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净零碳排放:探路机场绿色发展

时间:2021年10月09日   来源:

可持续发展长期是航空业关注的焦点,但似乎从未像现在这般受关注。除持续不断的气候危机这一重要原因之外,还有一个原因是:越来越多的投资者不愿意将资金投给在可持续发展方面得分较低的公司,而是转向了关注环境、社会和公司治理的ESG投资——到2025年,这一市场规模将达到50万亿美元。
  今年6月,国际机场理事会呼吁其成员机场承诺到2050年实现净零碳排放。这与联合国政府间气候变化专门委员会确定的目标一致。虽然许多机场计划在2050年这一最后期限之前实现净零碳排放,但也有一些机场确定了更加雄心勃勃的目标。
  决定步调
  加拿大埃德蒙顿国际机场航空服务和业务发展副总裁迈伦·基恩表示,其目标是到2040年实现净零碳排放。西班牙Aena机场集团也承诺在2040年实现净零碳排放。Aena机场集团管理着西班牙的2座直升机机场和46座运输机场,包括马德里机场和巴塞罗那机场。Aena机场集团创新、可持续发展和客户体验总监兼首席绿色官安帕罗·布雷亚说,在此之前,Aena机场集团计划在2026年前实现碳中和的目标。根据布雷亚的说法,Aena机场集团为其管理的所有运输机场和直升机机场设计了一个碳中和项目,包括到2026年减少82%的二氧化碳排放,其余碳排放将被抵消。
  美国旧金山国际机场则为自己确定了一个更早的目标,实现净零碳排放的截止时间比埃德蒙顿机场和Aena机场集团计划的2040年还要早。旧金山机场可持续发展主管艾琳·库克表示,旧金山机场正在朝着2030年实现净零碳排放的宏伟目标积极努力。
  为实现这一目标,旧金山机场需要在未来10年内将能源使用量减少60%——相当于抵消2.7万个家庭的碳足迹。旧金山机场已经耗资16亿美元优先处理了几个关键项目,包括减少现有建筑的能源使用、建造符合净零能耗标准的新建筑、更新中央公用电厂、安装现场可再生能源系统和购买场外可再生能源。
  去年,旧金山机场与英国奥雅纳工程咨询公司合作发布了一份长达30页的报告,其中列出了相关细节。在编写报告时,奥雅纳工程咨询公司在旧金山机场进行了广泛的数据收集,以了解机场的102座建筑当时是如何使用能源的。
  该报告的作者之一、奥雅纳工程咨询公司可持续发展合伙咨询师拉斐尔·斯佩里表示,数据收集的过程因机场而异,取决于基础设施的年限和修复状态。“不同机场在这方面处于不同阶段。有些机场有很多电表,相对较新的建筑可提供良好的数据;有些机场有很多传统建筑,它们只能告诉你中央电表流入和流出的电量”。
  基准测试
  一旦收集完成能源使用相关数据,奥雅纳工程咨询公司就将启动名为“基准测试”的流程。斯佩里说,这一过程将旧金山机场的建筑数据“与其他类似的建筑进行比较,看看其能耗情况是高于还是低于行业平均水平”。他说,由于机场建筑的能源使用数据缺乏,这种比较很有挑战性。“如果你想对一座商业办公楼的能源使用进行基准测试,美国有一项根据数千座类似建筑的公共记录汇编而成的国家标准。但航站楼是非常独特的,没有非常大的数据集对其进行基准测试”。
  斯佩里还说,航站楼的独特之处还在于,与其他类似建筑相比,它们每平方米的能耗较大,这是可持续发展面临的挑战。“航站楼全天候运转。因此,如果你把它们与大学校园相比,其使用率要高得多。它们还有很多其他类型建筑没有的能源消耗,如行李处理系统、为停机坪上的飞机提供电力等”。
  在基准测试中,奥雅纳工程咨询公司比较了两个不同的数据集:使用了多少能源,以及建筑的年代与修复状态。斯佩里解释说:“如果能源消耗很大,但建筑的系统是新的或状态良好,那么可能设备的使用效率很低,解决这个问题的成本就不高。如果能源消耗大,且建筑和设备陈旧,那么解决这一问题就需要更多资金。”
  为了使旧金山机场现有基础设施与其净零能耗的目标保持一致,旧金山机场需要完善暖通空调系统(通常是建筑的主要能源消耗设备)、使用更好的绝缘材料和优化照明控制系统。
  在照明方面,一些容易实现的目标包括安装LED灯和感应传感器。对暖通空调系统来说,通过纠正程序中出现的错误可以节省大量能耗。“有时候人们要对空调系统进行维修,就把空调节能设置关掉了,在维修完成后却忘记把它打开了。”斯佩里解释说。
  置换通风
  不过,斯佩里说,鉴于旧金山机场为节能确定了雄心勃勃的目标,这些小规模的变化还不足以使能源消耗降至可观的水平,旧金山机场的新建筑需要以绿色技术创新为标准进行设计。
  旧金山机场1号航站楼的重建工作为此树立了一个标杆。该航站楼已部分向公众开放,命名为“哈维·米尔克1号航站楼”。航站楼的重建包括暖通空调系统的一项重大创新,被称为“置换通风”。
  奥雅纳工程咨询公司是设计团队的一分子。斯佩里说,要解释“置换通风”,首先要了解传统通风系统固有的低效率。“航站楼大厅最高可达30英尺(约合9.14米)。使用传统的空调系统,你必须冷却所有空气,即使人们实际上只使用底部7英尺(约合2.13米)的空间。”他说。采用置换通风,空气被引到更接近地面的地方。冷空气将暖空气向上推,在靠近地面的地方形成一层冷气,供人们使用,而上层空气则保持温暖。这意味着暖通空调系统只需要为航站楼大厅底部7英尺(约合2.13米)高的空间提供冷气。
  哈维·米尔克1号航站楼还配备了一个更高效的行李处理系统,即独立装载系统。与使用单一连续传送带的传统行李处理系统不同,独立装载系统将行李处理系统分成2.5米长的部分,每个部分都有自己的电机。这意味着如果行李处理系统只运输一件行李,不用整个传送带一直移动,而是每个独立的部分在行李物品到来时移动即可。
  旧金山机场可持续发展计划的另一个重要组成部分是用全电力替代天然气驱动的中央公用电厂。库克说,更新中央公用电厂将是一项重大的资本投资,可能需要花费好几年的时间才能完成。中央公用电厂为航站楼综合设施供暖和制冷,占机场园区能源使用量的21%。但她补充称,旧金山机场已经启动了这一项目,评估了3个选址和17种替代技术。
  库克说,转向全电力不仅将消除对天然气这种化石燃料的依赖,而且意味着新的中央公用电厂将拥有更高效的设备,并储存热水和冷冻水以备使用,从而节省能源。
  疫情影响
  布雷亚说,Aena机场集团计划到2030年将其机场的暖通空调系统转换为87%使用可持续能源。这将包括但不限于用绿色能源系统替代马德里机场的锅炉和热电厂的化石燃料,在马德里、巴塞罗那和马略卡岛帕尔马机场安装由地热能供电的空调系统,以及在马德里机场园区建造一个沼气发电厂。
  Aena机场集团计划在其管理的机场中大规模推广太阳能发电。布雷亚说:“该项目将通过在我们有充足太阳能供应的14座机场部署光伏设施来实施。”这些太阳能发电厂每年的发电量相当于28万个家庭的用电量,将全部用于集团管理的机场。
  布雷亚表示,无论是从为Aena机场集团的46座机场提供太阳能所需的配电系统的规模,还是从“我们的太阳能设施占地面积将超过740公顷”来看,这个耗资4.16亿美元的项目在行业内都是独一无二的。
  不过,这些雄心勃勃的计划回避了一个问题:新冠肺炎疫情对这些资本密集型项目的实施将产生什么影响?
  布雷亚说,尽管疫情构成了重大挑战,但去年吸取的主要教训是,有必要预测未来的威胁,包括气候变化,并为此作准备。“这就是为什么我们意识到,在航空业的复苏计划中,不要忘记我们正在经历的气候和生态危机”。
  相比之下,旧金山机场则更为谨慎,承认疫情防控对其可持续发展项目实施的影响仍有待观察。库克说:“旧金山机场正在监测疫苗接种、重返工作岗位的趋势和旅客的出行需求,以更新我们的预测,为未来项目投资和编制时间表提供参考信息。”

●概念解析
  碳中和与净零碳
  谈到可持续发展,有两个经常使用的术语:碳中和与净零碳。
  “碳中和”出现得更早,可以追溯到1997年的《京都议定书》。“净零碳”是最近才提出的概念,是在2015年《巴黎协定》之后普及的。要理解二者的区别,首先需要了解碳债是如何衡量和管理的。
  最流行的碳排放核算方法在《温室气体议定书》中有所提及,涉及三个排放范围。范围一是机场直接负责的排放,如燃气热水器的排放。范围二是机场使用的场外生产的能源,一般为电力。一座机场如果能处理这两种碳排放,就能实现碳中和。因此,如果机场抵消了现场产生的所有二氧化碳,并从可再生能源中获取其所有场外能源,它就实现了碳中和。但是,一座机场要想被认为是净零碳,除了处理范围一和范围二的碳排放,还要处理范围三的排放。这是一项更重大的任务,因为范围三包括所有间接排放,如产生的废物、租赁资产、用水和员工通勤的排放等。
  由于范围三涉及的内容是开放的,不同机场对此有不同解释。2019年6月,在旧金山机场召开的一个利益相关方会议决定,机场净零碳的定义“应该是可扩展和在机场园区范围内的”。
  在其他地方,西班牙Aena机场集团计划到2026年实现碳中和,但希望通过部分碳补偿实现这一目标。相比之下,加拿大埃德蒙顿国际机场已经取消了到2040年实现净零碳排放的抵消计划,因为该机场有关负责人表示,“支付抵消费用并不能解决碳排放问题”。

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