受访者丨于振鸿
北航杭州创新研究院(余杭)特聘研究员，获美国密苏里大学博士学位，哈佛大学博士后，多年从事航空排放和适航标准的研究，参与多项国际知名航空排放研究项目。曾作为国际民航组织航空排放nvPM 新标准的技术团队成员之一，参与了国际新标准的技术研发、测试及向北美所有发动机制造商进行演示的整个发展过程，作为项目技术负责人或共同负责人主持过十余项美国研究机构（航空航天局、能源部和自然科学基金等）资助的项目。
作为重要交通能源，航空发动机的排放中含有大量超细颗粒物和气态污染物，对机场区域大气环境及相关从业人员和乘客的健康产生诸多有害的影响。国际民航组织（ICAO）通过了新的国际民航公约来规范LTO循环中民航发动机的一氧化碳、未燃烧碳氢化合物、氮氧化合物和非挥发性颗粒物（nvPM）的排放，该标准将于2023年在全球范围内开始使用。中国亟需自主研究航空排放测量方法与技术，并全面准确评估我国航空排放对机场区域生态环保与生命健康的影响。
在此背景下，我们采访了于振鸿研究员。
问：航空动力的排放法规及测量方法与机动车有何异同？
于振鸿：由于成本和安全性的原因，航空动力的排放测量与机动车存在着明显不同。首先，国际民航航空排放法规的对象是额定推力较大的喷气式发动机，而发动机排放测量是作为适航认证的一个必要过程来实施。其次，虽然民航客机多数时间在巡航高度运行，航空排放认证仅针对与飞机在机场区域的排放，具体而言，仅对飞机在起飞、爬升、降落和滑行四个阶段排放的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、和非挥发性颗粒物进行评估，而发动机制造商不需要对巡航排放进行测量。另外，出于安全和人员健康的考量，航空排放测量仪器和人员需要与发动机保持一定的距离，因而航空排放法规也规范了测量系统的安全距离。就测量仪器与技术方法而言，航空排放与机动车有着较高的相似性。
问：航空排放对环境和气候有什么影响？
于振鸿：航空排放对环境的影响主要分为对机场区域的影响和对全球环境的影响，现阶段国际民航法规仅规范了对机场区域影响的评估，由于发动机巡航排放测量的高度复杂性以及高昂运行成本，只有极少数民用发动机的巡航排放完成了有效评估，因而当前航空排放对全球环境的影响主要通过各种数值近似模型进行推测。与机动车不同，航空活动对气候的影响来自两个方面：温室气体的排放，主要是二氧化碳和氮氧化合物；以及尾迹云和尾迹云诱导卷云的生成。现阶段，航空排放温室气体的气候影响基本上比较明确，但尾迹云的生成机理以及对气候的准确影响还不是很清晰，缺乏可靠的实验测量，存在着较高的不确定性。
问：国内关于航空排放主要开展了哪些研究，在国际上处于什么水平？
于振鸿：国际航空排放的研究起始于九十年代中期，近年来研究的重点聚焦于可持续航空研究对航空排放的影响以及尾迹云的形成和气候影响。国内航空排放研究还处于起步的阶段，目前主要在机场区域环境方面展开研究，并且在这一领域和航空排放预测上，取得了一些成绩，同时国内在航空排放的研究，也受制于缺乏自主知识产权的商业化民航发动机以及欧美国家在整个航空领域的技术壁垒。
问：减少航空排放的未来技术路径有哪些？
于振鸿：未来减少航空排放主要有四条技术路径：
1) 研制新型高效的飞机，具体措施包括研发燃烧和动力效率更高的发动机、使用轻型复合材料、提高飞机的气动效率进而降低油耗等；
2) 使用可持续航空燃料；
3) 优化飞行路径，设计合理的航线；
4) 执行国际民航组织制定的国际航空碳抵消和减排计划（CORSIA）。
问：可持续航空燃料未来会如何发展？
于振鸿：可持续航空燃料是航空产业碳达峰和碳中和的重要手段之一，其全生命周期的碳减排可以达到80%，当前全球共有超过50家航空公司和至少45万个航班使用过或正在使用可持续航空燃料，可持续航空燃料的购买合同总值超过了170亿美元。未来可持续航空燃料的发展将着重于降低生产成本、提高其商业竞争力、扩大其适用范围，美国民航局估计到2028年，可持续航空燃料的使用率可以提高到整个航空燃料市场的10%以上。
（转载：中国内燃机学会）
