绿色机场建设要综合考虑能源和环境问题
作者: 来源:中国环保协会 发布时间:2016-03-24 21:23:09 浏览()次

 

  ◆中国环境报记者 刘潇艺

  前不久,上海市信息中心与德国国际合作机构(GIZ)在上海举办了中国碳交易航空领域碳排放核查国际研讨会。会上,上海市发改委秘书长周强指出,上海作为国内唯一一个把航空行业纳入碳交易体系的试点地区,在航空行业碳排放管理方面做了一些探索和尝试。春秋航空近日联合兴业银行上海分行等共同完成了上海首单碳配额卖出回购业务。

  中国民航机场建设集团公司等发布的《英国、爱尔兰机场可持续发展调研报告》(以下简称《调研报告》)指出,“机场是一个独特而复杂的空间,通常汇集了数百家企业、成千上万的车辆以及数以百万计的乘客,据联合国政府间气候变化专门委员会资料,全球CO2人为排放量中,航空业的碳排放量约占2%,而机场运营的CO2排放约占航空业总排放的5%”。

  无独有偶,近日,英国贸易投资总署在北京举办了一场以“绿色机场”为主题的交流活动,相关专家学者在分享英国可持续发展机场方面的心得与经验时,也强调了机场的碳排放管理。

  随着机场吞吐量不断攀升,旅客、货邮增加带来的能耗也持续增长。如何走出一条既符合机场发展要求,又满足旅客出行需求的“绿色发展”之路呢?

  机场存在哪些环境问题?

  噪声、能耗、空气质量和废物等问题制约机场发展

  航空运输在中国经济社会发展中占有极其重要的地位。根据中国民航局制定的民航强国战略,到2030年中国将全面建成安全、高效、优质、绿色的现代化民用航空体系。国际航协也提出,到2020年,国际航空领域的年均燃效将提高1.5%;到2050年,碳排放量将比2005年净减少50%。

  据介绍,中国民航发展绿色机场的最大问题和挑战是,随着机场规模和数量的不断扩大、增加,机场能耗持续增长,减排压力不断加大。

  由于环境问题的制约,一座机场的实际运营能力会低于其基础设施所能提供的容量,从而限制机场响应需求和助力区域发展的能力。

  机场的运行对周边地区会产生一定的环境影响,尤其是飞机噪声影响范围大,持久并不易减少。国内外机场,尤其是运量大的机场,大多受到此问题的困扰。有数据显示,2009年,中国大约运营166个民用运输机场,噪声影响严重的大型机场有24个。

  “如何控制噪声影响,实现机场与周边区域和谐共处,是全世界民航业面临的共同难题。英国一些机场同样也面临着噪声影响问题,并在噪声监测、管理等方面进行了长期有益的尝试。”曼彻斯特城市大学教授Callum Thomas介绍,英国各机场管理当局都很重视与周边社区的沟通,各机场都设立了专门的机构和人员,处理机场噪声的评估、投诉和反馈。

  Callum Thomas介绍:“例如,建立专门管理机构,负责开展机场噪声影响水平监测、与公众和周边社区交流以及协调采取噪声减缓措施;建立噪声监测和管理系统,与空管雷达数据相关联,实现对每个航班噪声值的监测;采取减噪飞行程序,例如限制夜航、推行连续进近、对航空器进行限制等。”

  除了噪声问题,机场及周围的局部空气质量可能正成为制约机场建设的第二大环境问题。

  据介绍,机场上空的空气质量主要受到飞机运营、停机坪活动(如补注燃油、地面搬运车辆的使用)、能源生产、引擎测试、消防培训活动及机场往来车辆的废气排放等因素的影响。

  “曼彻斯特城市大学的一份《英国机场可持续发展规划、涉及和管理实践研究》(以下简称《研究》)报告指出,欧洲通过立法对特定区域设定了污染排放标准或空气质量标准,英国虽然没有针对民航业设立特定的空气质量目标,但空气质量的测定是地方当局义务的一部分,所有问题均由机场和地方当局共同处理。” Callum Thomas介绍。

  以希思罗机场为例,政府已声称,如果第三条跑道无法符合欧盟的立法要求,则当局无法为其修建和运营提供支持。

  Callum Thomas同时指出,英国管理机场及周边区域空气质量最主要的措施就是鼓励乘客使用公共交通出入机场。

  曼彻斯特城市大学讲师Christopher Paling指出,绿色机场目前并没有一个清晰的定义,在机场的设计、规划、建设和运营过程中,要尽量使机场对环境和当地人口的影响降到最小。“当我们考虑建一个新的航站楼或新机场时,会考虑能源使用,以及建设过程中的材料使用和建成后水的使用等方方面面的因素。”此外,他还指出,机场施工本身也会产生环境影响,例如建筑材料的运送会对空气质量产生影响。废弃物的清理、碳排放等,也是从设计到运营每个阶段都要考虑的问题。

  建绿色机场划算么?

  初期额外投入换得全生命周期的回报

  关于记者关心的绿色机场成本问题,Callum Thomas解释道,“在一个建筑的整个生命周期中,其消耗的能源和水的成本往往大于建筑本身的建设成本。因此,建绿色机场划不划算,要从整个生命周期来看待。”建设绿色机场之初,可能在设计、建造等环节会多投入一些资金,但这部分钱在整个生命周期中会得到回报。

  Christopher Paling指出,额外的成本是可以通过计算得出的。例如额外增加一个技术需要的花费,这项技术在机场生命周期中可以省多少钱,可以通过数字来进行核算。以LED灯为例,其初期花费确实比普通灯具要贵,但在未来几年中可以通过节电收回成本。

  据了解,本着持续引入新技术的原则,北京首都国际机场近年在航站楼和停车楼逐步将照明灯具更换为LED光源。目前,已完成3号停车楼两期共计25000余盏灯具的更换工作,1号航站楼、2号航站楼的光源改造让航站楼更加亮起来。经测算,LED灯具较旧灯具节约用电25%左右。

  英国贸易投资总署交通与尖端工程行业副总监罗凯(Ian Lockhart)则指出了绿色机场建设中的一个重要问题:机场的规划建设和运营往往不是同一批人。最初对项目进行资本投入审查的人,和项目建成后运营项目的团队之间沟通出现断层。“任何一个机场最大的花费就是能源的花费,以希思罗机场2号航站楼为例,在能源方面可节约40%左右的资金,这一数字再对比建设初期的额外高投资,很明显是值得的。”

  他举例,英国机场采取的主要节能措施有热电联供能源系统、光伏发电和生物质燃料的可再生能源利用、简单高效的自动控制系统和能耗监测平台,以及常规节能技术的系统应用(包括建筑自身的节能设计,如采用天窗增强自然采光,自然通风设计,屋顶和天窗的遮阳设计)等。这些节能措施的综合应用,可以使机场系统在能源方面取得显著成效。

  “以都柏林机场为例,随着每年客流量的增加,年能耗却在逐渐递减。从2011年到2013年,年客流量增加约16%,而年能耗却降低了约12%。对于曼彻斯特机场,相比2009年,2014年节约用电30%,节省费用达约300万英镑。” Ian Lockhart举例说。

  在水耗方面,英国的经验是:尽量减少用水,采用废水回收和净化以及雨水收集等措施。《研究》指出,在希思罗机场,机场空侧设施中已经安排闭环车辆清洗设备,通过过滤和浓缩,除去水中的废物,使95%的用水可以重复使用。从清洗间屋顶收集的雨水可以进入供水系统。东米德兰机场已经安装了免冲洗小便池,并使用收集的雨水来冲洗厕所,使每位乘客的耗水量减少了19%。

  此外,机场的运营、飞机内部清洁以及乘客接待活动都会产生大量垃圾,希思罗机场的运营每年会产生大约10万吨垃圾,要对垃圾进行有效管理,就需要按成分(例如纸张、金属、玻璃和塑料)对废物进行分类。

  《研究》中举例,希思罗机场有限公司承诺到2020年,每位乘客产生的垃圾比2008年将减少10%,机场雇佣员工手动分类垃圾,这一措施将其3号航站楼的垃圾回收率从30%增至43%。

  据介绍,在2012年,希思罗机场从其餐饮和零售合作伙伴处直接回收了超过600吨食物垃圾,并通过厌氧分解处理将其转化为土壤改良剂,然后用于景观绿化。2012年,爱丁堡机场设立了一个目标,通过回收和厌氧分解措施,将分离并转移80%原本直接填埋的垃圾。同时,伯明翰机场将每年超过70吨的食物垃圾运输至浪迪厌氧分解厂,这些垃圾转化为化肥,同时产生的能量可供当地超过2500个家庭和企业使用。

  种种数据表明,绿色机场初期建设投资与其全生命周期的回报相比,无疑是划算的。

  我国机场怎么绿起来?

  节能降耗要关注细节,新技术的应用助力绿色机场建设

  中国民航局2015年就《绿色机场规划导则》向公众征求意见,这也是中国首次明确空地一体、减少周边环境影响、整体降低能耗的绿色机场规划蓝图。

  根据征求意见稿,绿色机场规划应根据机场定位,从资源节约、环境友好、运行高效和人性化等方面制订绿色目标并进行细化和分解,以指导绿色机场设计和建设。绿色机场规划应遵照统一规划、分期建设、适度超前原则,制定近远期规划并有效保障远期规划落实。绿色机场规划应通过空地协调规划,实现机场空地运行衔接顺畅、总体容量最大化。

  目前,机场的停机坪上有很多为飞机提供地面服务和保障的车辆,这些车辆多利用柴油作为动力,不仅能耗大,而且已成为停机坪上除飞机之外最大的污染源。为减少这些车辆对环境的污染,国内外很多机场已逐步开始推广使用纯电动车辆。这其中主要涉及的新技术是电动汽车技术和电池充电技术。

  在国家新能源车辆产业布局驶入快车道的同时,机场地面车辆“油改电”试点项目也正在推进。北京首都国际机场作为全国“油改电”工作首批试点单位,全面启动了飞行区地面特种车辆“油改电”项目的试点工作。现阶段,首都机场重点在车辆准入管理、配套设施建设和政策研究方面“三管齐下”,有序推进飞行区内中小型通勤车辆及部分特种车辆“油改电”试点工作的分步开展。

  据介绍,目前在机场使用的充电技术分为两种:集中式充电和分布式充电。前者是主充电方式,后者主要用于应急或补充充电。实践证明,两者可以优势互补。电池充电技术不仅属于低碳技术,而且具有很好的经济效益。据资料显示,摆渡车充一次电最多需要3个小时,可续航里程(不开空调)超过170公里,完全能够满足机场摆渡车一天的使用。

  与传统车辆运行费用相比,按每天行驶120公里计算,传统车需要消耗柴油45升,按7.60元/升计算,需要342元;而电动牵引车需要充110度电,按1元/度计算,需要110元。因此,仅就消耗能源的费用而言,每年可节省费用8.46万元。

  此外,电力电子技术的应用在绿色机场的建设中也发挥着重要作用。早在2008年,北京首都国际机场T3航站楼在规划设计中就率先采用了桥载400Hz静变电源和电动空调的方案。通过“桥载400Hz静变电源和电动空调替代APU”的实际运行,节能效果明显。此后,上海虹桥机场、浦东机场和广州白云机场也陆续采用了这个方案。

  统计数据显示,这项工程应用后,每个机场每年至少节省燃油消耗3.8万吨,减少二氧化碳排放12万吨。鉴于采用这一方案后的节能减排效果非常显著,中国民航局连续两年拨出专项资金在全国各机场普及安装桥载400Hz静变电源和电动空调。目前,在全国各省会机场均已投入使用。

  解决节能环保问题,是打造中国经济升级版的一项重要而紧迫的任务,而绿色机场建设也有着很广阔的发展空间。

  相关链接

  节能环保各有奇招

  ■深圳宝安机场

  深圳宝安机场新的航站楼设置了虹吸雨水系统,对航站楼屋面雨水进行收集。这些水可作为中水原水,经处理站统一处理后,向航站区内各中水用水点提供中水水源。此外,机场还利用飞行区内蓄水能力为160万吨的4号调节水池,建设了雨水处理站,日生产中水约7000吨。

  ■沈阳桃仙机场

  桃仙机场的绿色设计思路源于新加坡樟宜机场的园林景观建设,在旅客候机区内外共有植被26处。航站楼在种植花卉和地被植物的基础上,还增加了中东海枣和桫椤等大型物种,芭蕉树、棕榈树与值机柜台平行,使整个航站楼宛如一个天然“氧吧”。

  ■昆明小哨机场

  这是中国首个绿色机场,其按照可持续性、效率和安全性的标准,进行总体规划并创新消防设计。航站楼设计将当地地形、交通战略、有效的土地利用和空侧运营融为一体。其防火隔离带将主体结构与半安全区隔开,阻止火势蔓延。这可以节约额外消防措施的成本,并保持美观。

  ■新加坡樟宜机场

  2008年启用的新加坡樟宜机场第三航站楼,采用了当时世界上首创的日光屋顶。919片反光板,可让阳光直接照进室内。

  同时,喷射式扩散器使机场离境大厅的空调配置集中在人群聚集地,没有乘客的其他空间则不提供空调。

  ■美国芝加哥奥黑尔机场

  在美国芝加哥奥黑尔机场精心设计的屋顶上,太阳能光电板以及屋顶花园可以储存太阳能,并能截流过滤雨水。

  这样的设计,可降低热岛效应(绿化屋顶可降低室温3摄氏度~7摄氏度)、减少约10%的空调成本、降低室内声音达40分贝等。

  ■加拿大温尼伯机场

  低排放的车辆,如天然气动力车、电动车、油电混合车、混合动力汽车等,早已在加拿大温尼伯机场运作起来。

  如今,在温尼伯机场,旅客登机廊桥也已由电力取代了柴油动力,部分电力来自太阳能电池板。