2014-10-02

永續天空:航空業的節能減碳

作者/譯者:CSRone

現今陸運與海運都致力於節能減碳,例如汽車業推出了電動車與油電混合車;船運業者則採用阻力較低的船隻設計來節省油耗。在此同時,航空業也跟上了這個趨勢,在飛機設計與飛行的規劃方面落實。

航空業的能源消耗相當密集,譬如將一噸的貨物送一公里,以卡車運輸會產生50公斤的二氧化碳;改用海運則是21~15公斤;若用空運則高達550公斤,而目前全世界的航空運輸量非常大,需在節能方面繼續進步,才能在維持經濟效益的同時永續發展。

 

減重省油

一架中程噴射客機飛行一小時耗油多達約五噸,若盡可能減輕重量,省下的經濟與環境成本會相當可觀。

為了減重,最新的波音787與空中巴士A350客機等新機種在許多的部件以更輕複合材料取代傳統金屬材料,在機身採用的比例達50%以上,進而減少飛行時的油耗。

除了機身減重,有些國外的航空公司還進一步要求機上搭載的座椅減重,以重量較輕的環保材料做為椅套;或是從乘客餐具著手,以較輕的塑膠材質製作餐盤,同時減少其體積,讓每趟航班的餐車從4台減少到3台,此外還可採用材質較輕的貨櫃取代原來的鋁製貨櫃。這些減重措施看來或許不起眼,但若在可行的範圍內盡可能找出減重的機會,長期下來便可省下可觀的燃油。

 

修改結構以降低油耗

在引擎方面,奇異公司的GE-90引擎是個成功的範例,這款引擎是長榮與華航的波音777客機皆有選用的型號。GE-90具備特別設計的碳纖維葉片,不但重量較輕,空氣動力學設計也更進步,於是在推進時更有效率,能減少油耗,而且其超高旁通比(旁通比為外進氣道與內近氣道的氣流量比例,請見下圖)也有利於以較少的燃油航行相同的距離。

圖解旁通比 永續天空:航空業的節能減碳

另外一項能節省油耗的地方在機翼的翼尖,若此部件的設計稍加修改,就能進一步提升節能效率。舊型客機的機翼的翼端通常是平直的設計,而波音777與其它新型波音客機的翼端則是斜削式設計,可以讓飛行時的空氣流動更順暢,不但更省油,也讓飛機起飛所需的跑道距離更短,還改善了爬升能力。

圖解機翼 永續天空:航空業的節能減碳

比起國際上廣泛採用的早期或中期型747,波音777因結合了上述引擎與機翼的設計,航行效率比前者更優秀。若是在台北與洛杉磯之間來回,波音747-400上每位乘客的平均二氧化碳排放為2385公斤,換成波音777則是2093公斤,比747-400少了13.95%。

而747近年來的最新款747-8也繼承了波音777的設計優點,例如斜削式翼尖與先進的碳纖維葉片,是一款對環境更友善的飛機。

 

修改駕駛方式與程序

油耗與操作的方式也息息相關,所以有的航空公司就從這方面著手節能減碳。例如改善起飛到降落的計畫精準度、設定最有效率的飛航路線與高度、地面時關閉部分引擎滑行,並且恰當的安設飛機的重心位置,就能用同樣的油量飛更多的里程。

 

參考資料
長榮航空環保網站 中華航空環境永續報告書
長榮海運 西南航空永續網站
西南航空永續報告 FlightGlobal雜誌
世界民航雜誌 207期 奇異公司網站
照片來源:Martin Fisch

 

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