為了促進(jìn)航空業(yè)向低碳及零排放方向發(fā)展，綠色航空的發(fā)展要求也已經(jīng)從民用領(lǐng)域逐步擴(kuò)展到軍用領(lǐng)域。

歐美等各國政府設(shè)定了嚴(yán)格的碳減排和凈零排放目標(biāo)，軍隊(duì)作為碳排放大戶，也面臨同樣的減排壓力。軍隊(duì)使用以燃油為動力的地面車輛、飛機(jī)和船只，這些車隊(duì)、機(jī)隊(duì)的部署、演習(xí)和后勤保障，每年都將排放數(shù)百萬噸的廢氣。

(資料圖片)

在英國，國防部被認(rèn)為是碳排放量最大的政府部門之一，而英國皇家空軍（RAF）的碳排放量占國防部排放量的42%。同樣，美國空軍也是美國國防部最大的能源消耗者，而航空燃料占空軍能源消耗的比重高達(dá)81%?？哲娒磕晷柘募s76億升航空燃料，花費(fèi)50～70億美元，是其最大的支出之一。美英空軍為減少排放，提升能源使用效率，紛紛制定減排目標(biāo)及多項(xiàng)環(huán)保措施。

美軍應(yīng)對氣候變化的各項(xiàng)舉措

美國國防部正在全面改革其應(yīng)對氣候變化的方法，在戰(zhàn)略決策、作戰(zhàn)計(jì)劃和支出中，將環(huán)境因素作為一個關(guān)鍵考慮因素。美國國防部即將首次為應(yīng)對氣候危機(jī)提出預(yù)算請求。

應(yīng)對氣候變化問題是拜登政府上任后的首要任務(wù)之一。作為對2021年1月一項(xiàng)行政命令的回應(yīng)，美國國防部成立了氣候工作組；10月，美國國防部發(fā)布了氣候風(fēng)險分析報告，指出氣候變化的風(fēng)險直接影響軍事戰(zhàn)略、計(jì)劃、能力、任務(wù)和裝備。美國國土安全部和國家情報總監(jiān)辦公室也發(fā)布了類似的評估報告。

美國國防部的分析報告聲稱，全球應(yīng)對氣候變化的努力，包括應(yīng)對氣候變化的原因和影響的行動，將影響國防部的戰(zhàn)略利益、關(guān)系、競爭和優(yōu)先事項(xiàng)。為了在日益復(fù)雜的環(huán)境中訓(xùn)練、作戰(zhàn)并取得勝利，國防部將在各個層面考慮氣候變化的影響。

1、美國空軍提升燃料使用效率

在美國國防部發(fā)布新的高層戰(zhàn)略和支出計(jì)劃之際，美國空軍也將在未來幾個月推出一項(xiàng)氣候行動計(jì)劃，計(jì)劃將包括短期的排放目標(biāo)，以及多項(xiàng)更加環(huán)保的措施。這些措施包括改進(jìn)空氣動力技術(shù)、電力替代方案和升級部分飛機(jī)的發(fā)動機(jī)。

根據(jù)氣候行動計(jì)劃，美國空軍正在研究如何在溫室氣體的二級和三級影響之外，用等量的燃油執(zhí)行更多的任務(wù)。作為美國軍方最大的燃料消耗者，美國空軍每年在燃料上的花費(fèi)超過50億美元，隨著燃油價格的上漲和通貨膨脹的居高不下，這一成本在2022年將會上升，其中僅C-17機(jī)隊(duì)的燃料成本就約10億美元。

美國空軍作戰(zhàn)能源部副部長表示，美國空軍所消耗液體燃料將占到美國國防部的55%。因此，空軍的這些舉措對美國防部產(chǎn)生重大影響。而對于空軍來說，綠色倡議不僅僅意味著減少碳排放和增加更多的電動設(shè)備，還要考慮燃料后勤保障。

軍事演習(xí)已經(jīng)表明，在太平洋作戰(zhàn)中，燃料保障效率至關(guān)重要。例如一場在2018年以該地區(qū)為重點(diǎn)的戰(zhàn)爭演習(xí)中，由于缺乏燃料，大量任務(wù)被取消。

2、新法案允許軍隊(duì)重新分配節(jié)余成本

由于2021年國防政策法案的立法修改，軍事部門可以保留其已批準(zhǔn)的運(yùn)營和維護(hù)費(fèi)用，相當(dāng)于增加了一筆運(yùn)維資金。現(xiàn)在，這些部門可以提升能源使用效率，節(jié)約資金，并將未使用的資金轉(zhuǎn)移到下一個項(xiàng)目，大大提升了部隊(duì)節(jié)能的積極性。

例如，美國空軍推出的數(shù)字化加油機(jī)規(guī)劃工具“拼圖”（Jigsaw）用來規(guī)劃空中加油任務(wù)，縮短了加油時間，提高了加油機(jī)資產(chǎn)利用率，并使每天所需的加油機(jī)出動架次數(shù)減少。更重要的是，通過提高每次出動的效能，美國空軍可以在滿足任務(wù)需求的同時節(jié)省1700萬美元，而這筆資金可以用于其他工作。

3、其他減少燃料消耗的措施

V-22“魚鷹”機(jī)隊(duì)采用新型泡沫清洗。美國空軍特種作戰(zhàn)司令部在使用帶顆粒泡沫清潔“魚鷹”的發(fā)動機(jī)，而不是用水簡單的清洗。到目前為止，已經(jīng)有300臺發(fā)動機(jī)采用了這種清潔方法，效率提高了7%，發(fā)動機(jī)的壽命也提高了一倍。而應(yīng)用類似維護(hù)方法，C-130發(fā)動機(jī)的燃油消耗減少了0.75%。此外，為C-5運(yùn)輸機(jī)，KC-135加油機(jī)，E-3預(yù)警機(jī)和B-52轟炸機(jī)的洗滌水中添加洗滌劑，使發(fā)動機(jī)溫度降低了0.65%，油耗降低了0.65%，總體成本減少了約200萬美元。

卓越任務(wù)執(zhí)行計(jì)劃提高任務(wù)效率。美國空軍在2022年2月啟動的“卓越任務(wù)執(zhí)行計(jì)劃”，旨在提高飛行員的節(jié)能意識，并激勵更多節(jié)能舉措。該計(jì)劃的試點(diǎn)階段主要聚焦在南卡羅來納州查爾斯頓聯(lián)合基地和加利福利亞特拉維斯空軍基地的C-17飛機(jī)，空軍投資300萬美元鼓勵整個機(jī)隊(duì)使用6種具備節(jié)能及提高戰(zhàn)備水平的關(guān)鍵技術(shù)，包括：精確的燃料計(jì)劃、減少飛機(jī)滑行時間、減少輔助動力裝置（APU）的使用、下降剖面技術(shù)和最佳巡航高度。初步估算顯示，執(zhí)行“卓越任務(wù)執(zhí)行計(jì)劃”，可以將每加侖燃料的任務(wù)效率提高3%，這將提高美國空軍整體能力和戰(zhàn)備狀態(tài)，同時每年能夠節(jié)約多達(dá)8000萬美元的燃料成本。一旦試點(diǎn)階段完成并證明可行性，該計(jì)劃將被推廣到其他基地和機(jī)種。

美國空軍研究降低C-17燃料成本的方法。

多架飛機(jī)減阻措施研究。例如，對KC -135安裝垂直雨刷葉片的測試顯示，在巡航過程中，阻力降低了1%，可能節(jié)省約700萬美元的燃油成本。

美國空軍減少KC-135燃料消耗。

雖然整個航空業(yè)都在大力投資開發(fā)可持續(xù)航空燃料(SAF)，但這并不是美空軍研究的重點(diǎn)。經(jīng)過初步研究后，空軍認(rèn)為其大部分設(shè)備不能完全采用SAF運(yùn)行。他們正在跟蹤了解航空公司的實(shí)踐，并且進(jìn)一步研究SAF在少量使用時的情況，比如用作小型無人機(jī)的燃料。

氣候行動計(jì)劃還將考慮重大氣候?yàn)?zāi)害之后建立基地。例如2018年的5級颶風(fēng)“邁克爾”將佛羅里達(dá)州廷德爾空軍基地夷為平地。2019年初，洪水嚴(yán)重破壞內(nèi)布拉斯加州奧法特空軍基地。因此，今后美國空軍在考慮將飛機(jī)部署在某一地點(diǎn)之前，考察不利事件導(dǎo)致基地運(yùn)營中斷的頻率。

4、美國海軍應(yīng)對環(huán)境變化的措施

美國海軍的設(shè)施直接面臨氣候威脅，其中許多設(shè)施位于洪水或颶風(fēng)易發(fā)地區(qū)。美國海軍副部長候選人在2022年3月的參議院聽證會上表示，所有跡象都表明這種狀況將持續(xù)下去。例如造船廠遭遇了大面積的洪水，導(dǎo)致造船工作放緩。美國海軍設(shè)備工程系統(tǒng)司令部正與美國國家海洋和大氣管理局合作開發(fā)了一些設(shè)備，以幫助海軍設(shè)施計(jì)劃應(yīng)對環(huán)境變化。

5、美國陸軍發(fā)布首份氣候戰(zhàn)略

2022年2月，美國陸軍發(fā)布了一項(xiàng)應(yīng)對氣候威脅的戰(zhàn)略，旨在減少氣候變暖對全球各地的美軍基地產(chǎn)生不利影響，以及通過更多針對性訓(xùn)練讓美軍對各種極端天氣有更強(qiáng)的應(yīng)對能力。

總的來說，美國陸軍希望減少碳污染，其在2020年排放了410萬噸二氧化碳，作為戰(zhàn)略的一部分，陸軍計(jì)劃到2027年擁有全電動非戰(zhàn)術(shù)車隊(duì)，到2030年在基地使用零碳電力車隊(duì)，到2035年擁有一支混合動力戰(zhàn)術(shù)車隊(duì)，以及在其所有設(shè)施上安裝微電網(wǎng)。此外，陸軍將在培訓(xùn)中增加氣候方面的知識，描述氣候變化對基地的影響，隨著北極戰(zhàn)略重要性增強(qiáng)，寒冷天氣演習(xí)的頻率也將增加。

英國軍方的碳減排策略

在英國，國防部被認(rèn)為是碳排放量最大的政府部門之一，英國皇家空軍在其中占了四成。為應(yīng)對綠色挑戰(zhàn)，英國皇家空軍啟動了一系列項(xiàng)目，并在實(shí)驗(yàn)技術(shù)上取得突破性進(jìn)展，其成果受到國際社會的密切關(guān)注。

1、制定2040年實(shí)現(xiàn)凈零排放目標(biāo)

在2021年11月弗里曼航空航天研究所的一次活動上，英國皇家空軍參謀長邁克·威斯頓表示，為應(yīng)對氣候變化，飛機(jī)的動力形式、基地的能源構(gòu)成以及供應(yīng)鏈和供應(yīng)商的碳排放和可持續(xù)生產(chǎn)，都是必須解決的問題。

威斯頓表示，英國皇家空軍希望在2040年實(shí)現(xiàn)凈零排放，比英國政府的承諾提前10年。減排的初步目標(biāo)包括到2025年使至少兩個空軍基地實(shí)現(xiàn)凈零排放，引進(jìn)并擴(kuò)大SAF的使用，使更多的教練機(jī)采用合成燃料，并采購一批電動飛機(jī)用于基本的飛行訓(xùn)練任務(wù)。

英國皇家空軍向綠色航空過渡的目標(biāo)之一，是找到一種比柴油更清潔的替代品，制造紅箭特技飛行表演隊(duì)使用的紅、白、藍(lán)煙霧。

2、資助合成燃料項(xiàng)目并取得成果

截至目前，英國皇家空軍已資助了兩個合成燃料項(xiàng)目，并取得了一定的成果。其中一個項(xiàng)目是“馬丁計(jì)劃”。該項(xiàng)目從水中提取氫，從大氣二氧化碳中提取碳，來生產(chǎn)合成汽油。據(jù)官方消息，2021年11月初，一架采用這種合成燃料的“伊卡洛斯”C42（Ikarus）小型飛機(jī)試飛成功，發(fā)動機(jī)運(yùn)行溫度比使用化石燃料更低，表明此合成燃料可以增加發(fā)動機(jī)的壽命，并顯著減少碳排放，每次飛行可減少80%～90%的碳排放。

另一個項(xiàng)目是維米爾項(xiàng)目(Project Vermeer)，在“馬丁計(jì)劃”的基礎(chǔ)上開展研究，目標(biāo)是開發(fā)一種使用無碳排放的合成航空燃料。該項(xiàng)目由英國皇家空軍與英國C3生物技術(shù)有限公司和美國海軍研究辦公室合作，于2022年3月16日采用合成燃料驅(qū)動的無人機(jī)進(jìn)行試飛。該合成燃料通過將含糖量高的原材料（例如食物垃圾）與細(xì)菌混合制成油狀物質(zhì)，然后進(jìn)行化學(xué)處理和加熱，最終制成SAF，整個制備過程不需要建設(shè)大規(guī)?；A(chǔ)設(shè)施。首飛數(shù)據(jù)表明，合成燃料指標(biāo)符合航空燃料標(biāo)準(zhǔn)。英國皇家空軍將繼續(xù)推進(jìn)維米爾項(xiàng)目下一階段的工作，涉及精煉生產(chǎn)工藝和建設(shè)燃料生產(chǎn)設(shè)施。

使用合成燃料，特別是可以在部署地使用合成燃料，可以大大減少后勤負(fù)擔(dān)。英國皇家空軍認(rèn)為自身需要確保處于技術(shù)前沿，以保護(hù)英國的恢復(fù)能力和作戰(zhàn)能力，同時盡量減少對環(huán)境的破壞，燃料短缺和成本會增加對飛機(jī)運(yùn)營的影響，而合成燃料可能是解決這一問題的潛在方法之一。

合成燃料的生產(chǎn)方法是環(huán)保和可持續(xù)的，將有助于維持供應(yīng)安全，同時燃燒更清潔，從而降低維護(hù)成本，延長設(shè)備壽命，降低噪聲、紅外和視覺特征(如尾跡)。

英國皇家空軍也在對現(xiàn)有的SAF進(jìn)行試驗(yàn)，將其用于A330“旅行者”多用途加油機(jī)運(yùn)輸機(jī)隊(duì)。英國皇家空軍的多架飛機(jī)已經(jīng)使用50%的SAF混合燃料飛行，正推動與工業(yè)界合作，計(jì)劃在未來幾年使用100%的SAF。

英國國防部正在積極地從16家供應(yīng)商那里購買SAF燃料。

除了開發(fā) SAF，英國皇家空軍和其他英國軍隊(duì)也在考慮基地的環(huán)保。這包括增加太陽能電池板，以減少對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的依賴，引入地源熱泵技術(shù)，以及種植苔蘚替代草，因?yàn)樘μ\儲碳能力遠(yuǎn)超其他植物。

3、研究電動飛機(jī)的可行性

英國皇家空軍也在研究電動飛機(jī)用于基礎(chǔ)飛行訓(xùn)練的可行性。英國皇家空軍的“泰倫”（Telum）計(jì)劃旨在尋找 Grob G115 活塞教練機(jī)的替代品，該計(jì)劃已考慮使用電動固定翼飛機(jī)。電動飛機(jī)可能在10年內(nèi)投入使用，將用于空軍學(xué)員、大學(xué)學(xué)員和飛行訓(xùn)練的第一階段。

歐洲空軍對蝙蝠公司的Velis Electro等電動教練機(jī)表示了興趣，這是目前唯一獲得歐盟航空安全局認(rèn)證的電動飛機(jī)。

歐洲國防工業(yè)也在為軍隊(duì)提供更環(huán)保的產(chǎn)品。BAE系統(tǒng)公司宣布了在電動飛機(jī)系統(tǒng)方面的一系列合作，包括與巴航工業(yè)下的Eve合作，開發(fā)用于城市空中交通的電動垂直起降飛行器的潛在軍用改型，以及與蝙蝠公司合作開發(fā)Velis Electro，這是目前唯一獲得歐盟航空安全局認(rèn)證的電動飛機(jī)。BAE還與英國馬洛伊航空公司就用于后勤保障的重型直升機(jī)進(jìn)行了合作。

與傳統(tǒng)平臺相比，電動飛機(jī)的運(yùn)營成本明顯更低，也更環(huán)保。其他軍種正在研究混合動力和電動飛機(jī)的應(yīng)用，而英國新型26型護(hù)衛(wèi)艦將配備催化反應(yīng)器，將尿素溶液噴射到廢氣中，以觸發(fā)化學(xué)反應(yīng)，減少氮氧化物的排放。

其他歐洲空軍也在向電動飛機(jī)邁進(jìn)。丹麥皇家空軍在2021年6月宣布，將租賃兩架蝙蝠的Velis Electro電動雙座教練機(jī)用于研究。

4、英國空軍瞄上海上風(fēng)電場

英國致力于減排并發(fā)展綠色能源，也是風(fēng)電發(fā)展較快的國家之一。英國大量的海上風(fēng)電場會影響地面監(jiān)視雷達(dá)的監(jiān)視圖像。因此，英國皇家空軍正與海上風(fēng)電場合作，研究如何減輕風(fēng)力發(fā)電葉片對雷達(dá)造成的干擾。

由于考慮到對雷達(dá)的影響，英國皇家空軍之前曾否決一些新的風(fēng)力發(fā)電場建設(shè)方案。但為實(shí)現(xiàn)應(yīng)對氣候變化的目標(biāo)，英國政府已啟動部分項(xiàng)目，甚至更大的渦輪發(fā)電機(jī)正在開發(fā)中。為了協(xié)同工作，英國成立了一個由英國皇家空軍、商業(yè)、能源和工業(yè)戰(zhàn)略部、海上風(fēng)力工業(yè)委員會和英國皇家財產(chǎn)局的專家組成的工作小組，即防空和海上風(fēng)力/風(fēng)電場減緩任務(wù)小組。該工作組的目標(biāo)是在2025年之前制定一項(xiàng)計(jì)劃，解決相關(guān)問題，使未來的風(fēng)電場項(xiàng)目能夠毫不拖延地進(jìn)行。

工業(yè)界的建議包括使用多基地雷達(dá)、編碼超材料和雷達(dá)后處理來減輕風(fēng)力發(fā)電渦輪葉片的影響，甚至在渦輪葉片上使用雷達(dá)吸波材料。研究還著眼于人工智能和深度學(xué)習(xí)，以從雷達(dá)圖像中去除葉片造成的偽影。

英國空軍表示，實(shí)現(xiàn)凈零排放的過程不會損害英國空軍戰(zhàn)斗力。這個過程會有一定風(fēng)險和障礙，但如果現(xiàn)在就加以考慮，未來就能更好地按照自己的節(jié)奏前進(jìn)。

關(guān)鍵詞： 綠色航空