从可持续的地面运营中获取价值

机场如何引领并从脱碳化浪潮中获利 作者 马蒂厄·布隆代尔 亚历山德罗·罗萨蒂 米克·沃森 随着航空业加速其可持续发展议程，机场在引领地面运营脱碳方面具有独特优势。本观点探讨了电气化、APU停用和发动机停用等解决方案如何减少排放并创造新价值。机场拥有超越合规要求、通过重新思考角色、商业模式和投资来将可持续性转化为价值创造、推动环境影响和竞争优势的工具。 全球航空业面临一个定义性的时刻 绿色航空的必要性 全球航空业正面临一个关键时刻。气候压力日益加剧，监管日趋严格，从乘客到投资者的利益相关者的期望也正迅速变化。幸运的是，航空价值链上的参与者并不仅仅局限于被动合规。事实上，他们拥有一个独特的机遇，将可持续性转化为竞争优势。 实现净零排放的竞赛已经启动，率先行动、战略协同并明智投资的公司将成为领跑者，在绿色转型中率先捕捉价值。 地面作业电动化 “绿色化”航空的两个杠杆已经触手可及： 地面作业和交通运输的电气化——提供了一条快速、切实可行的降低排放和实现更清洁交通的途径 地面作业和交通运输的电气化是航空脱碳征程的一个务实且影响深远的起点（见图1）。有两点使这一领域成为优先事项： 2.采用可持续航空燃料（SAF）——目前唯一可大规模推广的减排中长途航班解决方案 1.对减排贡献显著。地面运行和场内地面交通可占机场场地总排放量的高达30%。 展望未来，预计还有两个杠杆将重塑格局： 1.（混合式）电动飞机。这些飞机有望在不久的将来投入商业运营，并可能改变短途和区域航线。 2.成本效益。通过为这些活动供电，可以在相对较低的投资水平上立即获得环境效益，尤其是在与仍在开发中的长期、更复杂解决方案相比时。 2.氢动力推进。这仍处于早期阶段，面临重大障碍，但它可能成为长途航空深度脱碳的一个（非常）长期选项。图1. 绿色化方案 要充分实现电气化的全部价值，该领域必须超越技术准备阶段。 eGSE：可扩展且加速的转型 eGSE正在整个航空领域加速推广，主要地面服务提供商正将其设备从柴油动力转向电动行李牵引车、传送带装载机、地面电源单元（GPU）等。这一转型已开始带来切实的效益，包括： - 降低燃油消耗和相关二氧化碳排放 有几个电气化机会已经成熟，技术上可行，有潜力减少排放并降低运营成本。它们包括： - 降低维护成本，减少噪音污染 为空侧人员改善工作条件 - 电动地面支持设备（eGSE）——用零排放替代品取代柴油动力车辆 然而，障碍依然存在，特别是对于缺乏更新机队和部署充电基础设施所需资金（或无法获得专用资金）的小型机场而言。在许多情况下，这些机场自行运营地面服务，这使得投资负担更加沉重（考虑到电动地面支持设备目前比内燃机地面支持设备贵约20%，而维护成本几乎相同），同时也将采购决策权下放。 - 门控电气化——通过固定电气地面电源（FEGP）和预调空气（PCA）实现APU-OFF操作 - 关闭发动机滑行 — 使用TaxiBot等系统以减少地面滑行时的燃油消耗 这些解决方案兼顾了环境和经济效益，从节省燃料和维护的即时成本到长期改善排放性能带来的收益。然而，它们的部署也伴随着独特的挑战： 尽管面临这些挑战，未来十年全球GSE（地面支持设备）的电动化进程预计将显著加速。目前，电动GSE（eGSE）在全球安装总量中占比不到20%（约38,000台）。为满足机场、公共管理部门及设备操作方设定的脱碳目标，到2035年，这一数字需增长至四倍，达到约60%的电动化车队规模（约200,000台）。实现这一目标将取决于： - 资本投资需求与可变回收期 基础设施准备就绪与空间限制 运营复杂性及监管协调需求 要充分实现电气化的全部价值，该领域必须超越技术准备阶段。这需要： 加速舰艇更新周期 从2028年开始，新设备采购中电子通用支持设备（eGSE）的占比预计将超过年销售额的50%。 -各利益相关方协调规划 机场，处理人，航空公司，当局 市场预测显示，2023年至2035年期间，复合年均增长率约为9%，预计在2027/2028年左右出现拐点。 生态系统内各参与者的激励与制约因素量身定制的商业模式 预计到2024年，渗透率将达到约35%，到2031年将达到60%，到2035年将达到75%。这一转型主要将由轻型及基础电动GSE驱动，这些设备电气化更简单，且通常拥有更快的周转周期。预计到2030年，这些细分市场将占所有eGSE销量的80%，到2035年将高达90%。 采用的主要障碍在于偏远站点，这些地方的基础设施覆盖有限。 采用（APU-OFF服务）正扩展至印度（IndiGo）和日本。这项业务对APU-OFF服务提供商和航空公司都非常有利可图，因为燃油消耗减少所带来的价值由双方共享。对于窄体飞机而言，考虑到每次起降至少节省50公斤的喷气燃料，这意味着每次起降可节省约40美元，每年可节省8万至10万美元。 APU-OFF：一种经过验证的减少排放和降低成本的策略 APU-OFF策略旨在通过使用机场提供的FEGP和PCA系统，在飞机停机位期间替代飞机辅助动力单元（APU）的使用。这种转变显著减少了飞机在转场操作期间的燃油消耗、二氧化碳/氮氧化物（NOx）排放和噪音污染。 更广泛的普及取决于四个关键因素： 对于航空公司而言，采用APU-OFF模式能够实现切实的成本节约并提升可持续性。对于机场而言，该模式可改善当地环境表现，并支持其参与机场碳认证计划。据估计，每架次航班的节省金额在58至290美元之间，具体取决于飞机类型，窄体机带来的效益较低，而宽体机则能产生最大影响。 1.接触点和远程站点的基础设施就绪情况 2.航空公司、机场和地面服务代理之间的跨利益相关方协调 3.门设备标准化 4.结构完善的激励措施，以支持采纳和行为改变 发动机关闭滑行：地面移动效率的重大突破 采用的主要障碍在于偏远站点，那里的基础设施覆盖有限。PCA系统现在已安装在与接触站点超过55%的站点，但移动解决方案仅覆盖不到20%的偏远位置——这是一个关键的设施差距。一个有前景的应对方案是部署“组合”单元：结合了400赫兹电源和高效PCA的移动系统。这些单元专门设计用于将APU-OFF功能扩展到偏远站点，无需大量固定基础设施。 停机坪解决方案（ENGINE-OFF solutions）代表了机场地面运行脱碳化的一项重大创新，允许飞机在主发动机不启动的情况下滑行，以此减少排放、燃油消耗和噪音。 一种名为TaxiBot的半自动驾驶、无拖杆牵引车，允许飞行员无需启动发动机即可直接从驾驶舱操控飞机滑行，已成为最成熟的解决方案之一。它与机场控制系统完全集成，在滑行过程中显著降低燃油消耗、发动机磨损和二氧化碳排放。当大规模部署时，TaxiBot的运营每年有潜力削减数百万吨的二氧化碳，同时改善局部空气质量，并最大限度地减少航站楼附近的噪音污染。 这项技术已经成熟，并且已经大规模部署。例如，在拉丁美洲的20多个机场，已有超过200套组合单元投入使用，服务于包括阿祖尔、拉塔姆、戈尔、天空、墨西哥航空和维瓦航空在内的多家航空公司。 停机解决方案是空侧运营脱碳化的一项重大创新。 将目标转化为行动 监管是推动机场地面运营电气化的核心力量。欧盟“适应55”一揽子计划正将数十亿资金投入可持续基础设施，涵盖充电系统、固定式电气地面电源和转型规划。与此同时，国际民航组织（ICAO）和国际航空运输协会（IATA）正在收紧全球性规定，推动行业围绕净零目标进行协同。但真正的挑战是将目标转化为行动。结构不良的激励措施和碎片化的实施风险可能减缓进程——更糟糕的是，可能给本已资本密集的行业带来过度负担。 尽管其获取成本相对较高（通常每台达170万至230万美元），但商业案例极具说服力。单台设备每年可处理高达7,000次动作，净节省成本在每次动作中范围为17至69美元，具体取决于飞机类型和机场配置。然而，目前采用仍受限制，主要原因在于： 操作复杂性及与场内程序的协调需求 合规与价值创造的差异将取决于治理。欧盟、美国、英国和新加坡等领导者正在设定步伐，但许多其他国家需要有针对性的支持来建立连贯且具备执行力的监管框架。 与空中交通管制（ATC）和地面服务程序进行整合的需求 投资和所有权模式方面的不确定性 技术已成熟，应用必须跟上。 大规模实施发动机关闭操作同样需要调整机场程序和监管框架，尤其是在离港方面。与承运人和空中交通管制部门的协调至关重要，以统一航线、时刻表和转场时间。在某些情况下，必须调整服务道路、停机坪后勤和塔台人员配置，以便快速将地面支持设备从跑道上撤回，避免延误或运营效率低下。 脱碳化地面操作的技术已不再是实验阶段。电子地面支持设备（eGSE）、辅助动力单元关停程序（APU-OFF）和发动机关停系统等解决方案在各大全球枢纽技术上已成熟并投入使用，证明了其可靠性和运营可行性。监管动力正在推动脱碳化进程，但由于以下原因，采用速度仍然缓慢： 最终，广泛部署将取决于回答以下三个问题： 资本性支出需求 --碎片化的利益相关者责任缺乏必要的基础设施 1. 谁应该投资该系统？ 2. 谁应该操作它？ 商业机会存在于成熟度与采纳度之间的差距之中。然而，将机会转化为可扩展、能产生价值的系统需要投资、协同以及对标执行。 3.如何捕获并跨航空公司、机场、处理人和管制塔等利益相关方共享价值？ 商业机会存在于成熟与采纳之间的差距。 机场掌握着战略领导力的关键。 在航空业参与者中，机场在管理绿色转型的复杂性方面具有独特的优势。它们掌控着实现变革所必需的核心手段，包括总体规划、空间分配、电网协调和基础设施部署。这使机场能够克服通常阻碍采用进程的摩擦点，从而比分散的各方更快、更协调地推进。 幸运的是，支持采用的生态系统已经建立，无论是在财务上还是在运营上。融资杠杆包括： 由发展银行和商业银行提供的绿色贷款和可持续性关联信贷额度 混合金融计划，将公共拨款（例如欧盟连接欧洲设施[CEF]、国家复苏计划）与私人资本相结合。 航空公司正日益给其地面合作伙伴施压，要求它们将电子化服务作为自身脱碳战略的一部分来提供。 租赁模式和按使用付费合同，减少前期资本支出并使成本与使用量相匹配 地勤公司开始投资电子地面支持设备及相关能力，但他们通常缺乏足够的资金或基础设施自主权来独立扩展规模。 公私合作模式，尤其适用于跨租户或基础设施密集型投资。 在运营层面，一个成熟的、由专业合作伙伴组成的网络在区域和全球范围内均处于活跃状态。例如TCR、AES、HiSERV和AirRail等公司，它们提供从eGSE车队到充电基础设施的集成化电气化解决方案（如图2所示），帮助机场和设备处理方加速部署，同时将运营风险降至最低。图2说明了机场如何在绿色地面运营的参与度谱系上进行自我定位——从被动合规到主动赋能，再到完全战略性的统筹协调。为采取更具战略性的立场，首先应提出这样的问题：“我们希望如何在我们的场地上赋能能源转型？” 地面作业的电气化代表着航空业能源转型的第一波。 秉持此理念，机场有机会实现价值——前提是它们愿意重新定义自身角色。通过拥抱新的商业模式，它们可以转变为战略参与者，具体方式如下： 为租户提供能源服务或绿色通用服务（GSE）服务 通过租赁、合资或所有权等方式盘活基础设施 那些现在采取行动的人将更好地为第二波进行结构性准备，包括飞机电动化。 参与电网平衡或灵活性市场以及/或者电力生产，以开辟新的收入来源。 但抓住这一机遇需要的不只是部署，更需要战略性的统筹安排（见图3）。机场必须明确其投资、运营以及与利益相关方共享价值的方式。这些基础要素将决定机场是仅仅促成过渡，还是引领过渡。 以电气化作为品牌差异化，吸引以可持续发展为导向的航空公司 地面作业的电气化代表着航空业能源转型的第一波浪潮——这是机场测试其基础设施准备情况、组织敏捷性以及商业创新能力的试验场。 图3。绿化倡议的基本要素 机场：转型的心脏 可持续发展成为增长非航空收