考虑低碳排放成本的航空成本优化

来源:用户上传      作者:许幸 杨绪彪

　　摘 要：如今，随着环保观念的深入，低碳运输逐渐成为主流趋势，机场排放的环境成本研究也必逐步引起社会关注。实现低碳运输俨然成为了各个国家实现低碳节能、赢得低碳战争、进而保障可持续发展的必经之路。本文通过分析和航空网络有关的运输成本和碳排放成本，参考国内外对碳排放环境成本的计算方法，建立机场环境成本模型，通过对污染物成分的分析达到了减少排放治理成本的目的，以此降低运营成本。
　　关键词： 低碳成本;航空运输;航线优化;Matlab; SPSS
　　【Abstract】 Nowadays， with the deepening of the concept of environmental protection， low-carbon transport has gradually become the mainstream trend， and the research on the environmental cost of airport emissions will gradually attract social attention.Low-carbon transport has become the only way for all countries to achieve low-carbon energy conservation， win the low-carbon war and achieve sustainable development.By analyzing the transportation cost and carbon emission cost related to the aviation network and referring to the calculation methods of carbon emission environmental cost at home and abroad， this paper establishes an airport environmental cost model. Through the analysis of pollutant composition， the purpose of reducing emission control cost is achieved， so as to reduce operation cost.
　　【Key words】  low carbon cost; air transportation; route optimization; Matlab; SPSS
　　0 引 言
　　航空运输作为高排放产业吸引了全球的关注。越来越多的学者将目光聚焦在航空运输业的碳排放总量上，并已开始探讨航空运输的碳排放相关内容，部分学者对低碳航空运输问题进行了深入研究，迄今已取得了一定的成果。
　　中国航空业效率低、能耗高，大致原因可以剖析为：航空运输资源布局不合理;航线发展和机场建设以及飞机的选型等匹配度不高;干线和支线的功能划分不明显，其中大中型飞机较多而支线飞机过少则尤为突出;中国的航线网络结构仍然仅仅是城市对式或城市串式的网络结构，目前为止仍然没有创建出具有实际应用意义的中枢航线结构等。
　　本文综合国际形势和我国航空业的现状，在此基础上考虑航空运行总成本、包括运行成本和低碳成本，以使综合运输成本达到最低。
　　1 低碳成本
　　低碳经济有 “低碳排放”、“高碳生产力”和“阶段性” 三个核心特征。低碳成本效益分析是可以由经济损失来评估因为环境污染而引起的影响，可以以价格或不同的经济计量方法来测度。低碳成本可以统一以经济价格度量，各类成本包括人手、交易、时间、资金和资产投入。
　　民航飞机在运行过程中会产生CO2、HC、SO2、NOx、CO等。根据帕累托最优理论，航空运输只有在考虑了排放环境外部成本的情况下，航空公司的产出才被认为是有效率的。目前测算航空运输的环境外部成本的方法主要有2种。其一，测算航空运输的污染损害成本和避免污染损害成本之和、即为航空运输的环境外部成本。其二，测算航空运输的边际减污成本作为航空运输的边际环境外部成本。综合中国的实际情况，第一种方法更适用。
　　 通过SPSS对排放的污染物进行线性回归分析。针对“污染物”和“飞机排放污染物成本”的线性回归模型检验表，可得F统计量值为14 819 286.800，对应的显著性概率p=0.000，小于显著性水平a=0.01，即拒绝原假设，认为自变量“污染物”对因变量“飞机污染物成本”的影响是显著的，且建立的回归模型是显著的。
　　3.2 模型建立与Matlab处理分析
　　使用熵值法建立模型，利用Matlab对数据進行相应处理，得到各项权重见表5。对权重进行加权计算得到各年份的综合得分见表6。
　　 依据Matlab权重分析表，CO2的权重为0.4745，SO2权重为0.301 8、仅次于CO2位居第二，CO2和SO2是航空公司考虑外部环境成本优化时的重点对象。依据综合得分表分析可知，2014～2017年间综合得分较平稳，2018年有下降的趋势。
　　4 结束语
　　综合前文数据分析，研究提出优化设计方案，对此可做阐释分述如下。
　　（1）促进航空生物燃料的研发与节油飞机的引进，CO2和SO2占据权重分别为0.474 5和0.301 8，占据总权重的0.776 3。因此研发航空生物燃料时需要注重S和C元素的比重平衡与处理。
　　（2）民航飞机可以通过使用生物燃油减低污染物排放，达到节能减排的目的。随着科技的进步，废弃动植物油脂（地沟油）、农林废弃物、油藻等已成功转化为生物航煤的原料，在此基础上科研人员通过降低油脂粘度、沸点等将其再生为生物燃油。利用地沟油等提炼的生物燃油在提供动力方面与传统航空燃料相比并无明显区别，但在此同时却可降低所使用燃油的总体碳强度。 　　参考文献
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