全 文 ：第 35卷 第 1期 生 态 科 学 35(1): 189193
2016 年 1 月 Ecological Science Jan. 2016

收稿日期: 2015-01-20; 修订日期: 2015-02-14
作者简介: 何吉成(1976—), 男, 湖北十堰人, 副研究员, 研究方向为交通运输行业环境、能源、自然灾害、温室气体和大气污染物排放等 , E-mail:
jichenghe@189.cn

何吉成. 50 多年来中国民航飞机能耗的生态足迹变化[J]. 生态科学, 2016, 35(1): 189193.
HE Jicheng. Dynamic change in ecological footprint of energy consumption for aircraft in China during in recent 50 years[J].
Ecological Science, 2016, 35(1): 189193.

50 多年来中国民航飞机能耗的生态足迹变化
何吉成
交通运输部规划研究院环境资源所, 北京 100028

【摘要】民航是我国重要的交通运输方式之一, 但我国至今尚无民航运输行业能耗生态足迹的研究报道。基于我国民
航飞机能耗统计资料, 计算了 1960—2013 年我国民航飞机能耗的生态足迹及其强度变化, 并与铁路机车和道路机动
车能耗生态足迹进行了比较。结果表明: (1)从 1960 年至 2013 年, 我国民航飞机能耗生态足迹连年增加, 其值由 1960
年的 0.86 万 hm2 增加到 2013 年的 450.97 万 hm2, 年均增加 8.5 万 hm2。(2)从 1960 到 2013 年, 我国民航飞机能耗的
生态足迹强度呈逐年降低态势, 其值从 1960 年的 2.09 m2·换算吨公里–1 降至 2013 年的 0.66 m2·换算吨公里–1, 年均降
低 0.027 m2·换算吨公里–1。(3)我国民航飞机能耗的生态足迹远低于机动车能耗的生态足迹, 但逐渐接近并超过铁路机
车的能耗生态足迹。

关键词：中国民航; 飞机能耗; CO2排放量; 生态足迹
doi:10.14108/j.cnki.1008-8873.2016.01.029 中图分类号：X24 文献标识码：A 文章编号：1008-8873(2016)01-189-05
Dynamic change in ecological footprint of energy consumption for aircraft in
China during in recent 50 years
HE Jicheng
Division of Environment and Resources Research, Transport Planning and Research Institute, Ministry of Transport, Beijing
100028, China
Abstract: Although aircrafts have played a great role in transportation in China, there has been no study on ecological footprint of
aircrafts of China’s Civil Aviation until now. In this study, the ecological footprint of energy consumption of aircrafts during 1960—
2013 was calculated and its intensity and dynamic characteristics were analyzed for the first time, based on the annual aircrafts energy
consumption data. The results are as follows. (1) The ecological footprint of energy consumption of aircrafts of China’s Civil Aviation
increased from 86 km2 in 1960 to 45097 km2 in 2013, indicating an increase of 850 km2 per year. (2) The intensity of ecological
footprint of energy consumption of aircrafts of China’s Civil Aviation decreased from 2.09 m2 per converted ton-km in 1960 to 0.66 m2
per converted ton-km in 2013, indicating a decrease of 0.027 m2 per converted ton-km per year. (3) The ecological footprint of energy
consumption of aircrafts of China’s Civil Aviation was far less than that of vehicles, but was close to and exceeded that of locomotives
for traction in China railways.
Key words: civil aviation of China; energy consumption of aircraft; CO2 emission; ecological footprint
1 前言
民航是我国交通运输体系的重要组成部分, 随
着我国经济的快速发展, 近 20 年来我国民航运输业
以每年 20%左右的速度递增[1], 我国民航运输总周
转量已连续数年位居世界第二位[2], 成为名副其实
190 生 态 科 学 35 卷

的航空大国。在民航运输中, 飞机发动机耗用燃油
会直接将 CO2 排放在万米左右的平流层, 所产生的
温室效应要比地面排放大 4 倍左右, 对全球变暖的
影响更直接、更明显[3], 因此, 其碳排放问题日益受
到关注。生态足迹(Ecological Footprint)是指能够持
续地提供资源或吸纳废物的、具有生物生产力的土
地面积。生物生产力土地包括化石能源用地、耕地、
森林、草地、建筑用地和水域 6 种类型[4]。在生态
足迹分析模型中[4], 可以以吸收化石能源燃烧排放
的温室气体 CO2 所需要的森林来定量表征化石能源
的使用对生态环境造成的影响[5]。本研究基于我国
民航飞机的飞行燃油消耗等统计数据, 分析 50 多年
来我国民航飞机能耗的生态足迹及其强度变化特点,
为我国民航运输业节能降耗工作提供参考。
2 数据来源与分析方法
2.1 数据来源与说明
本研究中民航飞机逐年各种燃油消耗量、货邮
周转量和旅客周转量等数据来自我国民航统计部门
的年鉴类统计资料 [6]。航空燃油分为航空汽油
(aviation gasoline)、喷气机汽油(jet gasoline)和喷气
机煤油(jet kerosene), 在上世纪 60 年代我国航空汽
油使用较广, 70 年代初期以后喷气机煤油大幅使用
并取代航空汽油, 80 年代初期以后航空汽油仅用
于小型飞机并且份额不足航空燃料消耗的 5%, 目
前我国航空公司飞机广泛使用的燃料是喷气机煤油,
因此我国民航飞机燃油排放 CO2 包括消耗航空汽油
和喷气机煤油导致的 CO2 排放。
2.2 能耗生态足迹的计算方法
我国民航飞机的能耗生态足迹计算公式如下:
6
( ) /
10
i m m i q q
i
M N F Q N F B
E
     (1)
公式(1)中: Ei为 i年民航飞机飞行耗用化石能源
产生的生态足迹(104 hm2), Mi 为 i 年民航飞机消耗的
喷气机煤油总量(104 t), Qi 为 i 年民航飞机消耗的航
空汽油总量(104 t), Nm和 Nq 分别是喷气机煤油和航
空汽油的净发热值(TJGg–1), Fm和 Fq分别是喷气机
煤油和航空汽油的排放因子(kgTJ–1)。Nm、Nq、Fm
和 Fq采用《2006 年 IPCC 国家温室气体清单指南》[7]
中给出的缺省参数, 其值分别为44.1 TJGg–1、44.3 TJGg–1、
71500 kgTJ–1 和 70000 kgTJ–1。B 为森林 CO2 平均
吸收因子(t CO2·hm–2·a–1), 通过森林的 NEP(生态系
统碳净积累量)可以算得 B 值。NEP 表征的是单位面
积植被 1 年所固定的碳的数量, 根据谢鸿宇等人的研
究[8], 世界森林 NEP 均值为 3.81 t·hm–2, 即森林 CO2
吸收能力为 13.97 t CO2·hm–2·a–1。
2.3 能耗生态足迹强度的计算方法
在民航年度数据统计中, 对旅客周转量(单位:
人公里)和货邮周转量(单位: 吨公里)分别进行了统
计, 但二者的能耗没能分开进行统计。一般采用运
输总周转量来作为反映每年实际完成的旅客、货物
周转量的综合指标, 并采用换算吨公里作为计量运
输总周转量的单位。过去每位旅客按 75 kg 来折算,
从 2001 年开始, 采用国际通行的统计口径, 每位旅
客按 90 kg 来折算[6], 为了便于比较, 本研究统一采
用 90 kg 来折算旅客周转量。由于民航飞机能耗统
计没有将货运能耗和客运能耗分开进行统计, 在这
里, 我们设定民航飞机能耗生态足迹强度为单位运
输总周转量的生态足迹。其计算公式为:
i
i
i
EI
T
 (2)
公式(2)中: Ii 为 i 年民航飞机能耗的生态足迹强
度(m2·换算吨公里–1); Ei为 i 年民航飞机能耗的生态
足迹(104 hm2); Ti 为 i 年民航飞机完成的运输总周转
量(亿换算吨公里)。
3 我国民航飞机能耗的生态足迹及强度
3.1 能耗生态足迹及强度变化
从 1960 年到 2013 年, 我国民航飞机生态足迹
不断增长(图 1), 由 1960 年的 0.86 万 hm2增至 2013
年的 450.97 万 hm2, 年均增长 8.5 万 hm2。我国民航
飞机生态足迹变化特征较为明显, 其变化可分为 2
个阶段(图 1), 其中 1960—1989 年期间的生态足迹
一直较小, 年均生态足迹仅为 6.5 万 hm2, 此阶段属
于缓慢增长期, 生态足迹年均增长仅有 0.76 万 hm2;
1990—2013 年属于快速增长期, 其生态足迹逐年大
幅增长, 年均生态足迹达到 169.4 万 hm2, 年均增长
高达 18.4万 hm2, 其中 2000年超过 100万 hm2, 2006
年超过 200 万 hm2, 2009 年接近 300 万 hm2, 2012 年
超过 400 万 hm2。从不同年代比较上看(表 1), 上世
纪 60 年代年均生态足迹最低, 不到 1 万 hm2, 年均
增长也只有 0.04 万 hm2, 本世纪前 10 年年均生态足
迹最高, 达到 192.31万 hm2, 年均增长 20.57万 hm2。
1 期 何吉成. 50 多年来中国民航飞机能耗的生态足迹变化 191


图 1 民航飞机能耗的生态足迹总量及其强度化
Fig. 1 The ecological footprint and its intensity of aircraft of China’s Civil Aviation
表 1 不同年代的能耗生态足迹及强度比较
Tab. 1 Comparison of the ecological footprints and their intensities of aircrafts in different decades
年代 年均生态足迹/ (104 hm2)
生态足迹年均增长/
(104 hm2)
年均生态足迹强度/
(m2换算吨公里–1)
生态足迹强度年均增长/
( m2换算吨公里–1)
1960’s 0.97 0.04 2.28 0.058
1970’s 3.72 0.61 2.38 -0.13
1980’s 14.85 1.68 1.15 -0.06
1990’s 57.16 6.74 0.78 -0.02
2000’s 192.31 20.57 0.76 -0.01

就生态足迹强度而言, 从 1960年到 2013年, 我
国民航客货运输量不断增大, 但生态足迹强度却呈降
低态势(图 1), 其值由 1960 年的 2.09 m2换算吨公里–1
降至 2013 年的 0.66 m2换算吨公里–1, 年均降低
0.027 m2换算吨公里–1。我国民航飞机生态足迹强度
变化可分为 3个阶段(图 1), 1960-1972年处于波动上
升期, 其值由 2.09 m2换算吨公里-1增至 3.16 m2换
算吨公里–1, 年均增长 0.089 m2换算吨公里1; 1973-
1985年属于快速下降期, 其值由3.08 m2换算吨公里–1
降至 1.02 m2换算吨公里–1, 年均降低 0.17 m2换算
吨公里–1; 1986-2013 年则属于缓慢下降期, 其值由
1.02 m2换算吨公里–1 降至 0.66 m2换算吨公里–1, 年
均降低 0.013 m2换算吨公里–1。从不同年代比较上
看(表 1), 上世纪 60年代年均生态足迹强度较高, 为
2.28 m2换算吨公里–1, 年均增长 0.058 m2换算吨
公里–1; 70年代年均生态足迹强度最高, 但年均降低
0.13 m2换算吨公里–1; 本世纪前 10 年年均生态足迹
强度最低, 仅有 0.76 m2换算吨公里–1, 年均降低
0.01 m2换算吨公里–1。
3.2 与全国机动车的比较
国家环保部对我国机动车部分年份的汽油和柴
油消耗量进行了统计 [9], 根据汽油和柴油各自的
CO2 排放因子[10], 可以估算出相应年份的全国机动
车能耗生态足迹。结合本文的计算结果可看出(图 2),
我国民航飞机能耗生态足迹占全国机动车能耗生态
足迹的比重较低, 平均比重仅有后者的 4.35%, 但
其比重呈上升之势, 由 1980 年的 1.13%升至 2008
年的 5.88%。
192 生 态 科 学 35 卷


图 2 民航飞机与机动车的生态足迹比较
Fig. 2 Comparison of ecological footprint of aircraft with
that of vehicles in China
3.3 与铁路机车的比较
我国铁路机车和民航飞机由国家相应部门统一
管理, 其能耗统计数据完整规范。何吉成[11]基于铁
路部门的统计数据估算了 1975—2007 年中国铁路
机车牵引能耗的生态足迹变化, 通过比较可以看出
(图 3), 与铁路机车相比, 1991 年以前, 民航飞机生
态足迹均不到铁路机车的 10%, 1975—1990 年的平
均比例仅有 4.3%。随着上世纪 90 年代民航的快速
发展, 民航飞机能耗生态足迹快速增长, 导致民航
飞机的生态足迹逐步接近铁路机车, 1999 年前者占

图 3 民航飞机与机动车的生态足迹比较
Fig. 3 Comparison of ecological footprint of aircraft with that of vehicles in China
后者的比例已超过 50%, 2007 年是后者的 1.04 倍,
生态足迹比后者多 9.07 万 hm2。
4 讨论与结论
4.1 讨论
根据我国民航“十二五”规划[12], 到 2015 年,
我国民航运输总周转量将达到 990 亿吨公里, 如果
按照 2013 年的生态足迹强度(0.66 m2换算吨公里–1)
来估算的话, 2015 年我国民航飞机总生态足迹将达
到 653.4 万 hm2, 是 2013 年的 1.4 倍左右。考虑到生
物燃料的可能使用和能源利用效率的不断提高, 届
时生态足迹强度应该有一定程度的降低, 因此, 总
生态足迹应该要低于 653.4 万 hm2。根据中国民航确
定的行业节能减排工作指导思想[13], 我国民航提出
到 2020 年, 单位吨公里二氧化碳排放要比 2005 年
下降 22%, 这也表明生态足迹强度要比 2005 年下降
22%, 据此推测, 2020 年我国民航飞机的生态足迹
强度只有 0.59 m2换算吨公里–1, 目前生态足迹强度
已经处于较低水平, 因而此项任务十分艰巨。因此,
我国民航运营部门必须从减少燃油消耗和提高燃油
效率方面着手, 包括飞行过程和保障环节的节油节
能、更新机型和选配能耗更低的新型发动机等措施,
并且在经济和技术手段成熟后要逐步推广使用生物
燃料。
航空生物燃料在一些性能和指标上甚至要优于
传统化石燃料, 从国外试飞数据来看, 对比传统化
石航空燃料, 航空生物燃料硫和颗粒物的减排效果
基本可以达到 100%, 碳排放可以减少 60%－80%[13]。
中国国际航空公司在 2011 年 10 月 10 日正式加入可
持续航空生物燃油用户组(SAFUG), 作为我国首个
加入该组织的新成员, 国航承诺支持并推进生物
燃油的商业化使用, 以降低所使用燃油的总体碳
强度[14], 并于 2011 年 10 月 28 日在北京首都国际机
场实施了首次可持续航空生物燃油验证飞行, 这也
是全球首次在一个国家内完成生物燃油的原料种
植、提炼、验证飞行以及相关评估[14]。但当前航空
生物燃料进入大规模的商业使用还有很长的路要走,
面临的主要问题是成本太高和统一适航标准, 降低
1 期 何吉成. 50 多年来中国民航飞机能耗的生态足迹变化 193

原料成本是在未来的一段时间内, 航空生物燃料实
现产业化面临的挑战。
4.2 结论
本研究根据我国民航部门多年的统计数据, 计
算了 1960—2013 年我国民航飞机逐年能耗生态足
迹, 并分析了我国民航飞机能耗生态足迹强度及其
变化特点。获得的主要结论有:
(1) 1960 年至 2013 年, 我国民航飞机能耗生态
足迹不断增长, 由 1960 年的 0.86 万 hm2 增至 2013
年的 450.97 万 hm2, 年均增长 8.5 万 hm2。其中 1960—
1989 年生态足迹年均增长仅有 0.76 万 hm2, 1990—
2013 年年均增长高达 18.4 万 hm2。
(2) 从 1960 到 2013 年, 我国民航飞机能耗的生
态足迹强度呈逐年降低态势, 其值由 1960 年的 2.09
m2换算吨公里–1降至 2013 年的 0.66 m2换算吨公里–1,
年均降低 0.027 m2换算吨公里–1。其中 1960—1972
年年均增长 0.089 m2换算吨公里–1, 1973—1985 年
年均降低 0.17 m2换算吨公里–1, 1986—2013 年年均
降低 0.013 m2换算吨公里–1。
(3)与机动车能耗生态足迹相比, 民航飞机能耗
生态足迹较小, 平均比重仅有前者的 4.35%。与铁路
机车相比, 伴随着民航飞机能耗生态足迹的快速增
长, 其能耗生态足迹逐步接近并超过铁路机车。
参考文献
[1] 刘得一. 民航概论[M]. 北京: 中国民航出版社, 2010.
[2] 周丽萍. 中国民航业的发展: 问题与对策[J]. 中国民用
航空, 2010, (4): 28–30.
[3] WTO 经济导刊.生物燃料: “绿色航空”新动力[EB/OL].
2011 [2011-05-13]. http://www.wtoguide.net/html/2011-05/
691.html.
[4] WACKERNAGEL M, LEWAN L, HANSSON C B.
Evaluating the use of natural capital with the ecological
footprint-Applications in Sweden and subregions[J]. AMBIO,
1999, (28): 604–612.
[5] 何吉成, 徐雨晴, 张春英. 广梅汕铁路电气化改造的生
态足迹分析[J]. 生态科学, 2010, 29(5): 483–486.
[6] 中国民用航空局发展计划司 . 从统计看民航 (1991—
2014)[M]. 北京: 中国民航出版社, 1992–2014.
[7] IPCC. 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas
Inventories[M]. Prepared by the National Greenhouse Gas
Inventories Programme, Eggleston, H. S. et al. Eds., IGES,
Japan, 2006.
[8] 谢鸿宇, 陈贤生, 林凯荣, 等. 基于碳循环的化石能源及
电力生态足迹[J]. 生态学报, 2008, 28(4): 1729–1735.
[9] 中国人民共和国环境保护部. 中国机动车污染防治年报
[EB], 2010.
[10] 王伟光, 郑国光. 应对气候变化报告(2009): 通向哥本哈
根[M]. 北京: 社会科学文献出版社, 2009.
[11] 何吉成. 中国铁路机车牵引能耗的生态足迹变化[J]. 生
态学报, 2011, 31(5): 1412–1418.
[12] 中国民航局 . 中国民用航空发展第十二个五年规划
(2011 年至 2015 年)[EB/OL]. 2011 [2011-05-09]. http://
www.caac.gov.cn/I1/I2/201105/t20110509_39615.html.
[13] 新华网. 中国民航生物燃油产业可持续发展战略研究正
式启动[EB/OL]. 2011 [2011-10-29]. http://news.xinhuanet.
com/air/2011-10/29/c_122211734.htm.
[14] 民航资源网 . 国航加入可持续航空生物燃油用户组
(SAFUG) [EB/OL]. 2011 [2011-10-11]. http://www.cannews.
com.cn/2011/1011/151626.html.