湖南省機(jī)場管理集團(tuán)常希娟 王海生／文
從2014年民航局將“油改電”列為民航行業(yè)節(jié)能減排重點(diǎn)工作，到2015年內(nèi)地6家機(jī)場開始“油改電”試點(diǎn)，民航成為全國率先推進(jìn)車輛電動化的行業(yè)；從2018年實(shí)施“打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”，電動化向全行業(yè)推廣實(shí)施，到2020年四型機(jī)場全面實(shí)施，車輛電動化被納入“綠色機(jī)場”主要任務(wù)，再到《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》將碳達(dá)峰、碳中和納入民航高質(zhì)量發(fā)展整體布局，提出鞏固深化打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)成果，深入推進(jìn)機(jī)場純電動車輛設(shè)備應(yīng)用。由此可見，從個別試點(diǎn)到全面推廣，從藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)到四型機(jī)場建設(shè)，從“油改電”到純電動車輛設(shè)備深入推進(jìn)，民航行業(yè)實(shí)施車輛設(shè)備電動化的決心是堅(jiān)定的，政策是加持的。民航車輛設(shè)備電動化目前已持續(xù)建設(shè)8年，成效顯著，全國機(jī)場車輛電動化水平不斷提升，機(jī)場噪音、碳排放持續(xù)降低，機(jī)場周邊環(huán)境不斷優(yōu)化。但實(shí)施推進(jìn)過程中也遇到一些問題和困惑需要得到解決，以便于更廣泛、更深入、更扎實(shí)、更持續(xù)推進(jìn)民航特種車輛電動化進(jìn)程。
民航特種車輛電動化面臨的問題和困惑
（一）制造水平有待提高
2021年全國新能源車保有量784萬輛，占總量的2.6%,比上年增長59.25%,保有量連續(xù)六年居世界首位。新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展已由政策驅(qū)動轉(zhuǎn)為市場驅(qū)動。民航特種新能源車增長趨勢較快，2021年底場內(nèi)電動車輛占比已達(dá)到約20%,但相較整個車輛市場總量有限，生產(chǎn)廠家不多，市場競爭不充分，呈現(xiàn)出“專用性、品種多、總量少、價(jià)格高、范圍窄”的特點(diǎn)，行業(yè)內(nèi)部與社會資本相對封閉，新興的特種車輛廠家并不多。
目前生產(chǎn)民航電動車輛的大多為原生產(chǎn)燃油車輛廠家，在整體實(shí)力、研發(fā)創(chuàng)新水平、整車功能性開發(fā)、設(shè)計(jì)能力上與比亞迪、小鵬等電動化大型車企還有相當(dāng)差距，民航特種車輛電動化的發(fā)展之路還很漫長。
電動車輛需要整車功能性全新設(shè)計(jì)，才能充分發(fā)揮電動化優(yōu)勢，不是簡單理解為，靠電機(jī)和電池取代發(fā)動機(jī)和油箱就是車輛電動化。部分廠家盲目跟風(fēng)生產(chǎn)，真正沉下心來搞研發(fā)、搞創(chuàng)新的并不多。雖然當(dāng)前一些民航特種車輛制造企業(yè)已意識到這一問題，在研發(fā)上投入了更多的資金、人力和資源，但民航特種車輛“多品種、小批量”的特點(diǎn)讓企業(yè)擔(dān)心投入產(chǎn)出比，其專業(yè)性、精細(xì)化、智能化程度還不夠，完全電動化正向設(shè)計(jì)的車型還不多，不能很好地滿足民航特種作業(yè)的需求和發(fā)展。
（二）技術(shù)路線尚未明晰
關(guān)鍵技術(shù)的選取，找到機(jī)場真正實(shí)用、好用的技術(shù)路徑，是民航特種車輛電動化的重要環(huán)節(jié)。電動化汽車飛速發(fā)展的這幾年，大量資金、研究傾向于乘用車，簡單將乘用車的標(biāo)準(zhǔn)、做法直接照搬，用在民航特種車上并不適宜。而由于研發(fā)周期長、資金風(fēng)險(xiǎn)并存，出于搶占市場的目的，“拿來主義”較為流行。
機(jī)坪車輛實(shí)施電動化的優(yōu)勢在于：區(qū)域有限、邊界清晰、可就近充電，有利于克服電動車?yán)m(xù)航能力有限的缺點(diǎn)。但是在實(shí)施過程中卻片面追求過高的續(xù)航里程和更快速的充電，看似對標(biāo)前沿技術(shù)，實(shí)質(zhì)背離了初衷，造成了電池、充電樁、電力負(fù)荷增容等高額投資，導(dǎo)致成本增高，經(jīng)濟(jì)性差，企業(yè)主觀意愿降低、積極性不高、信心不強(qiáng)，遲滯了電動化深入有效推廣。
（三）安全管理需要加強(qiáng)
隨著電動化的加速推進(jìn)，電動特種車數(shù)量會大幅攀升，需高度關(guān)注電池、技術(shù)缺陷、管理培訓(xùn)、操作技能等問題可能引發(fā)的安全事件。
乘用車輛事故一般只涉及其本身，但機(jī)場特種車輛是保障車輛，牽引車需要和飛機(jī)直接物理聯(lián)結(jié)，客梯車需放置固定支架不能迅速和飛機(jī)脫離，一旦發(fā)生事故會禍及飛機(jī)。生產(chǎn)廠家需要專業(yè)的系統(tǒng)安全測試，如電動車在與飛機(jī)聯(lián)結(jié)時起火如何處置？應(yīng)急策略是什么？具體程序是什么？機(jī)場消防部門是否針對不同類型電池建立滅火預(yù)案，這些問題需要引起高度重視。
（四）前期成果需要總結(jié)
電動化前期，“油改電”試點(diǎn)和“藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)”接續(xù)非常緊密，行業(yè)吸取經(jīng)驗(yàn)時間比較倉促。試點(diǎn)機(jī)場位于不同的區(qū)局，針對我國地域廣大、自然條件截然不同的情況，試點(diǎn)出不同實(shí)施路徑和效果，包括實(shí)施過程的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，目前還需要提煉總結(jié)，形成系統(tǒng)的、具備可操作性的行業(yè)指導(dǎo)意見和實(shí)施指南。
民航特種車輛電動化建議
（一）重視動力電池安全性
雖然目前我國車用電池得到了廣泛應(yīng)用，但受礙于目前實(shí)驗(yàn)理論及生產(chǎn)工藝方面的瓶頸，電池自發(fā)熱失控的概率不能完全消除，導(dǎo)致用戶無法通過自身的質(zhì)量管理杜絕電池自發(fā)熱失控帶來的安全隱患。
工業(yè)電池是一個國家科技和基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)水平的體現(xiàn)，隨著我國產(chǎn)業(yè)綜合能力的不斷提升，安全性會不斷提高，但值得關(guān)注的是，如何在民航業(yè)阻斷不可預(yù)估的風(fēng)險(xiǎn)，民航作為對安全要求極高的行業(yè)，需要消除所有潛在安全風(fēng)險(xiǎn)。對于鋰電池這類受目前材料科學(xué)、工藝制造限制，安全概率性不完全可控的隱患，應(yīng)該予以足夠的重視。
（二）將電池安全管理系統(tǒng)納入車輛電動化強(qiáng)制規(guī)范
鋰電池自帶可燃物、助燃物和點(diǎn)火源，熱失控釋放的能量相當(dāng)于TNT能量密度的10%,產(chǎn)生爆燃并排出大量有毒氣體，采用水、泡沫、干粉、二氧化碳等不能有效撲滅，需用大量水進(jìn)行降溫和連續(xù)冷卻，才能停止其化學(xué)反應(yīng)。
民航特種車輛的使用場景，首先要使產(chǎn)生危險(xiǎn)的車輛遠(yuǎn)離飛機(jī)和航站樓。鋰電池從單體電池溫度異常到爆燃只有幾分鐘，及時撤離車輛必須依靠電池管理系統(tǒng)，系統(tǒng)應(yīng)包括BMS、車載和平臺（均具報(bào)警通訊功能），對電池單體、模組的電壓、電流、溫升等關(guān)鍵參數(shù)實(shí)時監(jiān)測，發(fā)現(xiàn)異常立即同步通知到現(xiàn)場司機(jī)、運(yùn)行和消防部門，在電池?zé)崾Э爻跗谶M(jìn)行有效處置。
對于確保安全最關(guān)鍵的實(shí)時監(jiān)控和前期預(yù)警，民航應(yīng)在電池（單體）安全性、電池安全管理系統(tǒng)和監(jiān)控、預(yù)警等方面提出行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，同時機(jī)場運(yùn)行和消防部門制定切實(shí)可行的應(yīng)急策略、處置程序、電動車輛（不同區(qū)域及狀態(tài)）滅火預(yù)案，作為電動車輛安全使用的必備前提和要求。
（三）根據(jù)民航行業(yè)實(shí)際需求選擇動力電池類型
目前，車用動力電池主要有以下幾種，其分類及優(yōu)缺點(diǎn)見表1：
表1：車用動力電池分類
隨著科研和制造水平的發(fā)展，每種類型電池都有較大的發(fā)展空間，目前市場上相同類別的電池差別也很大，不同類型的民航電動車輛應(yīng)用場景不同，對性能的要求不同，對于電池的選擇要以安全、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)為標(biāo)準(zhǔn)。
1.機(jī)場特種車使用情況與乘用車不同，不需要很強(qiáng)的加速性能和輸出功率；在邊界有限的內(nèi)場區(qū)域，不要求很大的續(xù)航里程；電動車晚上可固定慢充，低成本的慢充可以滿足絕大部分使用需求。大容量和快充使得電池、充電樁、電力負(fù)荷等成本抬高，提高了使用門檻。
2.2019年民航特種車輛安全運(yùn)營研討會探討了電動特種車輛與安全的矛盾，建議尊重民航特種車輛特性，根據(jù)車輛特點(diǎn)選擇不同電池類型：行駛速度低，行駛距離短，牽引力要求大的靠機(jī)設(shè)備，對安全性要求很高，可使用鉛酸電池；不靠機(jī)作業(yè)的車輛采用鋰電池，在充分評估車輛成熟度、電池安全性的情況下，逐步推進(jìn)鋰電池應(yīng)用。
3.升降平臺車、行李傳送車和客梯車，除了行駛需要動力電池驅(qū)動，作業(yè)操作非常適宜插電作業(yè)，只要停機(jī)位處設(shè)置電源即可，插電作業(yè)可極大降低整車成本，達(dá)到效益最大化。
4.工信部近期提出支持鈉離子電池加速創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化，全球首條規(guī)模化量產(chǎn)線預(yù)計(jì)將于今年在我國投產(chǎn)，明年即可進(jìn)入商用市場，鈉離子電池非常適合民航特種車輛的使用場景，可提前結(jié)合行業(yè)實(shí)際進(jìn)行產(chǎn)業(yè)對接。
（四）加強(qiáng)對成熟經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)借鑒
我國香港機(jī)場于2012年啟動車輛電動化實(shí)施方案，經(jīng)過多年的發(fā)展，積累了成熟經(jīng)驗(yàn)。2019年電動車輛達(dá)720臺，并承諾2030年前增至3000輛，提供1320個充電點(diǎn)。電動化不單是設(shè)備的增加，同時有一整套管理和運(yùn)行模式，這是目前行業(yè)最迫切需要學(xué)習(xí)的經(jīng)驗(yàn)。建議學(xué)習(xí)香港和試點(diǎn)單位的經(jīng)驗(yàn)，深入開展購、用、管、運(yùn)、廢全鏈條過程管理，凸顯電動化領(lǐng)域后發(fā)優(yōu)勢，避免設(shè)施、資金等不必要的試驗(yàn)性投入和損失。
（五）更加關(guān)注節(jié)能減排評估實(shí)效
制定行業(yè)節(jié)能減排政策和評估時，更關(guān)注電動車真實(shí)的使用率（頻次），同時評估電動車的安全性能、環(huán)保性和經(jīng)濟(jì)效益，要注重每一臺電動車是否真正發(fā)揮作用。
1.建議充電樁按照月均等效利用小時數(shù)進(jìn)行測評（月均等效利用小時數(shù)＝充電樁月均充電量／總額定輸出功率）。
2.電動特種車使用率（頻次）測評，建議按照為航班提供服務(wù)的電動特種車的保障和使用比例進(jìn)行測評。
3.監(jiān)控平臺要測評具體監(jiān)控項(xiàng)目，要看平臺是否實(shí)時監(jiān)控電池（單體和模組）、車輛、充電樁的關(guān)鍵參數(shù)，是否真正起到安全監(jiān)控報(bào)警、智能管控的作用。
要從“量的關(guān)注”逐步過渡到“質(zhì)的測評”，更加重視車輛設(shè)備電動化實(shí)際產(chǎn)生的綜合效益和節(jié)能減排的真實(shí)效果。
（六）加大民航特種車輛科研投入
1.民航業(yè)內(nèi)目前缺乏針對民航電動車輛研究的科研機(jī)構(gòu)，建議成立民航電動車輛研究檢測機(jī)構(gòu)，通過真實(shí)的測試，為車輛安全和質(zhì)量把關(guān)。
2.民航電動車輛在全國占比很小，工信部沒有出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，民航應(yīng)該根據(jù)行業(yè)自身實(shí)際，制定真正符合機(jī)場電動車輛的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。
3.在民航院校設(shè)立民航特種車專業(yè)，加強(qiáng)人才培養(yǎng)和儲備。
（七）分期實(shí)現(xiàn)電動特種車輛信息化、智能化路徑
近期，機(jī)坪電動車輛為A-CDM系統(tǒng)自動提供機(jī)場航班保障關(guān)鍵時間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集傳輸和共享；中期，進(jìn)行電動車無人自動駕駛、自動靠接、自動充電等智能技術(shù)的研究應(yīng)用；遠(yuǎn)期，將無人電動車完全納入A-CDM系統(tǒng)，根據(jù)航班信息系統(tǒng)自動調(diào)配車輛資源進(jìn)行航班保障，逐步實(shí)現(xiàn)少人、無人機(jī)坪，降低機(jī)場地面服務(wù)運(yùn)營總成本，提升機(jī)場整體運(yùn)行效率。
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