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

針對這些基礎(chǔ)設(shè)施的變化，以及機場和其他利益相關(guān)方如何開始準(zhǔn)備，仍存在不確定性。近期，麥肯錫發(fā)布了《瞄準(zhǔn)低碳：為電池和氫動力飛機提供基礎(chǔ)設(shè)施》的報告，旨在幫助人們了解影響新型推進器的一些關(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系統(tǒng)的飛機所需的能源需求，研究了對航空基礎(chǔ)設(shè)施的影響。

需要大量的清潔能源來滿足需求

到2050年，電池電力和氫動力飛機可能占飛機的21%-38%，占該行業(yè)整體需求的15%-34%。到2050年，全球新型推進器可能需要600-1700太瓦時的清潔能源，相當(dāng)于全球10-25個最大的風(fēng)力發(fā)電場產(chǎn)生的能量。大約89%-96%的能源將用于氫動力的飛機，而只有4%-11%的能源將用于驅(qū)動較小的電池電力飛機，如渦輪螺旋槳飛機、支線噴氣機和較小的窄體飛機。（見圖1）

圖1 到2050年，氫動力飛機預(yù)計占航空產(chǎn)業(yè)新型推進器電力需求的89%-96%

大型機場能源消耗增加

隨著新型推進系統(tǒng)的普及，機場的現(xiàn)場運作將比現(xiàn)在需要更多的能源。對于一個希望投資于現(xiàn)場氫氣液化，為電池電動飛機充電的大型樞紐機場來說，航站樓、地面支持和其他用途的現(xiàn)場總耗電量可能在每年1250至2450千兆瓦時之間，這比倫敦希斯羅機場目前消耗的電力多5至10倍。為了滿足這些需求，機場需要采取措施，升級電網(wǎng)連接、當(dāng)?shù)嘏潆娀A(chǔ)設(shè)施和自己的發(fā)電站。

兩個新的基礎(chǔ)設(shè)施價值鏈

新型推進器需要兩個新的基礎(chǔ)設(shè)施價值鏈，一個涉及電池電力驅(qū)動的航空，另一個是氫動力航空。這些價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、儲存、處理和管理程序，以及向飛機分配能源的方式。

為清潔能源發(fā)電提供更多空間

大多數(shù)機場都有用于氫氣液化和儲存基礎(chǔ)設(shè)施的空間，但沒有足夠的土地來產(chǎn)生通過電池電力和氫氣的方式為飛機提供動力所需的清潔能源。雖然機場被追捧為潛在的能源中心，但新型推進器的能源需求規(guī)模會讓在機場進行所有能源生產(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，以巴黎戴高樂機場為例，作為一個主要國際樞紐，它將需要大約5800公頃的太陽能電池板來產(chǎn)生足夠的電力以滿足其需求。目前該機場占地3300公頃，這遠遠超過了機場本身的規(guī)模。鑒于如此巨大的空間需求，大多數(shù)機場可能會依靠與區(qū)域生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的其它電力供應(yīng)商合作來滿足這些需求。

02 投資新型推動基礎(chǔ)設(shè)施

交付新型推進器所需的機場內(nèi)外基礎(chǔ)設(shè)施將需要機場和其他利益相關(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。

對新型推進器價值鏈的投資

到2050年，轉(zhuǎn)向替代性推進器需要在整個價值鏈中投入7000億至1.7萬億美元的資本（見圖2）。這一投資的大約90%將用于機場外的基礎(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場資本支出預(yù)測的兩倍（到2040年為1.68萬億美元，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)新型推進器所需的投資總額可能達到1.7萬億美元

機場內(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年機場重建和擴建的增量投資。

對機場基礎(chǔ)設(shè)施的投資

在向新型推進方式轉(zhuǎn)變的過程中，大型機場所需投資將明顯高于小型機場，但其規(guī)模與其他重大投資相似，如建造一個新航站樓。一個洲際樞紐預(yù)計到2050年在整個價值鏈上的投資總額約為39億美元，其中包括能源收購和氫氣生產(chǎn)，而一個主要的區(qū)域機場的投資約為13億美元。

從這個角度來看，國際樞紐和主要區(qū)域機場的資本支出將大致相當(dāng)于美國紐約拉瓜迪亞機場航站樓擴建的資本支出，或英國倫敦希斯羅機場第三條跑道項目成本約20%。小型機場的成本將大大降低，因為它們不必支撐需要更先進基礎(chǔ)設(shè)施的大型飛機。

綠色電力的溢價

新型推進器的運營商預(yù)計將指出比綠色電力市場價格高76%-86%的溢價，這反映了額外的航空基礎(chǔ)設(shè)施運營成本。機場和運營商的另一個重要考慮則是他們的運營支出，尤其是能源成本，這是因為它將決定電池電力和氫氣驅(qū)動的飛機被采用的程度。處理并向機場輸送氫氣和電力的額外成本將為使用這些類型的推進器帶來溢價。

為滿足2050年目標(biāo)和預(yù)期的能源需求，目前所需的投資

為實現(xiàn)2050年新型動力相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施目標(biāo)所需的投資必須從現(xiàn)在開始。機場內(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)展時間可能在兩年到四年之間（見圖3）。機場已經(jīng)連接到電網(wǎng)，電力地面支持設(shè)備和電動汽車充電器也已到位。隨著電池電動飛機的普及，可能需要升級電網(wǎng)和儲能系統(tǒng)，但電池電動基礎(chǔ)設(shè)施將相對容易擴大規(guī)模。

圖3 在機場氫基礎(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。機場可能需要隨著氫動力飛機采用的增加而重建現(xiàn)場的氫基礎(chǔ)設(shè)施，或者根據(jù)增長預(yù)測而跳過某些步驟。

03 共同合作以提供新型推進器基礎(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，從而使新型推進器得以運作。雖然大型機場將承擔(dān)轉(zhuǎn)向新型推進器的最高成本，燃料的最初使用情況可能涉及小型機場的電池電力驅(qū)動的航班或大型和中型機場之間單一點對點航線的氫動力飛機。因此，在較小的地理區(qū)域內(nèi)協(xié)調(diào)較小機場的投資對于電池電力驅(qū)動的飛機的運行很有必要。對于氫動力飛機，需要在大小型飛機之間進行協(xié)調(diào)，可能需要跨越多個國家的管轄范圍，因此這是一個更大的挑戰(zhàn)。機場、運營商和其他利益相關(guān)方必須聯(lián)合起來，促進區(qū)域內(nèi)和區(qū)域之間的行動。

為獲取供應(yīng)、塑造未來，達成伙伴關(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，并在未來的氫氣生態(tài)系統(tǒng)中擁有發(fā)言權(quán)。機場可能獲得足夠的氫氣儲存，并通過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。還可以與例如煉油廠、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者聯(lián)系，向機場提供直接氫燃料。這種方法也將使機場投資開發(fā)高效的電解和液化技術(shù)，從而達到降低成本的目的。

在航空領(lǐng)域引入并發(fā)展新型推進器將需要對當(dāng)前價值鏈進行重大改變，需要對清潔能源生產(chǎn)投入巨額資金，需要機場投資，需要在傳統(tǒng)航空領(lǐng)域內(nèi)外多個利益相關(guān)方之間進行協(xié)調(diào)?？赡芎芸鞎a(chǎn)生第一個變化，而轉(zhuǎn)向新型推進器所帶來的重大變化是會逐步發(fā)生的，能讓機場等參與方做好相應(yīng)準(zhǔn)備。

本報告僅代表作者觀點,不代表中咨智庫立場。原創(chuàng)編譯。