第三章 全球航空業的減排近況
第一節 全球航空業企業層級所進行的減排措施
國
立 政 治 大 學
‧
N a
tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
22
第三章 全球航空業的減排近況
第一節 全球航空業企業層級所進行的減排措施
由於航空業的主要溫氣排放來源是飛機航行時所消耗的航空燃油，因 此航空業減排最為直接且有效的手段，就是提升飛機油耗效率。航空業開始 蓬勃發展的歷史背景，是燃油價格極為低廉，但飛機安全性則較為不可靠，
因此許多航空業界的營運方式，都是以安全性為優先，燃油效率則是次要考 量。然而，航空科技日新月異，今日的飛機在安全性上已大幅提升，也因此 在不妨礙安全性的前提下，許多營運細節上出現了不少可以提升效率的空間。
國際民航組織目前面對減排的策略除了加快研擬專屬於航空業的減排交易機 制之外，也鼓勵航空業自主性的進行減排活動。航空業自主性的減排活動主 要分為增加航空業營運上的效率，以及生質燃料(Biofuel)的普及使用等兩大 部分。
降低航班油耗最直接的方法之一，就是將飛行航線最佳化。一般而言，
空運航班都必頇照著既定的航線飛行，以降低飛機在空中相撞的可能性，然 而近代飛機的定位與導航科技已經相當發達，在較不繁忙的空域中，就算不 跟隨既定航線飛行，也沒有相撞的危險性，因此近年來航空業開始推行使用 者選擇航線(User Preferred Route, UPR)的概念。UPR 即由營運業者自行依 照航班執行當時的飛機載重狀況、氣候、風向等因素，來設定最為省油的航 線，這些因素累積起來，可確實地降低長程航班的油耗，例如國泰航空香港 到約翰尼斯堡之間的每日航班，使用 UPR 之後每月可減少超過 46 公噸的燃油 消耗，等同於 146 公噸的二氧化碳排放量。
飛機航行的過程中，單位油耗最大的段落是起降段，但由於飛機起降 又牽涉到機場周邊的環境與噪音管理，因此可增進油耗效率的方式較少，近
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a
tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
23
年 來 航 空 業 中 最 主 要 實 行 的 一 個 方 式 ， 稱 為 持 續 下 降 進 場 (Continuous Descend Approach, CDA)。若不使用 CDA 進場降落，飛機通常頇以階梯式分 段降低高度，如此飛機引擎就必頇間歇性地提升出力，造成不必要油耗。若 飛機使用 CDA，則可用半滑翔的方式持續下降至落地為止，保持引擎處於低 出力的狀況，油耗也自然降低，帄均可減少中程航班約 3%的油耗。(見圖 5)
圖 5、CDA(持續下降進場)示意圖
資料來源:本研究整理 除了空中營運上的節油之外，如何降低飛機在地面營運時的油耗，也 成為航空業近年來實行的焦點。由於飛機引擎在地面上的油耗效率相對上極 差，若可降低飛機引擎在地面運轉的時間，整體的油耗效率自然就會提升，
較為常用的方式之一，是關閉部分引擎後持續進行滑行。關閉引擎滑行有可 能造成飛機僅輸出單側推力，機師在操控上需要特殊的訓練，並且也會對機 輪系統產生一定程度的負荷，但基本上並不會產生安全問題。減少飛機在地 面滑行過程所需的時間，也是降低飛機地面油耗的主要方式之一，尤其在較 為繁忙的機場，飛機有可能因各種因素而停滯在滑行道上，此時飛機又因為 重新啟動引擎會消耗很多時間，而不能關閉引擎，造成閒置引擎的無意義油 耗。因此機師頇在飛機離開登機門之前，就做好起飛的準備，在飛機抵達跑 道後則可以立即起飛。
‧
置一具小型引擎，稱為輔助動力系統(Auxiliary Power Unit, APU)，用途為 提供飛機主引擎啟動之前機上所需的電力與空調。然而 APU 的能源轉換效率目前波音系列機種最新的翼端裝置為後掃翼端(Raked Wingtip)，空中巴士系 列則為鯊鰭(Sharklet)混合式翼端帆。(見次頁圖 6)
另一個和飛機油耗效率有更直接關聯的因素，則是飛機引擎。從 1950 的例子，如空中巴士 A320neo、A330neo 系列，以及波音 737MAX、777X 系列 等，增加引擎燃油效率，降低油耗與排放，新引擎可提升 10%-20%的燃油效
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a
tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
25
率。或是開發新飛機材質的設計，採用複合材料降低機身重量，用以降低油 耗與排放，如波音的 787 夢幻客機以及空中巴士的 A350XWB。
圖 6、空中巴士 A350XWB 鯊鰭混合式翼端帆
圖片來源:空中巴士公司
增加營運效率雖然可以有效降低溫氣排放量，但飛機飛行時所需的燃 料，畢竟是從石油所提煉出來的燃油，在本質上是將原本儲存在地底的溫氣 物質排放至大氣中。但若能夠避免使用石化燃料，理論上不論燃燒量多大，
大氣中的溫氣物質都不會增加，隨著這個概念的普及，生質燃料的重要性也 逐漸浮上檯面。目前全球所有的排放交易中，只要是使用生質燃料的部分大 多不計算溫氣排放量。生質燃料泛指所有由生物產生物質所提煉出來的燃油，
目前航空生質燃油的主要來源基本上為回收油品、食用油品以及非食用油品 等三大部分。其中回收油品由於來源不穩定，提煉過程也較難做出標準化的
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a
tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
26
控制，因此發展潛能較差；食用油品雖然容易取得，但若大量用來提煉生質 燃油，卻可能造成糧食價格的上漲，因此一般也避免使用。近年來的航空生 質燃油研究，較為集中在非食用油品的提煉上。
以非食用油品為來源的生質燃油目前有三種潛力較高的來源，分別為 亞麻薺(Camelina sativa)、桐油樹(Jatropha curcas) 以及藻類(Algae)。
亞麻薺油在過去其實算是可食用油品，但由於傳統種植方式的面積單位產油 量低於其他油品作物，所以今日已很少人種植與食用。亞麻薺為草本植物，
每 3 個月可收成一次，油籽每公頃收穫量約 1,500 公斤，榨油量約為油籽重 量的 3 至 4 成，數值皆比其他主要油籽作物為低，然而亞麻薺可在較為貧瘠 的土地上生長，也較為抗蟲害與耐旱，因此可種植在其他油籽作物不適合生 長的土地上，3 個月的生長期也讓土地使用更有彈性，不致造成糧食產量的 負面影響。桐油無法食用，但桐油樹耐旱與抗蟲害的能力更高，成功種植後 幾乎不需特殊照料，灌木樹體帄均壽命達 40 年，每年可收成 2 至 3 次，收穫 量與榨油量皆與亞麻薺類似。純以單位面積產量以及其他附加價值而言，使 用藻類生產油品是目前已知最具潛力的產油方式。藻類產油設施的單位面積 產量是亞麻薺與桐油樹的數十倍，收穫週期更是不到 10 天，而且藻類培養時 可分解汙水當作養料，同時解決都市的汙水處理問題。藻類油品的唯一問題，
在於培育時需要高科技的軟硬體設施，因此規模若不夠大，將無法符合經濟 效益。(見次頁圖 7)
‧ 國
立 政 治 大 學
‧
N a
tio na
l C h engchi U ni ve rs it y
27
圖 7、生質燃油作物產油量比較圖
資料來源:波音公司
全球航空業於 2008 年開始進行生質燃油的實驗航班，並於 2011 年陸 續以生質燃油執飛單次或定期商業航班，但皆為示範性質，若非航班頻率極 低(如荷蘭航空每周一班)，就是僅營運一段時間就宣布停止(如漢莎航空僅營 運了半年)。造成這種狀況的主要原因是生質燃油仍未普及，製造成本偏高，
供應量又低，所以無法進行長時間大規模的替代。生質燃油的另一個重要的 特性，則是成分中基本上不含石化燃油中的硫化物(Sulfur compound) 與芳 香化物(Aromatic compound)，因此燃燒後所排放的氣體含有較少的溫氣及污 染物質，然而目前客機的噴射引擎設計中，有不少零件需要燃油中的芳香化 物來增加密封性，以避免油料溢流，因此為了安全考量，目前所有已執行過 的絕大多數生質燃油航班，所用燃料都僅以 5 成以下的生質燃油來和石化燃 油混成(blend)使用。目前航空業對於生質燃油的態度，多採逐年增加使用比
‧
UNFCCC 的減排義務，政府傾向將減排議題歸納在能源政策之下，和其他國家 減排議題本身即為主體的狀況反其道而行。因為環保署所推行的「減碳四法」 計測、可申報、可查核(Measurable, Reportable, Verifiable) MRV 標準16 的溫氣排放強制盤查申報。自 2013 年開始，發電業、鋼鐵業、石油煉製業、16MRV 標準是根據 2009 年哥本哈根 COP15 二號決議案所訂立，須依照跨政府氣候變化委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)所公布的標準設立排放註冊架構，並須通過 UNFCCC 秘書處的查核。