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分类:非道路移动机械   2017-06-05 17:12:32

我市已经将常规污染源清单建立并不断更新,但是在航空污染排放清单的编制方面的方法、数据积累还很欠缺,请教初期的关键步骤和主流方法?

2017-08-14 14:24:39赞0
柏松 来自Sonoma Technology
与其他排放源类似,选择科学合理的计算方法或模型,采用反映当地现状的排放因子,尽量全面准确地收集活动数据如起飞降落过程(LTO)是建立航空行业排放清单的关键,而通常后两点是初期的最大的挑战。
 
由于便于用户日常操作、能实现高效透明的数学运算和数据管理并减少手动错误、以及易于更新运算方法和数据等优点,采用数学模型软件编制排放清单,特别是区域性排放清单,逐渐成为当前主流。目前通过ICAO的航空环境保护委员会(CAEP)评估认证的污染物排放模型和相关数据可在以下网站查询。
https://www.icao.int/environmental-protection/Pages/modelling-and-databases.aspx
这些模型汇集了大量当前的当地数据并在各自的国家被广泛应用,极具借鉴意义。
 
以美国为例,美国环保署编制的2011及2014的国家排放清单(NEI)的技术报告(如下)详细介绍了如何运用联邦航空局(FAA)的EDMS模型估算常规污染物、空气有毒物质和温室气体。
 
除了基于飞机活动数据的排放估算,对于温室气体还可采用基于燃油用量的估算方法。例如加州2000-2015年温室气体排放清单索引1A3a部分介绍了如何根据《2006年IPCC国家温室气体清单指南》收集燃油消耗数据来编制加州温室气体排放清单(https://www.arb.ca.gov/cc/inventory/doc/doc_index.php)。
 
航空污染排放清单的建立不可能一蹴而就,而是一个不断修正、逐渐完善的过程。因此在建立排放清单初期,由熟悉航空排放源特性的人员根据建立清单的目的制定一个目标明确、切实可行的工作计划是非常必要的。 这个计划应包括:
  • (1)确定需涵盖的航空污染源范围,比如除飞机起飞、降落、及在机场滑行外,是否需要计算飞机空中飞行的排放?除飞机外是否包括地面支援设备(比如接驳车、货物运输设备)?除民航外是否包括军航?
  • (2)确定清单包括的污染物种类并考虑各种污染物的优先级。
  • (3)评估和确定计算排放量的方法步骤,获取排放因子和活动数据的来源。
  • (4)确定排放清单的评估审核方式,包括数据审核、与其他方法横向对比、与光化学模型结果进行对比评估等。
2017-06-06 11:37:54赞0
Tazuko Morikawa 来自日本汽车研究所能源与环境研究部
在《2006年IPCC国家温室气体清单指南》中详细描述了航空温室气体排放的估算方法。我们可以在网站上获取飞机所使用的特定燃油和排放因子值。也就是说,如果机场准备了估算排放清单所需的活动数据,如不同飞机型号的起飞和到达次数、机场跑道的长度、以及滑行距离等,就可以估算航空污染排放。

温室气体排放评估参见《2006年IPCC国家温室气体清单指南》第2卷能源下的第3章移动源燃烧,3.6节 民航,以下为链接:
http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/index.html http://www.ipccnggip.iges.or.jp/public/2006gl/pdf/2_Volume2/V2_3_Ch3_Mobile_Combustion.pdf

报告中文版的链接是:http://www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/chinese/vol2.html
 
空气污染物排放评估可参考《EMEP/EEA 空气污染物排放清单指南-2016》中的B部分,链接及相关章节如下:  
如果想知道更多有关排放因子的细节,可以登录国际民航组织(ICAO)的网站进行查询:
http://www.icao.int/environmental-protection/Pages/environment-publications.aspx
http://www.easa.europa.eu/node/15672
 
日本估算了航空排放的空气污染物(NOx, CO, VOC, SOx, PM)和有害物质(乙醛、二甲苯、甲苯、1,3-丁二烯、苯以及甲醛)。

对于有害物质的排放,排放量包括了地面到3000英尺高度的范围。

对于空气污染物的排放,我们在每100m的高度估算一次,一直到1000m的高度。

对于地点的考虑,尽管有很多条起飞降落的路线,但我们只考虑主要路线。

军用飞机较难获得活动数据。
2017-06-06 11:25:17赞0
Julie Mcdill 来自大西洋中部地区空气管理协会
航空排放的空气污染物主要来自以下几部分排放源:

  • 飞机起飞和降落过程(LTO);
  • 机场地面辅助设备;
  • 燃料装卸和存储;
  • 人们往返机场的移动源,如机场接驳车;
  • 其他:动力装置、停车设施、消防演练等。

航空排放了哪些主要污染物呢?主要是飞机及相关设备的燃烧排放、燃料装卸和存储过程中蒸发排放的VOCs,最重要的是有害空气污染物铅的排放。铅的排放来源于飞机所使用的一百辛烷值低铅航空汽油(100LL)。铅以四乙基铅(TEL)的形式添加到燃油中,这种铅添加剂有助于提高燃料的辛烷值、避免发动机爆震、防止阀座后退以及无硬化阀门的发动机压力损失。如今,100LL燃油是美国最常使用的航空汽油,而商用飞机、大部分军用飞机以及其它涡轮发动机飞机所使用的喷气燃料则不添加铅。

所以,如何估算每部分的污染物排放呢?以下讨论的是美国的做法,不同国家可以根据实际情况对美国的方法加以调整。

美国联邦航空管理局(FFA)提供了一个排放-扩散模型系统(EDMS),该模型可用来建立商业空中交通的三维时空网格数据集。最近(2015年)他们彻底重建了该模型,并且推荐使用一套不同的模型—航空环境设计工具(AEDT)。然而,美国环境保护署2014年的国家排放清单仍然使用排放-扩散模型系统(EDMS)。美国环保署很可能将在2017年的国家排放清单中开始使用航空环境设计工具(AEDT)。以下链接是联邦航空管理局(FAA)网站中关于EDMS和AEDT的介绍:

(1) https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/apl/research/models/edms_model/
(2)最新版本的EDMS(5.1.4)文件可从下面的链接获取:
https://www.faa.gov/about/office_org/headquarters_offices/apl/research/models/edms_model/media/EDMS_5.1.4_User_Manual.pdf
(3)美国环保署排放清单会议上对最新的AEDT模型进行了概述,以下是演讲文稿链接:
https://www3.epa.gov/ttn/chief/conference/ei18/session6/iovinelli_pres.pdf
(4)美国环保署网站上记录发布了每年国家排放清单文件的编制过程,编制人员可以以此作为本国计算的指南。2014年国家排放清单的编制文件链接如下:
https://www.epa.gov/sites/production/files/2016-08/documents/neiair2014_fin.pdf
 

大家可能知道,某一年份排放量的估算是通过结合排放因子和活动数据来计算的。下面将简要介绍开头提到的前三部分排放源(飞机起飞和降落过程;机场地面辅助设备;燃料装卸和存储)的排放因子和活动水平。这些数据之后可以纳入EDMS模型以计算排放量。要使用这种方法,编制人员需要确立类似的本地数据库。
 
(一)气象数据-仅在进行网格排放估计时需要
每年的排放量估算都无需任何气象数据就可以完成。然而,如果希望在EDMS模型中使用扩散模式,则需要在EDMS指定的格式中添加地面气象数据。
 
(二)机场位置
在估算排放量前,必须首先建立飞机场和直升机机场的设备数据库。在美国,联邦航空管理局(FFA)空中交通办公室在国家空域系统资源(NASR)数据库中,提供了一套完整的实用机场设备列表。该数据库形成了美国环保署使用的初始数据集,并提供给各州进行审阅,州政府机构基于本地情况对数据集进行调整。

对于数据有限的机场,可以考虑使用标准机场足迹,该数据可通过专家知识和卫星地图研究获得。
 
(三)起飞降落过程(LTO)
  • 国内及国际注册的大型航空公司的商业空中交通及空中巴士
  • 不同机型的活动数据。在美国,各机场的商业空中交通及空中巴士的起飞和降落的活动数据是从美国交通统计局收集的。相关文件称为T-100飞机数据库。这些数据由航空公司信息办公室、交通统计局、研究和创新技术局从各国内和国际航空公司收集。有关该数据库的更多信息可以参阅下方链接:      https://www.transtats.bts.gov/DatabaseInfo.asp?DB_ID=111
  • 不同飞机发动机型号的排放因子。EDMS默认每架飞机都是一个特定机型和发动机型号的结合。对于同一型号的飞机,其使用发动机型号可能不同,而排放因子会随着发动机型号的不同而改变。因此,不同的飞机可能由于配备了相同的发动机而导致排放量一致,或者老式飞机可能由于配备了技术更新的发动机,而产生较少的排放。当发动机类型未知时,(模型)会分配一组默认的排放因子,该排放因子代表了美国和国际上特定机型常用的实际发动机类型。
    其他商用和军事空中交通
    活动数据 --对于通用商业和军事交通的活动数据,使用的是另一套数据库—终端区预测/航站区预测(TAF)和空中交通活动数据系统(ATADS)。 美国联邦航空管理局的数据来自总体计划报告系统(5010)、航站区预测数据库和空中交通活动系统数据系统的起飞降落数据,该数据用于与通用航空和空中巴士相关的活塞发动机和喷气式飞机。
    以上飞机的排放因子与其他商务飞机的排放因子相似。
  •  
(四)机场地面辅助设备和其他移动源排放-排放因子及活动
国家排放清单文件(NEI)中也包括飞机辅助动力装置(APUs) 和机场地面辅助设备(GSE)的排放估算,比如飞机加油车、行李搬运车及设备、飞机牵引车以及机场接驳车。这些飞机辅助动力装置(APUs) 、机场地面辅助设备(GSE)和飞机尾气排放属于机场设施中的点源排放。EDMS通过各机型资料将排放与起飞降落活动相联系。排放因子则来源于机动车排放模拟器(MOVES)模拟的机动车排放。用户可以在需要的情况下编辑和创建自定义配置文件。

EDMS还包括机场接驳车交通的活动资料,包括各类机场的停车场。这些资料由起飞降落活动数据扩展,并且用户可以根据需求进行编辑。排放因子通过与机动车排放模拟器(MOVES)连接获得。
 
(五)燃料装卸和储存、移动源(包括机场接驳车和停车场)
排放-扩散模型系统(EDMS)也可以计算这些源排放,具体请见文件。
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