加明显。根据 Lee et al.(2009)的研究，相比于地面交通产生相同体积的温室气体，从飞机上排放的 CO2对气候造成的影响会放大 1.9-5.1 倍[30]。另外，飞机发动机的尾气排放后会形成体积庞大的云层，这种云层会阻碍地面热量的扩散，由此造成更加严重的后续影响。特别地，由于航空运输业便捷高效的特点，逐步形成了具有很强国际性的行业，受到的关注度较高，因此近年来航空碳排放问题也越来越受到世界的关注。为了应对这一全球性难题，可以通过民航技术进步，提高运营效率等一系列手段，并且减排效果也非常明显（如图 1.1 所示）。同时，全球航空运输行业也逐步开展了一系列的低碳减排行动，例如欧盟开展了清洁天空计划计划，欧盟投入约 16 亿欧元的研发经费来改善发动机性能，通过技术进步来实现节能减排；AIRBUS 将在未来 10 年内实现研发的飞

技术路线图,理论基础,碳排放,民航

图 1. 3 理论基础与文献回顾技术路线图第三章是在脱钩视角下识别民航部门特定阶段的碳排放与产业发展之间的矛盾，具体过程如图 1.4 所示。通过对比民航部门碳排放量的核算主要方法，选择合适的方法对近中国民航部门的碳排放进行核算，整体把握中国民航部门碳排放的现状。进一步地，通立脱钩模型，考察民航部门碳排放与产业发展之间的脱钩关系，分析脱钩状态的稳定结合指数分解分析方法，从经济增长与环境压力、能源强度和运输强度等方面识别民航碳排放与运输周转量脱钩关系的主要驱动因素，最后基于分析结果对民航部门节能发展合理的政策建议。

【参考文献】