随着气候变化问题日益严重，全球各行业都在积极寻求减少碳排放的路径。航空领域作为全球碳排放的重要来源之一，面对着巨大减排压力。准确评估航班的温室气体排放，成为实现航空业可持续发展的前提和基础。近年来，谷歌等技术巨头结合丰富的数据资源和环境标准，推出了先进的航班碳排放估算模型——Travel Impact Model（简称TIM），为航空碳排放计算带来了革命性的变化。 航班碳排放的复杂性在于其涉及多阶段、多因素的综合影响。根据国际标准ISO 14083，飞行的碳排放包含从出发地到目的地之间多环节的排放，如机场运营、地面交通、航程燃料消耗等。
其中，TIM模型重点聚焦于飞行过程中飞机燃料燃烧产生的排放，特别是飞行所需燃料的消耗量和对应的温室气体排放总量。 TIM模型采用欧洲环境署（EEA）2023年发布的Tier 3航空排放计算方法，基于飞行距离、飞机型号以及飞行阶段等关键参数进行精细计算。模型将航班飞行过程划分为起飞和着陆阶段（LTO）与爬升、巡航和下降阶段（CCD）两部分，分别估算燃油消耗。这种细分方法更准确地反映了飞行中的不同工况对燃料消耗的影响，从而提升了温室气体排放估算的精度。 燃料燃烧排放的换算采用ISO 14083标准中的低热值（约43.1兆焦/千克）结合国际民航组织（ICAO）制定的碳强度数据，实现从实际燃料消耗到二氧化碳当量（CO₂e）的转换。模型特别考虑了燃料从生产加工到飞机燃烧全过程中的排放，覆盖了“井口到油箱”（Well-to-Tank，简称WTT）和“油箱到排气”（Tank-to-Wake，简称TTW）两个环节，使得“井口到尾气”（Well-to-Wake，简称WTW）排放的评估更完整和科学。
为适应不同航线实际飞行路径偏差，TIM引入了基于基于ADS-B航班跟踪真实数据的距离调整因子，解决了航线实际飞行距离通常高于理论大圆距离的问题。平均调整系数约为1.05，具体数值会根据地理区域和航线特征动态调整，确保排放估算契合实际飞行里程。 针对飞机类型的数据支持，TIM依托丰富的机型燃油消耗数据库，涵盖了绝大多数商用和支线飞机。对于缺乏精确数据的机型，模型采用四级回退策略，包括基于机翼小翼改进的折扣因子、上一代相似机型替代、机型家族中效率最低的机型估算以及相似机型映射，保障模型的适用范围和结果的合理性。 在乘客层面，TIM模型根据座位等级（经济舱、优选经济舱、商务舱和头等舱）的空间占用比例，对总排放进行细致分配。商务及头等舱因占用更多空间，其单位乘客排放显著高于经济舱。
座椅配置数据综合来自航空公司航班计划和行业数据供应商，结合实际载客率信息，使得乘客层面的碳排放估算更准确。载客率则基于历史客流统计数据，动态反映季节性变化和运营规律，确保模型反映真实运营情况。 此外，货物运输对航班碳排放的贡献亦被纳入模型考量。TIM使用货物占总运载质量的货物质量分数，通过历史数据估算，合理分配航班排放于乘客和货物，提升整体计算科学性。此方法有助航空公司在优化货物和客运业务时，准确评估碳足迹。 考虑到非二氧化碳影响，特别是飞机尾流产生的凝结尾迹和由此带来的辐射强迫影响，TIM还开发了相关的影响评级系统。
尽管对凝结尾迹的精确预测因天气条件复杂性存在困难，TIM通过历史气象和飞行数据分析，进行概率性风险评估，并将其分为低、中、高三个等级，赋予用户有关飞行环境潜在气候影响的直观理解。该部分结果作为独立于CO₂燃油燃烧排放的补充信息，提供给航空业界和旅客参考。 TIM的这些技术特性不仅提升了航班排放估算的准度，还实现了与欧洲航空安全局（EASA）推出的“飞行排放标签”（FEL）数据的兼容。飞行排放标签依托机组燃料采购和消耗的实测数据，经EASA审核，能够替代模型估算数据应用于合规及消费者信息披露。TIM用户可直接获取贴有“EASA”标签的官方数据，增强碳排放信息透明度和可信度。 机场运营产生的碳排放也是飞行全链路排放的重要组成部分。
尽管TIM目前仅专注于航班阶段排放，但建议结合国际机场碳认证组织（ACA）的平均机场排放数据（每位乘客约1.71公斤二氧化碳），计算完整的旅程碳足迹，以符合ISO 14083标准对交通链全流程排放核算的要求。 随着TIM模型的持续发展，新版本不断完善座位配置、载客率及货物数据的粒度，并计划纳入非CO₂排放的更多因素。谷歌的旅行可持续团队与学术界、行业监管机构密切合作，推动模型的开放共享和治理，确保使用者获得科学、可信的碳排放估计结果。模型通过GitHub以开源形式发布，并提供API及谷歌表格插件，方便开发者和普通用户集成应用。 航班碳排放估算模型的广泛应用前景十分广阔。航空公司可以基于模型结果优化航线规划、运营策略和碳抵消安排，助力实现净零目标。
政策制定者和监管机构能够依赖模型数据科学制定航空碳排放标准和激励机制。旅客亦可通过航班排放标签获得透明的碳足迹信息，做出更环保的出行选择，推动绿色出行文化形成。 综上所述，航班碳排放估算模型以科学严谨的环境标准为基础，结合丰富多维度数据和先进算法，实现了精细化的碳排放核算。它不仅反映了现代航空业碳管理的技术进步，更为实现低碳航空和可持续未来奠定坚实基础。随着模型不断迭代优化，未来的航空业必将在精准的碳排放数据支持下，加速向绿色转型迈进，为全球气候治理做出积极贡献。
