隨著對解決航空業氣候影響的解決方案的尋求變得更加迫切，人們對例如氫氣、電池電力和混合電力驅動飛機等新型推進技術產生了極大的興趣。根據MPP對航空業能源的估計，到2050年，電池電力和氫動力飛機可能占所有飛機的21%-38%，占該行業整體能源需求的15%-34%。雖然時間上可能感覺很遙遠，但這一新技術將在這十年內出現。

針對這些基礎設施的變化，以及機場和其他利益相關方如何開始準備，仍存在不確定性。近期，麥肯錫發布了《瞄準低碳：為電池和氫動力飛機提供基礎設施》的報告，旨在幫助人們了解影響新型推進器的一些關鍵考慮因素。

01 轉向新型生產的基礎設施

航空業對清潔能源的需求可能已飆升到新的高度。研究人員估算了2050年支持使用新型推進係統的飛機所需的能源需求，研究了對航空基礎設施的影響。

需要大量的清潔能源來滿足需求

到2050年，電池電力和氫動力飛機可能占飛機的21%-38%，占該行業整體需求的15%-34%。到2050年，全球新型推進器可能需要600-1700太瓦時的清潔能源，相當於全球10-25個最大的風力發電場產生的能量。大約89%-96%的能源將用於氫動力的飛機，而隻有4%-11%的能源將用於驅動較小的電池電力飛機，如渦輪螺旋槳飛機、支線噴氣機和較小的窄體飛機。（見圖1）

圖1 到2050年，氫動力飛機預計占航空產業新型推進器電力需求的89%-96%

大型機場能源消耗增加

隨著新型推進係統的普及，機場的現場運作將比現在需要更多的能源。對於一個希望投資於現場氫氣液化，為電池電動飛機充電的大型樞紐機場來說，航站樓、地麵支持和其他用途的現場總耗電量可能在每年1250至2450千兆瓦時之間，這比倫敦希斯羅機場目前消耗的電力多5至10倍。為了滿足這些需求，機場需要采取措施，升級電網連接、當地配電基礎設施和自己的發電站。

兩個新的基礎設施價值鏈

新型推進器需要兩個新的基礎設施價值鏈，一個涉及電池電力驅動的航空，另一個是氫動力航空。這些價值鏈可能包括許多目前不屬於航空生態係統的新夥伴，它們將與可持續航空燃料和傳統燃料所需的基礎設施共存。該產業需要新的能源獲取、儲存、處理和管理程序，以及向飛機分配能源的方式。

為清潔能源發電提供更多空間

大多數機場都有用於氫氣液化和儲存基礎設施的空間，但沒有足夠的土地來產生通過電池電力和氫氣的方式為飛機提供動力所需的清潔能源。雖然機場被追捧為潛在的能源中心，但新型推進器的能源需求規模會讓在機場進行所有能源生產變得極為困難。根據“可行使命夥伴關係”較為審慎地設想，以巴黎戴高樂機場為例，作為一個主要國際樞紐，它將需要大約5800公頃的太陽能電池板來產生足夠的電力以滿足其需求。目前該機場占地3300公頃，這遠遠超過了機場本身的規模。鑒於如此巨大的空間需求，大多數機場可能會依靠與區域生態係統內的其它電力供應商合作來滿足這些需求。

02 投資新型推動基礎設施

交付新型推進器所需的機場內外基礎設施將需要機場和其他利益相關方的大量投資。研究人員的分析發現了與這些投資有關的多種洞見。

對新型推進器價值鏈的投資

到2050年，轉向替代性推進器需要在整個價值鏈中投入7000億至1.7萬億美元的資本（見圖2）。這一投資的大約90%將用於機場外的基礎設施，主要是發電和氫氣電解及液化。僅航空綠色發電的資本支出就將是目前全球機場資本支出預測的兩倍（到2040年為1.68萬億美元，每年840億美元）。這幾乎可以肯定，航空業將需要與其他行業的公司（如能源供應商和氫氣消費行業的公司）建立夥伴關係，從而確保所需投資。

圖2 到2050年，支持航天產業新型推進器所需的投資總額可能達到1.7萬億美元

機場內基礎設施的資本支出占總資本支出的其餘10%，到2050年將達到更溫和的660億至1140億美元的總金額。根據目前的平均支出，這相當於0.8-1.4年機場重建和擴建的增量投資。

對機場基礎設施的投資

在向新型推進方式轉變的過程中，大型機場所需投資將明顯高於小型機場，但其規模與其他重大投資相似，如建造一個新航站樓。一個洲際樞紐預計到2050年在整個價值鏈上的投資總額約為39億美元，其中包括能源收購和氫氣生產，而一個主要的區域機場的投資約為13億美元。

從這個角度來看，國際樞紐和主要區域機場的資本支出將大致相當於美國紐約拉瓜迪亞機場航站樓擴建的資本支出，或英國倫敦希斯羅機場第三條跑道項目成本約20%。小型機場的成本將大大降低，因為它們不必支撐需要更先進基礎設施的大型飛機。

綠色電力的溢價

新型推進器的運營商預計將指出比綠色電力市場價格高76%-86%的溢價，這反映了額外的航空基礎設施運營成本。機場和運營商的另一個重要考慮則是他們的運營支出，尤其是能源成本，這是因為它將決定電池電力和氫氣驅動的飛機被采用的程度。處理並向機場輸送氫氣和電力的額外成本將為使用這些類型的推進器帶來溢價。

為滿足2050年目標和預期的能源需求，目前所需的投資

為實現2050年新型動力相關的基礎設施目標所需的投資必須從現在開始。機場內基礎設施的第一批要素必須在2025年前到位，這樣才能滿足預期的能源需求。從投資到安裝，電池電力基礎設施的發展時間可能在兩年到四年之間（見圖3）。機場已經連接到電網，電力地麵支持設備和電動汽車充電器也已到位。隨著電池電動飛機的普及，可能需要升級電網和儲能係統，但電池電動基礎設施將相對容易擴大規模。

圖3 在機場氫基礎設施方麵，洲際樞紐需要最多的資本支出

相比之下，氫基礎設施不太可能是遞增的。機場可能需要隨著氫動力飛機采用的增加而重建現場的氫基礎設施，或者根據增長預測而跳過某些步驟。

03 共同合作以提供新型推進器基礎設施

基礎設施投資的協調

為了利用網絡效應和區域連接的力量，需要協調基礎設施投資，從而使新型推進器得以運作。雖然大型機場將承擔轉向新型推進器的最高成本，燃料的最初使用情況可能涉及小型機場的電池電力驅動的航班或大型和中型機場之間單一點對點航線的氫動力飛機。因此，在較小的地理區域內協調較小機場的投資對於電池電力驅動的飛機的運行很有必要。對於氫動力飛機，需要在大小型飛機之間進行協調，可能需要跨越多個國家的管轄範圍，因此這是一個更大的挑戰。機場、運營商和其他利益相關方必須聯合起來，促進區域內和區域之間的行動。

為獲取供應、塑造未來，達成夥伴關係

航空業需要與其他行業合作，確保在供應緊張的環境下有足夠的綠色電力和氫氣用於新型推進，並在未來的氫氣生態係統中擁有發言權。機場可能獲得足夠的氫氣儲存，並通過探索與綠色能源供應商在發電和氫生產方麵的合作，助力塑造該行業的未來。還可以與例如煉油廠、鋼鐵和化肥製造商、可持續航空燃油生產商等高需求的氫消費者聯係，向機場提供直接氫燃料。這種方法也將使機場投資開發高效的電解和液化技術，從而達到降低成本的目的。

在航空領域引入並發展新型推進器將需要對當前價值鏈進行重大改變，需要對清潔能源生產投入巨額資金，需要機場投資，需要在傳統航空領域內外多個利益相關方之間進行協調。可能很快會產生第一個變化，而轉向新型推進器所帶來的重大變化是會逐步發生的，能讓機場等參與方做好相應準備。

本報告僅代表作者觀點,不代表中谘智庫立場。原創編譯。