【智库】民航机场飞行区特种设备电动化的行业特点和行业优势

1

APU是飞机辅助动力装置的简称，它在民用飞机上得到广泛应用。

飞机起飞前，由APU供电来启动主发动机。飞机降落后，主发动机关闭，由APU供应电力和空调。

APU的动力是一台小型涡轮发动机，它的燃油来自飞机上总的燃油系统。按照国际航协的数据：APU每消耗1吨航空煤油，排放CO2：3187kg、SO2：0.98kg、CO：0.56kg、NOX：21.12kg, 而APU每小时平均消耗航空煤油约为80至500升之间。

由此计算，APU带来的污染非常大，且噪音都在90分贝以上。

飞机在进入停机位后，APU停机，改用地面给飞机提供电力和空调，可以很好的解决飞机在飞行区的污染问题。

但是，传统的飞机地面电源是以柴油机为动力的电源车，空调是以柴油机为动力的空调车，这些车辆还是有污染问题。

所以，在飞行区电源车和空调车的电动化非常具有环保意义！

2

若飞机在地面关掉APU，那么飞机上就没有电了，所以就要地面提供电源。

民航飞机一般采用400Hz中频电源，机场和航空公司配套了大量电源车给飞机提供地面电源。

飞机用电时，电源车开到飞机外部供电插座附近，启动电源车上的400Hz中频柴油发电机组，通过电缆及插头给飞机供电；供电完毕后，电源车驶离飞机，整个过程，飞机APU的污染没有了，但电源车的污染还是很大。

第二代飞机地面电源——静变电源的应用可以做到给飞机供电的零污染零排放。该电源是将50Hz市电通过电力电子变换为400Hz中频电源给飞机供电，没有尾气污染，也没有旋转部件，可靠性高、维护简单。

该电源挂在廊桥上或安装在飞机附近的地面上，将市电通过电缆接入静变电源，静变电源变换出来的中频电源通过一段可收放的电缆及插头给飞机供电，使用方便、快速、安全，还没有污染，现在国内很多机场都采用了这种产品，这样就通过飞机地面电源的电动化实现了飞机供电的绿色化。

飞机在地面过站时，机舱内需要通风和空调，如果关掉飞机APU，那么地面就要提供空调。

传统的空调车是一个柴油空调机组，和电源车的工作过程一样，飞机的污染没有了，空调车的污染还在。若采用电动空调，由市电带动一个电动机来带动空调系统，这样就通过飞机地面空调的电动化实现了给飞机提供空调的绿色化。

飞机在地面时，用400Hz静变电源和地面电动空调替代飞机APU，是减少飞机地面排放的最佳方式。

把两种移动的飞机保障车辆，变成了两种电动化的固定设备，利用市电，不仅有效的治理了飞机在飞行区的污染，而且经济效益明显。运行数据表明，这两种设备运行期间的电费只是原来油费的二分之一，维护保养费也要低很多。

所以无需国家或行业的节能减排补助，各机场都积极进行了电源和空调的电动化。这两种空港地面设备的电动化实现了飞机在机场飞行区的绿色化停靠，非常具有行业特点和行业优势。

民航机场飞机地面保障车辆和设备包含了机场场道、机坪、应急救援等各种特种车辆和专用设备，共计30多类。

这些车辆主要包括：电源车、空调车、气源车、升降平台车、行李传送车、食品车、客梯车、清水车、污水车、垃圾车、牵引车、行李拖头车、加油车、除冰车、摆渡车、加油车等。

这些车辆都是使用柴油为动力的车辆，所以主要污染包括CO、 NOX、 HC和PM(微粒物)等。

这些车辆或设备如何绿色化呢？

为减少这些车辆对环境的污染，机场开始尝试采用以新能源驱动的环保型航空地面特种车辆来代替原有的柴油车辆。

而新能源车从技术上分为“纯电动”和“混合动力”,但“混合动力”技术相对比较复杂，且节能减排效果不如”纯电动”，所以，纯电动成为研发方向。在此期间，研究者们发现纯电动技术在机场特种车辆上的应用有着得天独厚的优势。

1

2

油电双动力或电电双动力

是机场特种车辆独有的特色和优势

在机场特种车辆中，升降平台车和行李传送带车的使用工况比较特殊，那就是“跑的少，停的多”！以升降平台车为例，该车运行过程中有两种工况：

① 行驶：车辆处于行驶状态，从停车位到飞机货舱门处；

② 装卸：车辆停到飞机货仓门处，放下支撑,进行集装箱或集装板货物的装卸,此时车辆是不动的，只有升降平台在工作。

该车接一个航班约1～2小时，90%的时间进行装卸，10%的时间在行驶。行李传送带车的使用工况基本类似。

鉴于这种特殊使用工况，中国的工程师们首创了一种双动力平台车，就是在传统燃油动力平台车的基础上，增加一套电力驱动，行驶时由柴油机驱动，装卸时将市电（380V三相 50Hz）接入，这时柴油机停机，电动机工作，这样就实现了设备总工作时间的90%不产生尾气排放，噪声由85dBA降到70dBA，既节能减排又降低了噪声 ，而且经济效益非常可观！

这种双动力被称为“油电双动力”。在此基础上，又发展出了一种更环保的“电电双动力”，那就是行驶时靠电池提供能源，装卸时由市电提供能源，这样就实现了全过程的环保。

这种双动力产品在香港机场使用，其节能、环保和良好的经济效益已得到了验证，为此，有更多的机场开始关注这个产品，一致认为这种双动力真正体现了行业特点，既符合实际工况，又没有电池带来的诸多问题，且经济效益很好。所以，北京新机场和青岛新机场将全面引入这种“特色产品”。

不用电池的电动车

是机场特种车辆独有的特色和优势

在很多货运机坪，如FedEx、UPS、顺风的货运专用机坪，大量采用平台车来装卸货物，工作性质单一，移动距离很短，完全可以采用市电提供动力的纯电动平台车，只要解决了短距离电缆跟随移动的问题，整车其它系统与原车一样，技术成熟度高。像这样不用电池的电动机场特种车辆是机场独有的特色和优势。

空港地面设备的电动化，是伴随着我国以及民航节能减排的政策共同发展的，吸收和采用了电动汽车行业很多成熟的技术及配套（电池、电机和电控等）。同时，更应该将民航机场设备的实际工况和特殊之处很好的融入其中，才会有一批原创技术和独有技术的产品问世，才会有一批实际操作者都说好用、安全、放心的产品在民航机场使用。

在电动化产品的推广方面，民航机场有着得天独厚的优势，并且有些设备的使用工况非常特别，所以，空港地面设备的电动化要体现出这种行业优势和行业特点，让这些在机场飞行区保障飞机的特种车辆和设备就如同一片片绿叶一样，实实在在的为机场增添一片片“绿色”。(中国民航网智库专家 陈江岸)