碳排放强度的量化受到许多政府和国际组织的高度重视，例如，英国的EFRA使用碳排放因子来计算不同距离产生的碳排放，而温室气体协议则进一步细化了排放因子，使其成为国际舞台上广泛使用的确定碳排放的工具。
1. 引言
自工业革命以来，全球经济进入了快速发展阶段，但随之而来的是日益严重的环境问题。英国、美国等国的气象局对工业革命以来的温度变化进行了评估。世界气象组织在《2022年全球气候》中指出，2022年全球平均气温较工业革命前上升1.1°C，海平面较10年代上升超过1990厘米（WMO《2022年全球气候临时状况》）。造成这一现象的主要原因是人类生产生活碳排放量不断增加，导致全球碳浓度持续增加。可以预见，如果不加以防治全球变暖，全球经济发展将受到阻碍，人类的生产生活也将受到很大影响。碳减排已成为一个重要的研究课题。
由于需求来源的属性，航空运输业在世界经济蓬勃发展的同时，正以年均5%的速度快速发展。航空运输以化石燃料为主要能源，因此随着其快速发展，化石燃料被大量消耗。根据国际能源署的数据，民航业产生的人工碳排放量占全球人工碳排放量的 2-3%。根据约克大学温室气体排放预测报告，预计到2050年，航空航班造成的温室气体排放量将达到全球总排放量的15%。对此，世界各国政府和相关部门纷纷制定相应措施，减少航空运输的碳排放，削弱其对环境的影响。其中，欧盟于2005年正式建立碳排放权交易体系，要求其成员国按照自己的计划分配排放许可证。该系统覆盖了 11,500 多个发电站、制造工厂、飞机和其他高耗能设施。2008年，欧洲理事会通过“2008指令”，实施“绿天”计划，严格限制商业航班的碳排放，包括在欧盟成员国境内起飞、降落和转机。2016年，国际航空运输协会（IATA）根据CORSIA（国际航空碳抵消减排计划）提出，“从2024年开始，碳排放量应控制在85年碳排放量的2019%，到2050年，碳排放量应至少减少到2005年的一半”（CORSIA）。2020年，习近平总书记提出“碳达峰、碳中和”的“双碳”目标，以应对全球变暖等环境危机。根据民航发展“十四五”规划，预计航空运输每吨公里碳排放量将从14年的0.928千克减少到2020年的0.886千克。中国民航运输业的碳减排使命正在进行中。
根据中国东方航空785年半年报告，作为中国三大航空公司之一，截至2023年上半年，东航拥有2023架飞机，在实现收入的同时也产生了巨大的碳排放。其中，东航2013-2022年碳排放总量如图1所示。如图所示，从2013年到2019年，东航的碳排放总量逐年增加，20年超过2019万吨。因此，在民航局、国际航空运输协会、欧盟等政府组织为减少碳排放、履行社会责任而施加的巨大压力下，东航围绕“双碳”目标，在减少碳排放方面做出了实质性努力，并取得了一定成效。截至2022年，东航APU（辅助动力装置）的整体利用率已达到99.99%，用于更换为飞机供电和供气的设施。新增临时航线累计行驶里程16.000万公里，飞行距离缩短383.000万公里，油耗减少54.000万吨，减少碳排放170.100万吨。此外，2022年，东航首次使用了5%比例的可持续航空燃料（SAF）。经测试确定，与传统化石燃料相比，可持续航空燃料可以减少高达85%的碳排放。
图 1.2013-2022年东航碳排放总量。
2. 碳排放强度计算
碳排放强度的量化受到许多政府和国际组织的高度重视，例如，英国的EFRA使用碳排放因子来计算不同距离产生的碳排放量，而温室气体协议则进一步细化了排放因子，使其成为国际舞台上广泛使用的确定碳排放的工具[
1].此外，世界资源研究所开发了一种名为“安全气候”的工具，用于量化每公里旅行的碳排放量[
2]。国际民用航空管理局（ICAA）还设计了一种独特的方法来测量碳排放，考虑了参与碳排放交易的所有实体的数据[
3]。
最近，通过将飞行各个阶段的排放量相加来计算航空总碳排放量的研究有所增加。Kalivoda （1997）对不同的飞行模式和阶段使用不同的计算方法来评估总碳排放量[
4]。在达勒姆机场的起飞和着陆（LTO）期间，Graver和Fery（2009）编写了飞机排放目录，并通过整合各种飞行模式和阶段来确定碳排放[
5]。Postorino和Mantecchini（2014）设计了一种计算机场碳足迹的技术[
6]。这种方法包括陆地车辆、地面飞机、终端设备和相关设施的碳排放。该方法有助于计算机场内各个来源的碳排放量，并深入了解其对整体碳排放的影响[
7]。Zaporozhets和Synylo（2017）进行的研究中详述的方法在多个国际机场得到有效实施[
8]。通过分析飞机在机场排放的污染排放，研究人员能够精确评估每个因素对机场空气质量的贡献。Li et al. （2023） 提出了一种新的自适应分数阶灰色广义 Verhulst 模型 （SAFGGVM），以有效预测中国、美国、印度、俄罗斯和日本的能源相关碳排放强度，具有非线性和复杂的特征 [
9]。传统的时间序列和回归预测模型作为计量经济学建模方法的代表，在碳排放预测中得到了广泛的应用（Pan et al.， 2014;Shi等，2023）[
10,11]。
3. 影响碳排放的因素
在最近的研究中，研究人员探索了影响航空业碳排放的因素以及有效干预的方法。Jan和Chrystyane（2017）对美国16家航空公司的数据进行了回归分析，以研究航空公司的总燃料消耗量与12个变量（包括可用吨公里）之间的相关性[
2017]。Liu等人（13）进行了一项实证研究，发现收入吨公里对航空运输碳排放的影响最为显著。他们还强调了降低潜在能源强度在减少大多数航空公司碳排放方面的显着作用[
2017]。Zhang等人（14）确定了导致中美航空公司能源效率差异的各种决定因素。这些决定因素包括机龄、乘客数量、货运量、企业规模和航空公司所有权[
2019]。Shi et al. （15）认为经济发展、产业规模和人口规模是中国航空运输业碳排放的主要驱动因素。相比之下，能量和运输强度被确定为抑制因素。他们的分析强调了了解导致该行业碳排放的各种因素的重要性[
2020]。Hu et al. （2007） 分析了中国江苏省九个不同机场在十年间（2016-16 年）起降周期中的飞机碳排放量（每位乘客的数量和强度）。结合碳排放形势，探讨了航班时刻、所用飞机类型（发动机）、起降周期、机场地理位置等多种因素对碳排放水平的影响[
2023]。Yu et al. （17）以深圳宝安机场为例，研究了机场陆侧交通对机场碳排放的重要影响。采用累积法对不同类型地面设施对机场日均碳排放强度变化的影响进行定量测量和特征分析，并预测其变化趋势[
2022]。同样，Song et al. （18） 采用 LMDI 分解技术来研究机场开放性、连通性、运输和能源因素对飞机碳排放的影响。他们为加强航线规划、优化网络结构和分配适当的飞机类型提供了建议[
<>]。
对于航空公司而言，碳排放强度对运营指标数据的影响比研究碳排放源的影响更为显著。本文以东航内部运营为例，对东航的碳排放强度进行了建模。综合考虑可用座位公里数（ASK）、客座率（PLF）等因素，为东航减少碳排放提供建议。
4. 碳减排措施
本文构建了一个模型来调查东航的碳排放情况。我们的分析利用多元线性回归和调节效应分析模型来探索可能影响排放强度的因素。我们的研究结果表明，机队规模、每架飞机的平均机龄和每单位乘客公里的燃料消耗量对中国东方航空的碳排放强度有正向影响。然而，PLF对碳排放有显著的负面影响。此外，我们还进一步探讨了东航的碳强度与其营业收入之间的关系。结果表明，碳排放强度与营业收入之间的正相关关系不显著，但大致可以看出，碳排放强度越高，航空公司在目前不受碳排放约束的情况下，利润价值越高。但是，在碳排放约束条件下，没有考虑减排成本或参与碳交易的成本，在碳交易约束下，航空公司的负外部性会受到限制，航空公司的利润价值会降低。
本文基于本文的研究结果，结合国内外航空业采用的一些减排技术，提出了提高碳排放效率、实现清洁生产的四点建议，以解决第二个问题，并根据介绍中东航碳排放强度的影响机理，为航空公司提供运营和发展建议。首先，通过扩大战略联盟、设计多样化产品、保持超卖，东航可以减少碳排放和碳强度。其次，将机型与航线需求相匹配，优化航线网络，实施节油技术，可以降低每乘客公里的油耗。此外，解决空域拥堵问题、改善跑道运行和加强合作放行机制可以提高准点率。最后，引进新技术，引进具有高减排能力的飞机，推广生物燃料的使用，可以进一步减少碳排放。这些发现也可能适用于中国的其他机场，以减少燃料消耗和拥堵，同时提高准点率。
This entry is adapted from the peer-reviewed paper 10.3390/su152316383
