隨著對(duì)解決航空業(yè)氣候影響的解決方案的尋求變得更加迫切，人們對(duì)例如氫氣、電池電力和混合電力驅(qū)動(dòng)飛機(jī)等新型推進(jìn)技術(shù)產(chǎn)生了極大的興趣。根據(jù)MPP對(duì)航空業(yè)能源的估計(jì)，到2050年，電池電力和氫動(dòng)力飛機(jī)可能占所有飛機(jī)的21%-38%，占該行業(yè)整體能源需求的15%-34%。雖然時(shí)間上可能感覺(jué)很遙遠(yuǎn)，但這一新技術(shù)將在這十年內(nèi)出現(xiàn)。

針對(duì)這些基礎(chǔ)設(shè)施的變化，以及機(jī)場(chǎng)和其他利益相關(guān)方如何開(kāi)始準(zhǔn)備，仍存在不確定性。近期，麥肯錫發(fā)布了《瞄準(zhǔn)低碳：為電池和氫動(dòng)力飛機(jī)提供基礎(chǔ)設(shè)施》的報(bào)告，旨在幫助人們了解影響新型推進(jìn)器的一些關(guān)鍵考慮因素。

01 轉(zhuǎn)向新型生產(chǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施

航空業(yè)對(duì)清潔能源的需求可能已飆升到新的高度。研究人員估算了2050年支持使用新型推進(jìn)系統(tǒng)的飛機(jī)所需的能源需求，研究了對(duì)航空基礎(chǔ)設(shè)施的影響。

需要大量的清潔能源來(lái)滿(mǎn)足需求

到2050年，電池電力和氫動(dòng)力飛機(jī)可能占飛機(jī)的21%-38%，占該行業(yè)整體需求的15%-34%。到2050年，全球新型推進(jìn)器可能需要600-1700太瓦時(shí)的清潔能源，相當(dāng)于全球10-25個(gè)最大的風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)產(chǎn)生的能量。大約89%-96%的能源將用于氫動(dòng)力的飛機(jī)，而只有4%-11%的能源將用于驅(qū)動(dòng)較小的電池電力飛機(jī)，如渦輪螺旋槳飛機(jī)、支線(xiàn)噴氣機(jī)和較小的窄體飛機(jī)。（見(jiàn)圖1）

圖1 到2050年，氫動(dòng)力飛機(jī)預(yù)計(jì)占航空產(chǎn)業(yè)新型推進(jìn)器電力需求的89%-96%

大型機(jī)場(chǎng)能源消耗增加

隨著新型推進(jìn)系統(tǒng)的普及，機(jī)場(chǎng)的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作將比現(xiàn)在需要更多的能源。對(duì)于一個(gè)希望投資于現(xiàn)場(chǎng)氫氣液化，為電池電動(dòng)飛機(jī)充電的大型樞紐機(jī)場(chǎng)來(lái)說(shuō)，航站樓、地面支持和其他用途的現(xiàn)場(chǎng)總耗電量可能在每年1250至2450千兆瓦時(shí)之間，這比倫敦希斯羅機(jī)場(chǎng)目前消耗的電力多5至10倍。為了滿(mǎn)足這些需求，機(jī)場(chǎng)需要采取措施，升級(jí)電網(wǎng)連接、當(dāng)?shù)嘏潆娀A(chǔ)設(shè)施和自己的發(fā)電站。

兩個(gè)新的基礎(chǔ)設(shè)施價(jià)值鏈

新型推進(jìn)器需要兩個(gè)新的基礎(chǔ)設(shè)施價(jià)值鏈，一個(gè)涉及電池電力驅(qū)動(dòng)的航空，另一個(gè)是氫動(dòng)力航空。這些價(jià)值鏈可能包括許多目前不屬于航空生態(tài)系統(tǒng)的新伙伴，它們將與可持續(xù)航空燃料和傳統(tǒng)燃料所需的基礎(chǔ)設(shè)施共存。該產(chǎn)業(yè)需要新的能源獲取、儲(chǔ)存、處理和管理程序，以及向飛機(jī)分配能源的方式。

為清潔能源發(fā)電提供更多空間

大多數(shù)機(jī)場(chǎng)都有用于氫氣液化和儲(chǔ)存基礎(chǔ)設(shè)施的空間，但沒(méi)有足夠的土地來(lái)產(chǎn)生通過(guò)電池電力和氫氣的方式為飛機(jī)提供動(dòng)力所需的清潔能源。雖然機(jī)場(chǎng)被追捧為潛在的能源中心，但新型推進(jìn)器的能源需求規(guī)模會(huì)讓在機(jī)場(chǎng)進(jìn)行所有能源生產(chǎn)變得極為困難。根據(jù)“可行使命伙伴關(guān)系”較為審慎地設(shè)想，以巴黎戴高樂(lè)機(jī)場(chǎng)為例，作為一個(gè)主要國(guó)際樞紐，它將需要大約5800公頃的太陽(yáng)能電池板來(lái)產(chǎn)生足夠的電力以滿(mǎn)足其需求。目前該機(jī)場(chǎng)占地3300公頃，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了機(jī)場(chǎng)本身的規(guī)模。鑒于如此巨大的空間需求，大多數(shù)機(jī)場(chǎng)可能會(huì)依靠與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的其它電力供應(yīng)商合作來(lái)滿(mǎn)足這些需求。

02 投資新型推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施

交付新型推進(jìn)器所需的機(jī)場(chǎng)內(nèi)外基礎(chǔ)設(shè)施將需要機(jī)場(chǎng)和其他利益相關(guān)方的大量投資。研究人員的分析發(fā)現(xiàn)了與這些投資有關(guān)的多種洞見(jiàn)。

對(duì)新型推進(jìn)器價(jià)值鏈的投資

到2050年，轉(zhuǎn)向替代性推進(jìn)器需要在整個(gè)價(jià)值鏈中投入7000億至1.7萬(wàn)億美元的資本（見(jiàn)圖2）。這一投資的大約90%將用于機(jī)場(chǎng)外的基礎(chǔ)設(shè)施，主要是發(fā)電和氫氣電解及液化。僅航空綠色發(fā)電的資本支出就將是目前全球機(jī)場(chǎng)資本支出預(yù)測(cè)的兩倍（到2040年為1.68萬(wàn)億美元，每年840億美元）。這幾乎可以肯定，航空業(yè)將需要與其他行業(yè)的公司（如能源供應(yīng)商和氫氣消費(fèi)行業(yè)的公司）建立伙伴關(guān)系，從而確保所需投資。

圖2 到2050年，支持航天產(chǎn)業(yè)新型推進(jìn)器所需的投資總額可能達(dá)到1.7萬(wàn)億美元

機(jī)場(chǎng)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的資本支出占總資本支出的其余10%，到2050年將達(dá)到更溫和的660億至1140億美元的總金額。根據(jù)目前的平均支出，這相當(dāng)于0.8-1.4年機(jī)場(chǎng)重建和擴(kuò)建的增量投資。

對(duì)機(jī)場(chǎng)基礎(chǔ)設(shè)施的投資

在向新型推進(jìn)方式轉(zhuǎn)變的過(guò)程中，大型機(jī)場(chǎng)所需投資將明顯高于小型機(jī)場(chǎng)，但其規(guī)模與其他重大投資相似，如建造一個(gè)新航站樓。一個(gè)洲際樞紐預(yù)計(jì)到2050年在整個(gè)價(jià)值鏈上的投資總額約為39億美元，其中包括能源收購(gòu)和氫氣生產(chǎn)，而一個(gè)主要的區(qū)域機(jī)場(chǎng)的投資約為13億美元。

從這個(gè)角度來(lái)看，國(guó)際樞紐和主要區(qū)域機(jī)場(chǎng)的資本支出將大致相當(dāng)于美國(guó)紐約拉瓜迪亞機(jī)場(chǎng)航站樓擴(kuò)建的資本支出，或英國(guó)倫敦希斯羅機(jī)場(chǎng)第三條跑道項(xiàng)目成本約20%。小型機(jī)場(chǎng)的成本將大大降低，因?yàn)樗鼈儾槐刂涡枰冗M(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施的大型飛機(jī)。

綠色電力的溢價(jià)

新型推進(jìn)器的運(yùn)營(yíng)商預(yù)計(jì)將指出比綠色電力市場(chǎng)價(jià)格高76%-86%的溢價(jià)，這反映了額外的航空基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營(yíng)成本。機(jī)場(chǎng)和運(yùn)營(yíng)商的另一個(gè)重要考慮則是他們的運(yùn)營(yíng)支出，尤其是能源成本，這是因?yàn)樗鼘Q定電池電力和氫氣驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)被采用的程度。處理并向機(jī)場(chǎng)輸送氫氣和電力的額外成本將為使用這些類(lèi)型的推進(jìn)器帶來(lái)溢價(jià)。

為滿(mǎn)足2050年目標(biāo)和預(yù)期的能源需求，目前所需的投資

為實(shí)現(xiàn)2050年新型動(dòng)力相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施目標(biāo)所需的投資必須從現(xiàn)在開(kāi)始。機(jī)場(chǎng)內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施的第一批要素必須在2025年前到位，這樣才能滿(mǎn)足預(yù)期的能源需求。從投資到安裝，電池電力基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展時(shí)間可能在兩年到四年之間（見(jiàn)圖3）。機(jī)場(chǎng)已經(jīng)連接到電網(wǎng)，電力地面支持設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)充電器也已到位。隨著電池電動(dòng)飛機(jī)的普及，可能需要升級(jí)電網(wǎng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)，但電池電動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施將相對(duì)容易擴(kuò)大規(guī)模。

圖3 在機(jī)場(chǎng)氫基礎(chǔ)設(shè)施方面，洲際樞紐需要最多的資本支出

相比之下，氫基礎(chǔ)設(shè)施不太可能是遞增的。機(jī)場(chǎng)可能需要隨著氫動(dòng)力飛機(jī)采用的增加而重建現(xiàn)場(chǎng)的氫基礎(chǔ)設(shè)施，或者根據(jù)增長(zhǎng)預(yù)測(cè)而跳過(guò)某些步驟。

03 共同合作以提供新型推進(jìn)器基礎(chǔ)設(shè)施

基礎(chǔ)設(shè)施投資的協(xié)調(diào)

為了利用網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)和區(qū)域連接的力量，需要協(xié)調(diào)基礎(chǔ)設(shè)施投資，從而使新型推進(jìn)器得以運(yùn)作。雖然大型機(jī)場(chǎng)將承擔(dān)轉(zhuǎn)向新型推進(jìn)器的最高成本，燃料的最初使用情況可能涉及小型機(jī)場(chǎng)的電池電力驅(qū)動(dòng)的航班或大型和中型機(jī)場(chǎng)之間單一點(diǎn)對(duì)點(diǎn)航線(xiàn)的氫動(dòng)力飛機(jī)。因此，在較小的地理區(qū)域內(nèi)協(xié)調(diào)較小機(jī)場(chǎng)的投資對(duì)于電池電力驅(qū)動(dòng)的飛機(jī)的運(yùn)行很有必要。對(duì)于氫動(dòng)力飛機(jī)，需要在大小型飛機(jī)之間進(jìn)行協(xié)調(diào)，可能需要跨越多個(gè)國(guó)家的管轄范圍，因此這是一個(gè)更大的挑戰(zhàn)。機(jī)場(chǎng)、運(yùn)營(yíng)商和其他利益相關(guān)方必須聯(lián)合起來(lái)，促進(jìn)區(qū)域內(nèi)和區(qū)域之間的行動(dòng)。

為獲取供應(yīng)、塑造未來(lái)，達(dá)成伙伴關(guān)系

航空業(yè)需要與其他行業(yè)合作，確保在供應(yīng)緊張的環(huán)境下有足夠的綠色電力和氫氣用于新型推進(jìn)，并在未來(lái)的氫氣生態(tài)系統(tǒng)中擁有發(fā)言權(quán)。機(jī)場(chǎng)可能獲得足夠的氫氣儲(chǔ)存，并通過(guò)探索與綠色能源供應(yīng)商在發(fā)電和氫生產(chǎn)方面的合作，助力塑造該行業(yè)的未來(lái)。還可以與例如煉油廠(chǎng)、鋼鐵和化肥制造商、可持續(xù)航空燃油生產(chǎn)商等高需求的氫消費(fèi)者聯(lián)系，向機(jī)場(chǎng)提供直接氫燃料。這種方法也將使機(jī)場(chǎng)投資開(kāi)發(fā)高效的電解和液化技術(shù)，從而達(dá)到降低成本的目的。

在航空領(lǐng)域引入并發(fā)展新型推進(jìn)器將需要對(duì)當(dāng)前價(jià)值鏈進(jìn)行重大改變，需要對(duì)清潔能源生產(chǎn)投入巨額資金，需要機(jī)場(chǎng)投資，需要在傳統(tǒng)航空領(lǐng)域內(nèi)外多個(gè)利益相關(guān)方之間進(jìn)行協(xié)調(diào)?？赡芎芸鞎?huì)產(chǎn)生第一個(gè)變化，而轉(zhuǎn)向新型推進(jìn)器所帶來(lái)的重大變化是會(huì)逐步發(fā)生的，能讓機(jī)場(chǎng)等參與方做好相應(yīng)準(zhǔn)備。

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