2024年12月，美国交通部发布了《2024美国航空业气候行动计划》，总结了民航业包括降低能耗、排放和噪音污染上的CLEEN计划、推动航空业可持续转型的FAST项目、可持续飞行国家伙伴计划（SFNP）、下一代空中运输系统（NextGen）等取得的成果，以及美国政府和航空公司、飞机制造商、供应商、机场、能源公司的合作项目，概述了向净零目标的进展，强调要在实现目标的同时增强航空业的经济贡献。
背景
图1 SAP-MAP2024（绿色为已提交SAP的国家和地区。我国已于2022年向ICAO提交《2022中国民航绿色发展政策与行动》，向国际社会全面介绍中国民航业碳减排的实践经验，展示绿色转型成果。）
2024美国航空业国家行动计划
2024美国航空业国家行动计划（下文简称“计划”）主要从两部分展开，一部分是总结2021 SAP背景下的净零进展，另一部分是对接下来三年的民航减排及技术发展工作提出展望。“计划”指出，由联邦航空管理局（FAA）和美国国家航空航天局（NASA）领导民用飞机的研发工作，2050年后由美国能源部（DOE）予以完善，并提出美国国防部（DOD）的研发工作也可能适用于民机，会对民机发展做出补充和完善。“计划”强调，国家支持的技术路径将并重经济性与可持续性，项目需要实现降低资本投入和运营成本，提高经济效益。
“计划”指出美国政府已将发展和部署可持续航空燃料（SAF） 确定为航空气候行动的重要优先事项。通过联邦政府各部门协同设计包括SAF税收抵免和投资抵免的经济激励措施，帮助缩小SAF与石油喷气燃料的成本差距。这与拜登政府于2022年出台的《通胀削减法案》目的保持一致——通过支持抵免SAF和清洁燃料生产的税收，促进消费者的购买力，用政策激励SAF实现民航业的高标准减排需求。
FAA支持测试燃料安全，分析了解SAF的经济性、对环境的影响以及潜在的产量，以及协调民航业内、联邦政府、和国际社会的资金支持，去发展更具经济潜能的SAF产业。“计划”展示了FAA领导的、旨在投资可持续航空燃料的生产使用以及开发低排放航空技术的FAST计划。FAST计划在去年8月进行了颁奖，宣布来自23个州的36个SAF和技术项目将获得共计2.91亿美金的拨款（图2）。其中，22个关于SAF的供应链研究和生产基础设施建设的项目共得到近2.45亿的资金；其余的4650万美金用于资助14个开发低排放航空技术和相关测试能力的技术项目。下图中绿色为获得拨款的SAF项目，蓝色为技术项目，可见这些项目在美国的地理位置分布。
FAA领导的另一计划为CLEEN计划，由公私部门合作，受到可持续发展中心（ASCENT）的支持，旨在开发可认证的飞机和发动机技术。第三阶段工作成果将在2026年进行地面和飞行测试演示，于2030年代纳入新一代发动机和飞机产品。第四阶段工作将于2025年启动，促进美国业内各机构和企业新的五年期合作。在CLEEN的策略下，“计划”认为美国民航业能够在2035年引入新型窄体飞机、2040年引入新型宽体飞机，让新飞机逐步替代当前航空器，下一代飞机的燃油消耗将比2024年最先进的飞机降低30%。
上文中，支持CLEEN计划的ASCENT由FAA（美国联邦航空局）、NASA（美国国家航空航天局）、美国国防部、加拿大运输部和EPA（美国环境保护署）共同资助建立，同时出现在了美国和加拿大政府发表的国家行动计划中。它支持美国和加拿大的21所大学、60多个私营部门合作研究提高航空业的能源效率。美加两国的SAP在这样的合作项目中显示出明确的联系。
SAF产业由于其高经济价值同样受到美国农业部（USDA）的支持。USDA从原料供应链、环境、经济和社会层面给出分析，并资助SAF经济路径的商业化发展，通过政府拨款和贷款担保为 SAF 生产基础设施的建设和完善提供财政援助。“计划”着重强调USDA牵头确保了农民因气候智能型的农业实践——包括与 SAF 生产相关的实践，而获得补偿。
在美国能源部（DOE），扩大生产和大规模部署SAF由以下几个办公室协同支持:
DOE的生物能源技术办公室(BETO)负责支持SAF的生物化学、热化学和混合工艺的研发，从试用前、试用中到示范阶段的规模转换。择优发展的SAF原料包括生物质、工业/电力废气、所有类型的废物原料和藻类。“计划”指出美国能源部对温室气体排放的可持续性和全生命周期的排放进行了分析，并评估了技术经济和资源。
DOE的贷款项目办公室（LPO）负责支持SAF贷款和贷款担保。
DOE的化石能源和碳管理办公室(FECM)负责支持探索利用二氧化碳作为原料生产SAF的技术路径。
经“计划”统计，2022年美国航班飞行燃烧燃料产生的碳排放超过美国航空业总量的97%，其余来自机场运营，因此，“计划”中提到的碳排放值主要为航班飞行过程中产生。另外，“计划”将2050年喷气燃料的预计碳排放量提高为2021年版本的1.11倍，表明增大的飞行流量将对美国民航产生更大的减排压力，也对技术创新提出更大要求。
NASA通过可持续飞行国家伙伴计划（SFNP）支持民航业脱碳工作，包括一系列综合的飞机和推进技术的地面和飞行演示。开发减少飞行阻力的超高效机翼（如TTBW）、小型核心燃气轮机、电气化和混合电动飞机推进系统，以及高速复合材料飞机制造等新技术，以快速生产新型飞机。
DOD和DOE正在投资燃气轮机效率以及电池和能源存储技术，DOD设立的混合翼体飞行演示器项目要求JetZero设计、制造一架具有潜在商业和军事双重用途的验证机，并将于2027年进行试飞。
针对飞行安全、航班流量、天气等不确定性因素，“计划”提出美国的下一代空中运输系统（NextGen）在开发和引入创新技术，形成更安全高效、更可预测的系统，减少燃油消耗、排放和噪音，提升空中交通管理（ATM）水平。NextGen要求在操作层面重点提高飞行数据质量、优化信息分配和自动化系统；特别是在巡航飞行阶段帮助运营商选择更节能的航线。截至2024年底，NextGen计划已完成基础设施的改进，并在整个国家空域系统（NAS）部署了导航、监控、通信、自动化和信息基础设施。基于性能导航（PBN）程序已经在NAS中推广，能够创建精确、可重复的三维飞行路径。基于航迹的运行（TBO）能够在整个基于4D（纬度、经度、高度、时间）的航班轨迹上动态维护航迹信息以节省燃料。这些程序应用在跨洋航班上，规划飞行路径，可以显著规避危险天气，保证飞行更安全高效。
扩展阅读：国家行动计划（SAP）的概述
空客A320neos, A321neos, A330-200s, 巴航工业的190s、E195-E2s都验证了适配100%可持续航空燃料，承诺开发相应新机型，实现在2030年完全使用可再生能源供能航班。美国、英国、日本、挪威和瑞典等国的大型航司在投资研发氢动力飞机；瑞典Heart Aerospace等北欧私营企业开发的全电池电动飞机有望在2026年之前实现商业化。加拿大的普惠、DHC（De Havilland Canada）、三菱重工（MHI）和庞巴迪等致力于研发混动和氢电推进系统。
通过可持续飞行伙伴计划，NASA和FAA合作开发更高效的飞机和发动机技术；跨音速桁架支撑翼（TTBW）概念飞机由NASA和波音公司提出，因其飞机构型在飞行过程中产生的阻力较小，相比传统客机更节省燃料。结合能源转型、机场基础设施升级等新兴技术，下一代大飞机有望减少30%的燃料消耗。
要向绿色航空迈进，减排相关技术创新持续加强，北美、欧洲的部分SAP对碳捕集技术与封存（CCS）、直接空气碳捕集（DAC）等技术发展进行了明确推进要求。加拿大强调固碳的重要性，欧洲经济区（及瑞士、英国等）对应用减排手段后的飞行排放残留物再处理。另一方面，地面运行的供能升级、噪音污染减小对绿色航空的实现效果显著。超过78%的SAP国家已优化机场节能设施，用LED灯照明、用电动代替化石燃料驱动地面设备、用可再生能源为机场建筑供电，空客等飞机制造商自2019年起将SAF用作内部的物流运输，减少供应链上的碳排放。AI模型对机场跑道的再规划可以有效减少对周围社区的噪音污染。
3.基于市场的管理（MBM）政策与法规：在SAP指导下，基于市场的管理（MBM）政策与法规（排放交易体系（ETS）、碳税、CORSIA等）在国际层面产生广泛影响。所有欧盟国家和冰岛、列支敦士登、挪威都加入了欧盟排放交易体系（EU ETS），限制欧盟内部的航班排放，运营商需要根据规则购买排放许可证书以支付等额的碳排放量。
同理，使用SAF减少的碳排放可以赚取碳收入，继而补贴航司使用SAF带来的成本增幅。瑞士和英国分别有各自的排放交易体系（ETS）。表3中的国家以不同税率在燃料供应端和消费端征收碳税，且税额有显著差异。除此之外，一些航司会通过支持具有环保意义的项目，赚取符合ICAO标准的碳信用额，去抵消飞行期间的碳排放。
来源 I 民机战略观察
