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”列為民航行業節能減排重點工作，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；從2018年實施“打贏藍天保衛戰”，電動化向全行業推廣實施，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”民用航空發展規劃》將碳達峰、碳中和納入民航高質量發展整體布局，提出鞏固深化打贏藍天保衛戰成果，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，從藍天保衛戰到四型機場建設，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、碳排放持續降低，機場周邊環境不斷優化。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%,保有量連續六年居世界首位。新能源汽車產業發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、研發創新水平、整車功能性開發、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，才能充分發揮電動化優勢，不是簡單理解為，靠電機和電池取代發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、搞創新的并不多。雖然當前一些民航特種車輛制造企業已意識到這一問題，在研發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”的特點讓企業擔心投入產出比，其專業性、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的需求和發展。
（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節。電動化汽車飛速發展的這幾年，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勢在于：區域有限、邊界清晰、可就近充電，有利于克服電動車續航能力有限的缺點。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，一旦發生事故會禍及飛機。生產廠家需要專業的系統安全測試，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“藍天保衛戰”接續非常緊密，行業吸取經驗時間比較倉促。試點機場位于不同的區局，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，形成系統的、具備可操作性的行業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熱失控帶來的安全隱患。
工業電池是一個國家科技和基礎產業水平的體現，隨著我國產業綜合能力的不斷提升，安全性會不斷提高，但值得關注的是，如何在民航業阻斷不可預估的風險，民航作為對安全要求極高的行業，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納入車輛電動化強制規范
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，系統應包括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測，發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、電池安全管理系統和監控、預警等方面提出行業標準和規范，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（不同區域及狀態）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展，每種類型電池都有較大的發展空間，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域，不要求很大的續航里程；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，作業操作非常適宜插電作業，只要停機位處設置電源即可，插電作業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新成果轉化，全球首條規模化量產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，可提前結合行業實際進行產業對接。
（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優勢，避免設施、資金等不必要的試驗性投入和損失。
（五）更加關注節能減排評估實效
制定行業節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、環保性和經濟效益，要注重每一臺電動車是否真正發揮作用。
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.監控平臺要測評具體監控項目，要看平臺是否實時監控電池（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范，民航應該根據行業自身實際，制定真正符合機場電動車輛的行業標準和規范。
3.在民航院校設立民航特種車專業，加強人才培養和儲備。
（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系統自動提供機場航班保障關鍵時間節點數據，通過標準化協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，根據航班信息系統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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