第46卷第1期2021年1月环境科学与管理
ENVIＲONMENTAL SCIENCE AND MANAGEMENT Vol.46No.1Jan．2021
收稿日期：2020－10－11
作者简介：刘旭颖（1982－），女，硕士，讲师，研究方向：民航运输。
文章编号：1674－6139（2021）01－0022－05
刘旭颖
（西安航空职业技术学院，陕西西安710089）
摘要：进行民航运输业废气污染处理成本动态控制方法研究，通过计算民航运输业单位吨公里废气排放形成 的环部成本以及航空运输周转弹性分析民航运输业废气污染处理成本。依据庇古理论和排污权交易明确民航运输业废气污染处理成本动态控制方法，并提出可与该动态控制方法并行的民航运输业监测体
系、扩大航空排放研究范围等民航运输业废气污染处理成本控制措施。研究结果表明研究有助于中国民航运输业与经济社会共同进步以及和谐发展。
关键词：民航；运输业；废气；污染；处理成本；动态控制中图分类号：X78
文献标志码：A
Ｒesearch on Dynamic Control Method of Waste Gas Pollution Treatment Cost in Civil Aviation Transportation Industry
Liu Xuying
（Xi'an Aeronautical Polytechnic Institute ，Xi'an 710089，China ）
Abstract ：This paper carried out the research on the dynamic control method of the waste gas pollution treatment cost of the civil aviation transportation industry ，
and analyze the waste gas pollution treatment cost of the civil aviation transportation industry by calculating the environmental external cost formed by the unit ton －kilometer waste gas emission of the civil aviation transporta-tion industry and the flexibility of air transportation turnover．Based on Pi
gou's theory and emission rights trading ，the civil avia-tion transportation industry's waste gas pollution treatment cost dynamic control method is clarified ，and the civil aviation transpor-tation industry monitoring system that can be parallel to the dynamic control method ，and the scope of aviation emissions research is expanded．Measures．The research results show that this research is helpful to the common progress and harmonious develop-ment of my country's civil aviation industry and economic society．
Key words ：civil aviation ；transportation industry ；exhaust gas ；pollution ；treatment cost ；dynamic control
前言
航空运输业飞速发展形成大量空气污染以及噪声污染，航空造成的生态环境污染已成为近年来急需解决的问题
mpr121［1］
。目前已有大量西方国家将航空
运输环境成本管理方法应用于航空运输业中。中国对航空运输业研究较晚，
中国政策和理论对航空运输业污染管理有所限制，对航空运输业废弃污染治理有效措施较少
［2］
，航空运输业废弃污染处理成本
未由承担者承担造成大量社会不公平问题。为提升中国民航竞争力，
实现国家可持续发展［3－4］
，研究民
航运输业废气污染处理成本动态控制方法具有重要现实意义。文章研究民航运输业废气污染处理成本动态控制方法，
以解决民航运输业废气污染处理成本具有较高动态性导致无法有效控制的问题，为民航运输业废气处理成本控制提供思路。
1民航运输业废气污染处理成本概述
民航运输业运营过程中主要排放废气为SO2、HC、NO
x
以及CO，通过研究四种气体在民航运输业运行过程中排放数量以及单位环部成本测算民航运输业废气污染处理成本。依据民航运营过程中气体排放因子以及煤油消耗量测算民航运输业气体排放数量；借鉴国外研究成果利用通货膨胀以及货币兑换率可获取气体的单位环部成本具体数量［5］。测算过程中需综合考虑民航运输业所在地居民收入水平、经济发展水平以及不同国家文化背景，通过以上因素调整测算差异。
由于民航运输业航空运输产生废气排放而形成的环部成本，公式如下：
G=∑4
i=1M*H
i
*P
i
（1）
公式（1）中，M与P i分别表示航空公司全年航空运输消耗煤油数量以及航空排放气体的单位环部成本；H i与i分别表示航空煤油燃烧过程中排放气体所造成排放因子以及排放气体种类。
公式（1）中航空公司全年由于航空运输消耗煤油数量可通过《从统计看民航》相关年份资料获取。
民航业飞速发展令民航运输形成的环部成本总量急剧增加［6］，选取航空运输单位生产量形成的环部成本作为民航运输业废气污染处理成本另一衡量指标。当单位吨公里形成的环部成本下降时航空运输业为可持续发展模式，此时航空运输处于“环境改善型”。
民航运输业单位吨公里废气排放形成的环部成本测算公式如下：
D=G
Q
=∑4
i=1
M*H
i
动脉硬化指数*P
i
/Q=∑4
i=1
T*H
i
*P
i
（2）
公式（2）中，Q与M分别表示民航运输年周转量以及全年消耗航空煤油数量；H i与P i分别表示航空运输煤油燃烧排放气体的排放因子以及单位环部成本；T表示航空运输年吨公里油耗。
航空运输排放环部成本对航空运输周转量敏感程度可通过航空运输排放环部成本对航空运输周转量的弹性体现。弹性值大于1以及小于1时，分别表示航空运输排放环部成本增长速度相比于航空运输周转量增长速度较快以及较慢；弹性值等于1时，表明航空运输周转量增长速度与航空运输排放环部成本增长速度相同［7］。弹性值小于1时，表示民航运输业废气污染处理成本较为理想，弹性值逐年下降时表示该民航公司废气污染处理成本呈现可持续发展趋势。
受航空运输排放环部成本影响航空运输周转量的弹性公式如下：
E=Δ
G
G
ΔQ
Q
（3）公式（3）中，G与ΔG分别表示航空运输全年由于排放形成的环部成本以及其变化量；Q与ΔQ 分别表示航空运输年周转量以及其变化量。
通过以上方法利用MATLAB仿真模拟软件模拟中国民航运输业某机场未采用控制方法时2019年与2029年废气排放水平，综合考虑航空器类型以及数量改变情况、机场跑道布局改变情况，统计机场污染物浓度差异结果如表1所示。
表1某机场污染物浓度对比结果
悠悠通讯
废气
名称
时间
进近
（Mg/a）
滑行
（Mg/a）
起飞
（Mg/a）
爬升
（Mg/a）
总量
（Mg/a）CO
激光计算机2019年15．7621．585．345．8648．54
2029年23．6423．848．428．9164．81 VOC
2019年1．344．524．820.2110.89
2029年2．435．677．910.3416．35 NO2
2019年8．163．1633．2513．5259.09
2029年16．275．8460.8524．78107．74 SO2
2019年1．240.762．121．165．28
天宝系
2029年2．531．293．941．979．73 2民航运输业废气污染处理成本结果为获取民航运输业废气污染处理成本，首先需确定飞机主要污染物排放量，从飞机进近、滑行、起飞以及爬升时间、主要污染物排放指数以及飞机不
同阶段燃油流量确定飞机主要污染物排放量。
依据国际民用航空组织ICAO的发动机排放数据库确定主要污染物排放指数以及飞机在不同阶段燃油流量。通过国际民用航空组织ICAO规定的标准时间判断飞机发动机进近、滑行、起飞以及爬升时间。
ICAO数据库内污染成分主要包括HC、NO
x
、CO 以及SO2。依据ICAO的发动机排放数据库内发动机消耗燃油率、排放指数值以及中国发动机与航空器匹配资料获取航空公司相同机型发动机平均消耗燃油率以及排放指数值，确定中国航空公司不同型号飞机某次航班的废弃污染治理成本；依据2018年各机型升起以及下降次数获取该年份相关机场飞机排放总废气污染处理成本。统计2018年中国民航8个机场排放的废气污染处理成本如表2所示。
表22018年8个机场废弃污染处理成本
机场名称HC/
万元
CO/
万元
NO x/
万元
SO2/
万元
总计/
万元
首都国
际机场
159．5234．855958．64315．246468．25
大连周水
子国际机场
71．5213．582684．52124．522894．14
江西井冈
山机场
41．5212．542154．62118．542327．22
天津滨海
国际机场
39．5113．851985．64116．852155．85
成都双流
国际机场
68．8416．852754．62119．522959．83
湖北恩施许
家坪机场
61．5217．522654．5297．852831．41
沈阳桃仙
国际机场
61．5242．513854．51105．644064．18
昆明长水
国际机场
MATLAB iradon
59．3439．852876．5299．853075．56
总计563．29191．5524923．591098.0126776．44
分析表2可知，2018年中国民航运输业8个机场整体排放外部成本为26776．44万元。其中2018年度首都国际机场的废气污染处理成本最高，为6468．25万元，是全部机场中废气污染处理成本最高的机场，主要原因是该机场为中国民航运输最为频繁的机场。
3民航运输业废气污染处理成本动态控制3．1庇古理论
庇古被称为“福利经济学之父”，依据其外部性理论可知自然环境所提供服务无法通过市场经济利用市场自由交易，经济运行主体以及消费过程中形成的生态破坏以及环境污染等副产品无法通过市场机制作用。环部性是由经济活动形成时，环境资源的边际社会成本无法通过产品价格体现。当边际社会成本以及私人成本间存在差异未负外部性造成时，政府通过对排放污染者征税等干预措施，利用税收降低边际社会成本以及边际私人成本间距离，政府对排污者征收税费即为“环境税”以及“庇古税”。
民航运输业实际应用中，政府对航空器排放收费以及对机场航空收费主要目的是令环部成本与私人成本相结合形成民航运输业的运输生产成本。航空运输产品边际社会成本通过民航运输业的航空运输产品实际价格体现。部分国家对民航运输业相关机场征收机场噪声费用，有效降低民航运输业机场的飞机噪声，并取得良好成效。
3．2排污权交易
科斯于1960年提出通过财产权管理外部环境概念，科斯认为财产权过于模糊造成资源配置不得当引起的环境存在外部性，可充分确定以及保证财产权情况下，避免环部性情况。美国经济学家戴尔斯于19世纪60年代末提出排污权交易概念，并相应提出通过产权方式控制水污染相关措施；蒙哥马利于19世纪70年代初提出通过数理经济学方式设置众多许可市场均衡，验证污染控制目标最低成本特征可通过排污权交易体现。
2006年12月20日欧盟委员会提出将民航温室气体排放权交易制度应用于欧盟的指导性文件，
欧盟内部全部机场的国际航班以及欧盟成员国航班均需要采用民航温室气体排放权交易制度，该制度于2012年发展至全部欧盟成员国机场起降的所有国际航班。3．3
民航运输业废气污染处理成本动态控制民航运输业废气污染处理成本动态控制是指令社会纯收益最大化的污染水平。民航运输业废气污染处理成本动态控制水平可通过图1体现
。
图1
民航运输业废气污染处理成本控制水平
图1中的横轴Q 为民航运输业废气污染量，纵轴G 与纵轴K 分别表示民航运输成本以及民航运输收益；MNPB 与MEC 分别表示边际私人纯收益曲线以及边际外部成本曲线。分析图1可知，运输量为Q M 时民航运输业社会纯收益最大，此时IV 为0，可知民航运输业最优环境污染水平相应运输量为Q M 。民航运输企业利用航空运输活动获取的边际收益与边际成本相减即为边际私人纯收益，
边际私人纯收益倾斜方向为右下方，
表示边际私人纯收益随着民航运输量提升而有所下降；边际外部成本曲线呈现右上方倾斜方向，
表示民航运输业单位运输量环境污染量随着运输量提升而有所增加。
边际成本曲线与边际私人纯收益曲线交点相应由废气对环境造成污染量为Q M 。
利益最大化是航空运输业企业生产目的，
民航运输业企业会为了利润提升运输量，直至产出为Q 1即边际收益为0时停止生产。
产出为Q 1时的私人收益公式如下：K =Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ（4）
外部成本公式如下：G =Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ（5）社会收益公式如下：B =K －G =Ⅰ－Ⅳ
（6）边际私人纯收益与边际外部成本相同时运输量以及废气造成的环境污染量即为令民航运输业废气污染处理成本最低污染量。统计将该控制方法应用于某地民航运输业企业废气污染处理成本动态控制中成本控制效果，
统计结果如表3所示。表3
控制前后排放效益对比
控制前/kg
控制后/kg 降低幅度/%
HC 2．948ˑ1072．915ˑ1071．12CO 3．891ˑ1033．815ˑ1031．95NO x 1．581ˑ10111．574ˑ10110.44SO 2
1．243ˑ108
1．231ˑ108
0.97
从表3统计结果可以看出，采用该动态控制方法控制民航运输业废气污染处理成本控制后，
该企业废弃排放量有明显下降，
其废弃污染处理成本有明显降低，
有效验证该控制方法具有较高有效性。4民航运输业废气污染处理成本控制措施
节能是目前各领域极为重视的部分，通过新方
法、
新技术充分控制民航运输业废弃污染处理成本，保证民航运输业节能减排，降低由于民航运输业对环境造成的影响。针对民航运输业废气污染处理成本控制，提出如下措施：4．1
完善民航运输业监测体系
为提升民航运输业废气污染处理成本计算精准性，
需重点加强完善民航运输业监测体系，通过监测民航运输业废弃污染处理成本实际数值，将其与利用模型模拟数值修改后改进模拟模型精准性，有效提升民航运输业废弃污染处理成本控制有效性。4．2
扩大航空排放研究范围
目前针对民航运输业废弃污染处理成研究重点在航空器起飞以及降落过程对于机场以及机场周围
环境产生的影响，但航空器在高空运行过程中同时需排放大量废气物质，高空排放的废气物质同时对气候以及生态环境变化造成巨大影响，未来应重点研究民航运输业航空器于高空运行过程中所排放废气对环境造成的影响。
4．3科学编排飞行计划
可通过商务数据中心、飞行排版系统等众多系统对飞机航线实施科学合理排班，动态分析不同机型的边际成本以及边际收益，合理匹配航空器以及飞行员，依据民航运输业航线类别尽量选取较经济的对环境影响较低的机型直飞，尽量提升民航运输企业不同航线经济效益。
4．4航线优化
差异纬度与高度的高空风对飞机运行过程形成差异较大，相同距离路程采用不同航路飞行，可形成较大飞行差异。选取最优航线路径，可节省燃油量以及飞行时间，降低航线路程，避免由于航空线路规划造成航空交通拥堵，节省民航运输业的飞行成本。必要时刻利用临时直飞航路降低飞机绕行，缩短飞机飞行路程，实现节省燃油目的，从根本实现民航运输业废气污染处理成本控制。
4．5预备备降机场
为防止民航运输过程中由于故障造成无法降落于原定目的地机场时，需设置备降机场，飞行计划中需要提前确定飞机备降机场。选择备降机场时，应充分考虑民航运输的运行效益，充分考虑降落过程中安全问题，合理选取最优备降机场，充分做好备降机场无法降落的第二方案。飞机飞行过程中遇到准备降落状况时，距离是飞机选取备降机场重要因素，短距离可降低飞机备降燃油。
4．6控制飞机重心
飞机的水平面角度在飞行过程中重心偏前时增加，此时飞机耗电量有所提升，飞机飞行过程中阻力提升，增加飞机燃油量；飞机飞行过程中重心偏后时飞机阻力有所降低，有效节省飞机飞行过程中航程耗油量。
民航运输过程中需依据飞机平衡数据、重量以及航班货物、旅客等重量合理分配重量，选取最佳飞机重心，可有效降低飞行油耗，控制民航运输业废气污染处理成本。
5结语
民航运输业废气污染处理成本控制是一项具有较高技术难度且涉及面较广的工作，需要将众多治理措施相结合，综合权衡各项治理措施利弊，尽量降低民航运输业废气排放对生态环境造成的污染。
文章研究结果可应用于中国民航运输业废气污染处理成本控制中，有助于中国民航运输业与经济社会共同进步。该研究成果还可应用于民航运输业机场的新建以及改建中，机场新建以及改建需要综合考虑财务效益以及财务成本，研究可较好解决民航运输业废气排放污染处理成本量化，可应用于实际民航运输业环境治理中。
参考文献：
［1］李超役，孙见忠，闫洪胜，等．基于QAＲ数据的民航发动机尾气污染物排放量估算［J］．环境工程学报，2017，11（6）：3607－3616．
［2］刘磊，胡非．基于多属性决策的区域大气复合污染多目标优化控制方法研究［J］．气候与环境研究，2019，24（4）：407－416．
［3］张毅，Toyi CLAUDIA，刘维奇．基于半参数随机成本前沿方法的道路运输企业成本无效率研究———以山西公路客运企业为例［J］．数理统计与管理，2018，37（1）：40－54．［4］王瑞宁，
黄成，任洪娟，等．长三角地区民航飞机起飞着陆（LTO）循环大气污染物排放清单［J］．环境科学学报，2018，38（11）：252－259．
［5］杨晓叶，米彦香，许东海．环境污染与环境治理的耦合性分析———以工业废气排放与治理为例［J］．生态经济，2019，35（1）：191－194；205．
［6］陈芳，张新剑，范丹红．基于系统动力学（SD）的民航可持续安全发展决策研究［J］．安全与环境学报，2017，17（3）：1013－1017．
［7］袁婕，韩孝兰，曹格．基于环境影响的飞机进场性能参数优化［J］．飞行力学，2019，37（2）：19－23．
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议