湖南省機場管理集團常希娟 王海生／文
從2014年民航局將“油改電”列為民航行業(yè)節(jié)能減排重點工作，到2015年內地6家機場開始“油改電”試點，民航成為全國率先推進車輛電動化的行業(yè)；從2018年實施“打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”，電動化向全行業(yè)推廣實施，到2020年四型機場全面實施，車輛電動化被納入“綠色機場”主要任務，再到《“十四五”民用航空發(fā)展規(guī)劃》將碳達峰、碳中和納入民航高質量發(fā)展整體布局，提出鞏固深化打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)成果，深入推進機場純電動車輛設備應用。由此可見，從個別試點到全面推廣，從藍天保衛(wèi)戰(zhàn)到四型機場建設，從“油改電”到純電動車輛設備深入推進，民航行業(yè)實施車輛設備電動化的決心是堅定的，政策是加持的。民航車輛設備電動化目前已持續(xù)建設8年，成效顯著，全國機場車輛電動化水平不斷提升，機場噪音、碳排放持續(xù)降低，機場周邊環(huán)境不斷優(yōu)化。但實施推進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、更持續(xù)推進民航特種車輛電動化進程。
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。新能源汽車產業(yè)發(fā)展已由政策驅動轉為市場驅動。民航特種新能源車增長趨勢較快，2021年底場內電動車輛占比已達到約20%,但相較整個車輛市場總量有限，生產廠家不多，市場競爭不充分，呈現出“專用性、品種多、總量少、價格高、范圍窄”的特點，行業(yè)內部與社會資本相對封閉，新興的特種車輛廠家并不多。
目前生產民航電動車輛的大多為原生產燃油車輛廠家，在整體實力、研發(fā)創(chuàng)新水平、整車功能性開發(fā)、設計能力上與比亞迪、小鵬等電動化大型車企還有相當差距，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計，才能充分發(fā)揮電動化優(yōu)勢，不是簡單理解為，靠電機和電池取代發(fā)動機和油箱就是車輛電動化。部分廠家盲目跟風生產，真正沉下心來搞研發(fā)、搞創(chuàng)新的并不多。雖然當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”的特點讓企業(yè)擔心投入產出比，其專業(yè)性、精細化、智能化程度還不夠，完全電動化正向設計的車型還不多，不能很好地滿足民航特種作業(yè)的需求和發(fā)展。
（二）技術路線尚未明晰
關鍵技術的選取，找到機場真正實用、好用的技術路徑，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，簡單將乘用車的標準、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、資金風險并存，出于搶占市場的目的，“拿來主義”較為流行。
機坪車輛實施電動化的優(yōu)勢在于：區(qū)域有限、邊界清晰、可就近充電，有利于克服電動車續(xù)航能力有限的缺點。但是在實施過程中卻片面追求過高的續(xù)航里程和更快速的充電，看似對標前沿技術，實質背離了初衷，造成了電池、充電樁、電力負荷增容等高額投資，導致成本增高，經濟性差，企業(yè)主觀意愿降低、積極性不高、信心不強，遲滯了電動化深入有效推廣。
（三）安全管理需要加強
隨著電動化的加速推進，電動特種車數量會大幅攀升，需高度關注電池、技術缺陷、管理培訓、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，但機場特種車輛是保障車輛，牽引車需要和飛機直接物理聯結，客梯車需放置固定支架不能迅速和飛機脫離，一旦發(fā)生事故會禍及飛機。生產廠家需要專業(yè)的系統(tǒng)安全測試，如電動車在與飛機聯結時起火如何處置？應急策略是什么？具體程序是什么？機場消防部門是否針對不同類型電池建立滅火預案，這些問題需要引起高度重視。
（四）前期成果需要總結
電動化前期，“油改電”試點和“藍天保衛(wèi)戰(zhàn)”接續(xù)非常緊密，行業(yè)吸取經驗時間比較倉促。試點機場位于不同的區(qū)局，針對我國地域廣大、自然條件截然不同的情況，試點出不同實施路徑和效果，包括實施過程的經驗和教訓，目前還需要提煉總結，形成系統(tǒng)的、具備可操作性的行業(yè)指導意見和實施指南。
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用，但受礙于目前實驗理論及生產工藝方面的瓶頸，電池自發(fā)熱失控的概率不能完全消除，導致用戶無法通過自身的質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產業(yè)水平的體現，隨著我國產業(yè)綜合能力的不斷提升，安全性會不斷提高，但值得關注的是，如何在民航業(yè)阻斷不可預估的風險，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險。對于鋰電池這類受目前材料科學、工藝制造限制，安全概率性不完全可控的隱患，應該予以足夠的重視。
（二）將電池安全管理系統(tǒng)納入車輛電動化強制規(guī)范
鋰電池自帶可燃物、助燃物和點火源，熱失控釋放的能量相當于TNT能量密度的10%,產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，需用大量水進行降溫和連續(xù)冷卻，才能停止其化學反應。
民航特種車輛的使用場景，首先要使產生危險的車輛遠離飛機和航站樓。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)應包括BMS、車載和平臺（均具報警通訊功能），對電池單體、模組的電壓、電流、溫升等關鍵參數實時監(jiān)測，發(fā)現異常立即同步通知到現場司機、運行和消防部門，在電池熱失控初期進行有效處置。
對于確保安全最關鍵的實時監(jiān)控和前期預警，民航應在電池（單體）安全性、電池安全管理系統(tǒng)和監(jiān)控、預警等方面提出行業(yè)標準和規(guī)范，同時機場運行和消防部門制定切實可行的應急策略、處置程序、電動車輛（不同區(qū)域及狀態(tài)）滅火預案，作為電動車輛安全使用的必備前提和要求。
（三）根據民航行業(yè)實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、實用、經濟為標準。
1.機場特種車使用情況與乘用車不同，不需要很強的加速性能和輸出功率；在邊界有限的內場區(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，根據車輛特點選擇不同電池類型：行駛速度低，行駛距離短，牽引力要求大的靠機設備，對安全性要求很高，可使用鉛酸電池；不靠機作業(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，逐步推進鋰電池應用。
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動，作業(yè)操作非常適宜插電作業(yè)，只要停機位處設置電源即可，插電作業(yè)可極大降低整車成本，達到效益最大化。
4.工信部近期提出支持鈉離子電池加速創(chuàng)新成果轉化，全球首條規(guī)?；慨a線預計將于今年在我國投產，明年即可進入商用市場，鈉離子電池非常適合民航特種車輛的使用場景，可提前結合行業(yè)實際進行產業(yè)對接。
（四）加強對成熟經驗的學習借鑒
我國香港機場于2012年啟動車輛電動化實施方案，經過多年的發(fā)展，積累了成熟經驗。2019年電動車輛達720臺，并承諾2030年前增至3000輛，提供1320個充電點。電動化不單是設備的增加，同時有一整套管理和運行模式，這是目前行業(yè)最迫切需要學習的經驗。建議學習香港和試點單位的經驗，深入開展購、用、管、運、廢全鏈條過程管理，凸顯電動化領域后發(fā)優(yōu)勢，避免設施、資金等不必要的試驗性投入和損失。
（五）更加關注節(jié)能減排評估實效
制定行業(yè)節(jié)能減排政策和評估時，更關注電動車真實的使用率（頻次），同時評估電動車的安全性能、環(huán)保性和經濟效益，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進行測評（月均等效利用小時數＝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的電動特種車的保障和使用比例進行測評。
3.監(jiān)控平臺要測評具體監(jiān)控項目，要看平臺是否實時監(jiān)控電池（單體和模組）、車輛、充電樁的關鍵參數，是否真正起到安全監(jiān)控報警、智能管控的作用。
要從“量的關注”逐步過渡到“質的測評”，更加重視車輛設備電動化實際產生的綜合效益和節(jié)能減排的真實效果。
（六）加大民航特種車輛科研投入
1.民航業(yè)內目前缺乏針對民航電動車輛研究的科研機構，建議成立民航電動車輛研究檢測機構，通過真實的測試，為車輛安全和質量把關。
2.民航電動車輛在全國占比很小，工信部沒有出臺相關標準和規(guī)范，民航應該根據行業(yè)自身實際，制定真正符合機場電動車輛的行業(yè)標準和規(guī)范。
3.在民航院校設立民航特種車專業(yè)，加強人才培養(yǎng)和儲備。
（七）分期實現電動特種車輛信息化、智能化路徑
近期，機坪電動車輛為A-CDM系統(tǒng)自動提供機場航班保障關鍵時間節(jié)點數據，通過標準化協(xié)議實現數據采集傳輸和共享；中期，進行電動車無人自動駕駛、自動靠接、自動充電等智能技術的研究應用；遠期，將無人電動車完全納入A-CDM系統(tǒng)，根據航班信息系統(tǒng)自動調配車輛資源進行航班保障，逐步實現少人、無人機坪，降低機場地面服務運營總成本，提升機場整體運行效率。
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