減少飛航二氧化碳排放量的三大措施

2022/11/04

關於 ANA 長年以來為降低飛航二氧化碳排放量而持續採行的三大措施。

第一項措施「Normal Climb」(正常爬昇)

飛機機翼具備襟翼構造 (又稱升力提升裝置)，此構造可上下移動，藉此改變機翼的面積，而飛機在起飛時，襟翼會移動至下放位置，以增加機翼的面積，讓飛機能透過升力以較低速度爬升。飛機固然能讓襟翼維持在下放位置持續爬升，但以較大的機翼面積飛行時，空氣阻力也會較大，飛航速度將難以提升。然而，若長時間以襟翼下放的狀態飛行，油耗表現也會相對較差。為改善此情形，ANA 採取「Normal Climb」(正常爬昇) 措施，亦即在飛機起飛後提早 (高度約達 300 公尺時) 將襟翼收回，藉此降低空氣阻力，使飛機能更迅速爬升到燃油使用效率較佳的巡航高度 (約 1 萬公尺)，有效節省油耗並減少二氧化碳排放量。

透過畫面聚焦於襟翼變化的 3 張圖像來說明 Normal Climb 的爬升方式。第 1 張圖像是飛機起飛前於地面滑行的畫面，圖像標示出襟翼所在位置。第 2 張圖像是飛機起飛後不久於爬升過程中將襟翼下放的畫面，圖像下方文字說明襟翼放下後機翼面積增加，產生向上浮力 (升力)，使飛機即使在低速狀態下也能進行爬升。第 3 張圖像是襟翼在爬升過程中於初期階段即收回至原本位置的畫面，圖像下方文字說明飛機爬升後提早將襟翼收回，藉此減少空氣阻力與降低油耗。 — Normal Climb 的圖像解說

相對於此，還有另一種被稱為「Steepest Climb」(最陡爬昇) 的爬升方式，即飛機在起飛後維持襟翼下放的狀態爬升到一定高度 (通常約 900 公尺左右)。部分機場為了減少噪音，會針對飛機起飛後的高度和速度制定相關規定，在此類機場起飛的飛機便會採用 Steepest Climb 方式爬升，讓襟翼在飛機爬升至 900 公尺左右高度為止的期間都維持在下放狀態。雖然此做法能有效減少噪音，但相較於 Normal Climb，飛機承受較大空氣阻力的時間會拉長，導致爬升至巡航高度所需的油耗增加。讓飛機爬升至約 1 萬公尺的巡航高度時，盡早將襟翼收回，是最能有效降低油耗的做法。

透過示意圖比較 Normal Climb 與 Steepest Climb。左半邊是 Normal Climb 的示意圖，以三個箭頭呈現飛機從起飛到 10,000 公尺巡航高度為止的爬升路線。示意圖中的高度 300 公尺位置處有飛機圖示，用以呈現飛機從 300 公尺至 10,000 公尺的區間內加速的情形。在 Normal Climb 中，飛機於 300 公尺左右的高度將襟翼收回到原本的位置，降低空氣阻力，並以此狀態加速爬升至 10,000 公尺高度。飛機盡早將襟翼收回，便能更迅速爬升至巡航高度，進而降低油耗與二氧化碳排放量。右半邊是 Steepest Climb 的示意圖，與左半邊示意圖一樣，以三個箭頭呈現飛機從起飛到 10,000 公尺巡航高度為止的爬升路線。示意圖中的高度 900 公尺位置處有飛機圖示，用以呈現飛機從 900 公尺至 10,000 公尺的區間內加速的情形。此處另外提供下列文字說明：部分機場為了減少噪音，會針對飛機起飛後的高度和速度制定相關規定，在此類機場起飛的飛機便會讓襟翼在飛機爬升至 900 公尺左右高度為止的期間都維持在下放狀態，以較大的機翼面積飛行，直到高度超過 900 公尺後才可有效加速，和 Normal Climb 相比，達到巡航高度所需時間較長。 — Normal Climb 與 Steepest Climb 的比較

在沒有制定高度或速度相關規定的機場，ANA 會盡可能採行 Normal Climb 爬升方式，為二氧化碳排減量奉獻一份心力。採行 Normal Climb 之後，和未採行時的情況相比，一年可減少約 2,983 噸 (2021 年統計成績) 的二氧化碳排放量。此約 2,983 噸的重量，相當於 8.5 架 ANA B777-300ER 飛機的重量。

第二項措施「Reverse Idle」(反向怠速)

飛機在降落時，會使用推力反向器和剎車裝置來減速。安裝在引擎上的推力反向器可以暫時增加引擎的功率，讓高速降落的飛機得以更快減速。

飛機的圖像與引擎的放大圖像。在引擎的放大圖像中，以文字說明推力反向器的運作機制。推力反向器構造會在飛機降落時作用，讓引擎後半部向後方滑動，與引擎前半部之間空出溝槽，並藉由讓空氣透過此溝槽向前方流動，達到減速效果。 — 推力反向器的運作機制

但另一方面，使用推力反向器會導致油耗增加。若降落跑道夠長，且若安全上沒有疑慮，在使用推力反向器時，可藉由調整並降低引擎功率，來降低油耗，有效減少二氧化碳排放量以及噪音量。這項措施做法上相當於將推力反向器維持在怠速狀態，故其名「Reverse Idle」(反向怠速)。雖然不使用推力反向器會導致機輪剎車裝置承受更大負擔，但 ANA 剎車裝置的耐久度主要取決於剎車裝置使用的次數，而非煞車強度，因此採行 Reverse Idle 並不會對剎車裝置的耐久度造成太大影響。
採行 Reverse Idle 之後，和未採行時的情況相比，一年可減少約 10,608 噸 (2021 年統計成績) 的二氧化碳排放量。此約 10,608 噸的重量，相當於 30.5 架 ANA B777-300ER 飛機的重量。

第三項措施「One Engine Taxi In」(單引擎滑行)

大部分的飛機皆有兩個引擎，分別配置於左右兩側，但飛機降落後，只需一個引擎便足以在地面滑行。所謂「One Engine Taxi In」(單引擎滑行)，係指飛機在降落後關閉其中一個引擎，以單一引擎的動力在地面滑行，藉此減少油耗和二氧化碳排放量。

飛機降落後，並非在所有情況下都能關閉其中一個引擎，若地面因降雪變得濕滑，或若遇到強風，關閉單一引擎會影響飛機左右兩側的平衡，並可能導致類似汽車打滑的現象發生。此外，部分機型會有特定的使用規則，例如波音 787 於降落後必須有 5 分鐘的引擎冷卻時間。因此，飛行員會預先確認天氣和飛機周圍的環境條件，並判斷僅使用單一引擎也可安全滑行時，才會執行 One Engine Taxi In。其中，在單一引擎便能提供足夠滑行動力的波音 767 的使用趨勢當中，最能明顯觀察到落實此措施的積極作為。採行 One Engine Taxi In 施後，一年可減少約 1,909 噸 (2021 年統計成績) 的二氧化碳排放量。此約 1,909 噸的重量，相當於 5.5 架 ANA B777-300ER 飛機的重量。

Efficient Flight Program (高效率飛行計畫)

三大措施的相關成效資料都會予以收集，且執行率和二氧化碳減排量等成果，每個月皆會提供給飛行機組人員做為參考。不僅如此，飛行員也可取得能幫助他們更有效落實措施內容的相關資訊。例如，飛行員可取得各機場滑行道坡度的圖表，以協助他們判斷是否執行 One Engine Taxi In。這些資料的彙整與發佈作業，皆由 Efficient Flight Program 辦公室負責執行。Efficient Flight Program 的主要目標，是在公司內促進 ANA 飛行員執行實際可行的降低油耗與二氧化碳排放減量相關措施，而本次介紹的三大措施也是此辦公室所推行的項目之一。Efficient Flight Program 辦公室首先確保飛航安全性，接著進一步思考如何能在此基礎之上保護環境，並以此為核心宗旨，推動各項措施。

Efficient Flight Program 辦公室負責人訪談

我們採訪了 Efficient Flight Program 辦公室飛行員西川機師。

您平常的工作內容是什麼呢？

我負責駕駛波音 777，時常在空中飛行。主要飛航美國與歐洲的航線。此外，我也負責飛航日本國內線和中國的貨運航線。除了駕駛航班，我也在所屬部門工作，與同事一起研究 Efficient Flight Program、發布飛行員公告和改善未來的飛行員工作內容等相關事項。

為什麼「Normal Climb」、「Reverse Idle」和「One Engine Taxi In」會定位為三大主要措施呢？

這些措施能大幅降低油耗與二氧化碳排放量。我們也有執行其他措施，但這三項措施確實是我們的重點。與公司主導的其他燃油節約措施相比，飛行員對於此三大措施的相關認知、執行程度，以及長期落實情況，將會清楚地反映在措施執行率上。因此，我們希望能從個人層次開始推廣並改變相關的認知，最終促使飛航部門整體的相關認知也能有所轉變，以提升措施執行率，實現二氧化碳排放減量的目標。

未來的展望

我們在上一年度引入了 Fuel Dashboard (燃料儀表板，可將燃油減量成果視覺化的工具)，以便能夠從中擷取出更詳細的資料。舉例來說，現在我們可以很容易辨識由某 A 機場〇〇跑道起飛之飛機的「Normal Climb」執行率較低之類的情況。我們將積極活用這項功能，並期望在未來能藉此深度探討執行與不執行特定措施的真正原因。當然，除了這三大措施外，我們也正評估在未來使用分析工具，來解析各類資料，以運用於其他新的措施。
航空業深受疫情影響，飛行員也都抱有危機意識。在疫情減班的期間，Efficient Flight Program 措施的執行率大幅提升。如今航班恢復後，Efficient Flight Program 委員會將繼續發送相關資訊，致力於維繫此期間培養出來的環保意識。

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