Impatto climatico del trasporto aereo

L’impatto sul clima del trasporto aereo è piuttosto importante, ma difficile da valutare con precisione.Infatti, oltre al biossido di carbonio (CO2), un gas serra relativamente facile da trattare con emissioni che rappresentano il 2-3% delle emissioni globali, gli aerei sono responsabili di altre emissioni il cui contributo all’effetto serra non è valutato con molta precisione In particolare, ciò riguarda le emissioni di ossidi di azoto (NOx) che causano indirettamente il riscaldamento del clima e in particolare le scie di condensazione e i cirri che si formano in determinate condizioni, che causano anche un riscaldamento. D’altra parte, le bassissime vite (da pochi minuti a pochi giorni) le scie di condensazione, i cirri e l’ozono prodotti dalla degradazione di (NOx) non consentono semplicemente di aggregare i loro effetti a quello della CO2 che ha una durata di vita di 100 anni. Tuttavia, devono essere contati perché il loro impatto è importante e si farà sentire finché ci saranno gli aerei nel cielo.

Per consolidare gli effetti di tutte le emissioni antropogeniche, l’IPCC utilizza il forzante radiativo, che misura l’impatto delle attività passate e presenti sulla temperatura globale. Ha stimato che il forzante radiativo dell’aviazione rappresentava il 4,9% del forzante radiativo totale dal 1790 al 2005, che è circa tre volte più dell’impatto della sola CO2. Con la rapida e continua crescita del trasporto aereo (circa il 5% all’anno) e l’incapacità dell’industria del trasporto aereo di compensarla allo stesso ritmo con miglioramenti tecnici, il suo impatto sul clima continua a crescere.

Dopo oltre 15 anni di negoziati, il 6 ottobre 2016 è stato concluso un accordo globale per ridurre l’impatto sul clima del trasporto aereo sotto l’egida dell’Organizzazione per l’aviazione civile internazionale (ICAO). Mira ad affrontare la mancanza di misure relative al trasporto aereo nell’accordo di Parigi 2015 e a raggiungere gli obiettivi fissati dall’organizzazione nel 2010: migliorare l’efficienza energetica del 2% all’anno e stabilizzare le emissioni di CO2 del livello che avranno raggiunto nel 2020. stabilisce a tale scopo un sistema di compensazione della CO2 per la frazione di emissioni che supererebbe il livello raggiunto nel 2020 nonostante un “paniere di misure tecniche” adottato contemporaneamente. Questo sistema comporterà l’acquisto di crediti di carbonio da parte delle compagnie aeree di altri settori attraverso una borsa valori, su base volontaria dal 2021 e poi obbligatorio dal 2027. Molte voci, soprattutto quelle di organizzazioni ambientaliste non governative (ENGO) hanno denunciato la mancanza di ambizione di questo accordo.

Impatto del traffico aereo
La combustione del cherosene nei motori a reazione produce principalmente anidride carbonica (CO2) e vapore acqueo, nonché inquinanti gassosi come ossidi di azoto (NOx) o particolato come fuliggine o solfati.

La CO2 che ha una vita molto lunga (100 anni) si mescola omogeneamente con l’atmosfera inferiore e si accumula lì, contribuendo al continuo aumento dell’effetto serra.

Anche il vapore acqueo e gli aerosol contribuiscono fortemente, ma in modo transitorio. A seconda dell’altitudine di volo e delle condizioni meteorologiche, il vapore acqueo condensa o non forma scie di condensazione che scompaiono in pochi secondi o minuti o possono diffondersi e formare cirri che possono durare più a lungo. Questa acqua si unisce rapidamente al ciclo dell’acqua, tranne quando viene emessa nella stratosfera.

Gli ossidi di azoto sono degradati da reazioni fotochimiche che consumano metano (CH 4) e producono ozono (O 3). La distruzione del metano, un potente gas serra, compensa in parte il forzante radiativo della CO2. L’ozono è un gas a effetto serra, ma a causa della sua breve durata, generalmente non è considerato equivalente a CO2.

Gli aerei jet hanno quindi un impatto cumulativo a lungo termine legato alle loro emissioni di CO2, che dureranno per cento anni, e un impatto a brevissimo termine sul bilancio radiativo dell’atmosfera che scomparirebbe in pochi giorni se il traffico aereo cessasse .

Gli aerei ad elica che usano benzina, cherosene o diesel non formano scie ma emettono CO2, ossidi di azoto e particelle.

emissioni di CO2
La combustione di 1 litro di cherosene rilascia 2,52 kg di CO2, più 0,52 kg per estrazione, trasporto e raffinazione, per un fattore di emissione totale di 3,04 kg di CO2 per litro di cherosene (o 3,81 kg di CO2 per kg di cherosene o 0,312 kg per kWh, o 3.642 kg per tep).

Nel 1992, secondo uno speciale rapporto dell’IPCC, le emissioni di CO2 prodotte dall’aviazione hanno rappresentato il 2% delle emissioni antropogeniche totali e il 2,4% delle emissioni di combustibili fossili. Ma dal momento che il trasporto aereo si è sviluppato solo a partire dagli anni ’50, la concentrazione di CO2 nell’atmosfera ad essa attribuibile era nel 1992 solo di poco superiore all’1% 2.

Nel 2015, secondo ATAG (Air Transport Action Group (in)), un gruppo di esperti del settore aereo, i voli sono stati responsabili dell’emissione di 781 Mt CO2out di un totale di 36 Gt CO23, pari al 2,2%.Ma secondo le statistiche dell’Agenzia Internazionale dell’Energia (IEA), l’aviazione ha consumato 288 Mtep in tutto il mondo di carburanti di petrolio, inducendo emissioni di 1.049 Mt di CO2, il 3,2% delle emissioni globali di CO2 legate ai combustibili fossili.

Gas e aerosol a vita breve
Accanto a CO2 con una durata molto lunga (100 anni) e si accumula nell’atmosfera, l’aereo emette vapore acqueo, gas e aerosol con una durata di vita molto breve sul budget di radiazioni della Terra dura solo finché ci sono aerei nell’aria. Tuttavia, il forzante radiativo di cui sono responsabili è importante e persino, oggi (nel 2010), superiore a quello della CO2 accumulata dall’inizio dell’aviazione.

Forza Radiativa (RF) esprime in W / m2 la variazione del flusso di radiazioni risultante nella tropopausa (o nella parte superiore dell’atmosfera) in relazione a un fattore di disturbo. Il flusso di radiazione risultante è la differenza tra la potenza radiativa ricevuta e la potenza ritrasmessa. Il forzante radiativo positivo tende a riscaldare il sistema (più energia ricevuta che emessa), mentre la forzatura radiativa negativa va nella direzione del raffreddamento (più energia persa di quella ricevuta). L’IPCC prende come riferimento l’anno 1750 e il suo rapporto 2014 fornisce dati sul forzante radiativo nel 2011 rispetto al 1750.

Emissioni di NOx
Gli ossidi di azoto (NOx) non sono gas a effetto serra, ma reagendo con altre specie chimiche presenti nell’atmosfera provocano, alla quota di volo dell’aereo subsonico (da 9 a 13 km):

la produzione di ozono, un gas serra potente ma di breve durata, quindi un riscaldamento delle temperature superficiali. A queste altitudini, le emissioni di NOx producono più ozono che vicino al suolo e questo ozono provoca un riscaldamento maggiore 2. L’ozono così prodotto è principalmente confinato nell’emisfero settentrionale, dove il traffico aereo è più importante.

Ozone FR: 0,0219 W / m 2 (valutazione IPCC 2000-2005)
la distruzione del metano, un potente gas serra con una durata di 12 anni, quindi un raffreddamento.Nel 1992, la quota del traffico aereo nella concentrazione atmosferica di metano è stata stimata al 2% 6.

FR di metano: -0.0104 W / m 2 (valutazione IPCC per il 2000-2005)
All’altitudine dei voli supersonici, le emissioni di NOx distruggono lo strato di ozono stratosferico.

Effetto di scie e cirri indotti
I motori a reazione emettono vapore acqueo che può formare scie di condensazione persistenti quando l’atmosfera è sovrasaturale nel ghiaccio e la temperatura è inferiore a -40 ° C. Questi percorsi sono costituiti da cristalli di ghiaccio la cui dimensione è generalmente inferiore a quella dei cristalli che costituiscono il cirro naturale. La loro presenza tende a riscaldare la Terra. Sebbene riflettano parte della luce solare incidente e quindi tendano a raffreddare l’effetto serra che provocano, che tende a riscaldarsi, è predominante 8.

Il forzante radiativo delle scie dipende dalla loro estensione complessiva e dallo spessore ottico, che è difficile da valutare con precisione. Nel 1992, l’estensione media era stimata allo 0,1% della superficie terrestre, con proporzioni più elevate nelle regioni ad alto traffico aereo (0,5% nell’Europa centrale). Dipende dall’intensità del traffico aereo e dall’estensione delle aree di sovrasaturazione che possono variare con l’evoluzione del clima. Inoltre, lo spessore ottico dipende dalle dimensioni e dalla forma delle particelle di ghiaccio, che a loro volta dipendono dalla natura e dalla quantità di aerosol emessi dal reattore, questi aerosol che agiscono come nuclei di condensazione 6, 9.

CONTRO IT: 0,01 W / m 2 (da 0,005 a 0,03). Media fiducia (valutazione IPCC per il 2011) 10
A volte le scie possono diffondersi per formare cirri che possono persistere per diverse ore. È stato dimostrato che questi cirri artificiali causano anche forzature radiative positive, la cui stima è molto incerta perché è impossibile distinguere tra cirri naturali e artificiali. Circa il 30% della superficie terrestre è coperto da cirri e studi hanno dimostrato che in Europa questa copertura nuvolosa è aumentata dall’1 al 2% per decennio negli ultimi due decenni, ma senza essere in grado di determinare con certezza la causa (o le cause) .

IT scie combinate e cirri indotti: 0,05 W / m 2 (da 0,02 a 0,15). Scarsa fiducia (valutazione IPCC per il 2011) 10

Emissioni di vapore
La maggior parte delle emissioni di vapore acqueo da aerei subsonici si verificano nella troposfera dove vengono scaricate come pioggia in una o due settimane. Una piccola frazione viene tuttavia emessa nella stratosfera inferiore, dove può accumularsi. Il forzante radiativo dal vapore acqueo stratosferico è molto basso.

FR di vapore acqueo stratosferico: 0,002 W / m 2 (valutazione IPCC per il 2000-2005)

Emissioni di aerosol
I reattori emettono fuliggine risultante dalla combustione incompleta del cherosene e solfati derivanti dalla combustione dello zolfo che contiene in piccole quantità. Questi aerosol solidi hanno un effetto diretto sulla temperatura superficiale della terra, la fuliggine tende a riscaldarlo, i solfati a raffreddarlo. Le quantità emesse sono tuttavia basse rispetto ad altre fonti antropogeniche.

Diretta FR di aerosol: -0,001 W / m 2 (solfati: -0,0035 W / m 2, fuliggine: 0,0025 W / m 2) (valutazione IPCC per il 2000-2005)
Questi aerosol sono anche coinvolti nella formazione di scie di condensazione, cirri e altre nuvole, ma poiché il loro contributo non è sufficientemente noto, non viene valutato separatamente. È infatti incluso nel forzante radiativo di scie e cirri indotti.

Forza radiativa totale
Secondo la valutazione effettuata dall’IPCC nel suo quarto rapporto, nel 2005 il forzante radiativo dell’aviazione era di 78 mW / m 2 (da 38 a 139, con una probabilità del 90%) e rappresentava il 4,9% del forzante radiativo antropogenico 13, che è, circa tre volte più del singolo impatto di CO2 emesso dagli aerei. Questa valutazione non è stata aggiornata dall’IPCC nella sua quinta relazione, ad eccezione delle scie di condensazione e dei cirri.

Forza radiativa (FR) a causa del trasporto aereo dal 1750 ad oggi (mW / m 2)

Totale antropogenico FR Trasporto aereo FR Quota di trasporto aereo
nel FR anthr. totale
2005 2011 2005 2011 2005
Anidride carbonica (CO 2) 1.680 25.3
Metano (a causa di NO x) -250 -10.4
Ozono (a causa di NO x ) 140 21.9
aerosol -270 -1
Vapore acqueo 2
Tracce di condensa 10 10
cirro 30 40
Totale 1.600 2.290 77,8 4,9%

Ponderazione delle emissioni
Il forzante radiativo è una misura della variazione della potenza della radiazione solare ricevuta dalla Terra come risultato delle attività umane dall’inizio della rivoluzione industriale. Riflette le conseguenze delle attività passate e presenti.

Al fine di valutare le politiche volte a mitigare il riscaldamento globale, è necessario integrare nella stessa misura gli effetti futuri di tutti i fattori che vi contribuiscono, sia gli effetti a lungo termine della CO2 che gli effetti a brevissimo termine di altre emissioni legate al trasporto aereo attività. Per questo, sono stati proposti fattori di ponderazione per aggregare tutte le emissioni. Questi fattori sono i valori con cui dobbiamo moltiplicare le emissioni di CO2 per tenere conto di altre emissioni.Sono stati sviluppati cinque fattori basati su criteri fisici (aumento del forzante radiativo, temperatura) o criteri economici. A seconda dei criteri utilizzati, i loro valori vanno da 1,3 a 2,9.

Nella loro comunicazione, l’industria del trasporto aereo, l’Organizzazione internazionale dell’aviazione civile (ICAO, un’agenzia delle Nazioni Unite) e le autorità pubbliche, in particolare la Francia, riportano solo CO2, sostenendo una quota del 2% delle emissioni globali di questo gas, implicitamente facendo riferimento a la stima dell’IPCC per l’anno 1992.

Fattori di emissione del trasporto aereo

Fattori di emissione del trasporto aereo
(g CO 2 eq / passeggero-km)
Numero di passeggeri
Distanza (km)
0-50 50-100 100-180 180-250 > 250
0-1000 683 453 314 293
1000-2000 906 314 258 216
2000-3000 1.200 209 237 209
3000-4000 230 230 251
4000-5000 293 307 258
5000-6000 286 230 223
6000-7000 223 209
7000-8000 202 209
8000-9000 223 230
9000-10.000 216 223
10.000-11.000 216
> 11000 223

Le emissioni inquinanti del trasporto passeggeri sono generalmente riportate per passeggero-chilometro, ottenute dividendo le emissioni totali in un dato viaggio per il numero medio di passeggeri e la distanza percorsa. Le emissioni di CO2 per passeggero / chilometro dipendono da diversi parametri:

Il tipo di aereo e il suo consumo

Il suo tasso di riempimento e il suo trasporto
La distanza coperta In un breve volo, le fasi di decollo e atterraggio sono proporzionalmente più intense.
Altitudine di volo
La Carbon Base, “banca dati pubblica dei fattori di emissione richiesti per gli esercizi di contabilità del carbonio”, amministrata da Ademe (Francia), fornisce fattori di emissione in base alla distanza percorsa e al numero di posti dell’aereo. Ad esempio, una rotta Parigi-New York (5.863 km) in un aeromobile con più di 250 posti induce un’emissione media di 223 g CO2eq / passeggero-km, di cui 101 g sono correlati alla combustione, 101 g fuggitivi (di breve durata ) e 21 g a monte 19, per un totale di 1,3 t CO2eq / passeggero. L’incertezza è valutata al 50%. Un viaggio di andata e ritorno Parigi-New York e rappresenta circa 1/4 delle emissioni annue totali di un francese.

La calcolatrice della direzione generale dell’aviazione civile (DGAC), Francia, che fornisce lo scorte di emissioni di CO2 (produzione e distribuzione di cherosene + combustione durante il volo) per una determinata rotta, non tiene conto di altre emissioni che contribuiscono all’effetto serra.

A titolo di confronto, il fattore di emissione medio per le autovetture in Francia nel 2010 era di 168 g CO2 / km. Poiché il loro tasso medio di riempimento era di 1,4 persone per auto, il tasso medio di emissione per passeggero era di 120 g CO2 / passeggero-km. Anche per il confronto, il fattore di emissione di un TGV in Francia è di 4 g CO2eq / passeggero-km.

Fattore di emissione in base alla classe
Secondo uno studio della Banca Mondiale del 2013, il contenuto di CO2 del trasporto aereo dipende fortemente dalla classe scelta. Così i passeggeri di prima classe e di classe business hanno un’impronta di carbonio 9 volte o 3 volte superiore rispetto ai passeggeri di classe economica. Ciò è dovuto al fatto che in queste classi ci sono meno posti per m2 e anche il loro tasso di occupazione è inferiore. I passeggeri hanno anche più bagagli.

Altri impatti dell’industria aerea
Un’impronta di carbonio globale del trasporto aereo dovrebbe includere anche attività connesse, come la produzione, la manutenzione e lo smaltimento di aeromobili e aeroporti. Il Gruppo ADP ottiene un rapporto annuale dal 2011 sulle emissioni di gas serra negli aeroporti gestiti a Parigi. Sono stati valutati a 82 Mt CO2eq nel 2015.

Evoluzione e prospettive

Crescita del traffico aereo e il suo contributo al riscaldamento globale
Il volume del traffico aereo globale è raddoppiato ogni 15 anni dalla metà degli anni ’70, 28 che equivale a un tasso di crescita del 5% all’anno, ben al di sopra di quello del PIL mondiale.

La crescita del traffico aereo è favorita dallo sviluppo di compagnie aeree a basso costo e dall’assenza di tassazione del cherosene per i voli internazionali 29 e nazionali in molti paesi, compresa la Francia.

Trasporto passeggeri
Nel 2016, i voli di linea hanno trasportato 3,7 miliardi di passeggeri (o 10 milioni di passeggeri al giorno), con una media di 1896 chilometri. Il numero di passeggeri passeggeri-chilometri (PKP) ha raggiunto 7015 miliardi, con un aumento del 6,3% rispetto al 2015. Una crescita leggermente inferiore a quella del 7,1% registrata l’anno precedente.

Per il periodo 2017-2036, i produttori di aeromobili prevedono che la crescita del traffico passeggeri continuerà a ritmo sostenuto, il 4,4% annuo per Airbus e il 4,7% per Boeing, leggermente in calo rispetto alla forte crescita del 2015 e del 2016.

nolo
Il trasporto merci è una parte importante del trasporto aereo (applicando il principio “un passeggero + bagaglio = 100 kg”, possiamo stimare la sua quota del 22% del trasporto aereo nel 2015), ma la sua crescita è inferiore a quella del traffico passeggeri. Nel 2015 sono stati trasportati 51 Mt, coprendo una media di 3.678 km, o una quantità trasportata di 187,6 miliardi di tonnellate-km, con un incremento dell’1,7% rispetto all’anno precedente. Nel 2016 la crescita è stata del 2,6%.

Impatto climatico in aumento
Le emissioni di CO2 e gli altri fattori che contribuiscono all’effetto serra hanno continuato ad aumentare e continuano ad aumentare poiché i miglioramenti tecnologici negli aeromobili e l’ottimizzazione delle procedure operative sono tutt’altro che sufficienti a compensare la forte crescita del traffico. Mentre l’Organizzazione internazionale dell’aviazione civile (ICAO, un’agenzia delle Nazioni Unite) punta a un miglioramento annuale del 2% nell’efficienza energetica della flotta aerea, l’industria aerea si è impegnata a migliorare l’1,5% all’anno tra il 2009 e il 2020.

La relazione speciale dell’IPCC pubblicata nel 1999 mostra che il contributo dell’aviazione all’effetto serra aumenterebbe in tutti gli scenari studiati, mentre altre industrie dovrebbero essere in grado di ridurre significativamente la loro quota.

Accordi internazionali
La Convenzione di Chicago del 1944, che ha istituito l’Organizzazione per l’aviazione civile internazionale (ICAO), ha vietato qualsiasi tassa sul kerosene per i voli internazionali.

Accordo del 2016 sotto l’egida dell’ICAO
Dopo oltre 15 anni di negoziati, il primo accordo globale per ridurre l’impatto sul clima del trasporto aereo si è concluso il 6 ottobre 2016 in seno all’ICAO. L’obiettivo è raggiungere gli obiettivi fissati per l’organizzazione nel 2010: migliorare l’efficienza energetica del 2% all’anno e stabilizzare le emissioni di CO2 al livello che avranno raggiunto nel 2020. Inoltre mira a colmare il vuoto nelle misure relative al trasporto aereo nell’accordo di Parigi 38 . Istituisce un sistema per compensare le emissioni di CO2 per la frazione di emissioni che supererebbe il livello raggiunto nel 2020, nonostante il “paniere di misure” adottato nello stesso tempo:

Modernizzazione della gestione del traffico aereo
accelerare l’introduzione di nuove tecnologie per ridurre il consumo di aeromobili
sviluppo e implementazione di combustibili alternativi sostenibili
Il sistema approvato dalla risoluzione A39-3 è noto come CORSIA (Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation, un programma (o regime) per la compensazione e la riduzione per l’aviazione internazionale) 39. Ciò comporterà l’acquisto di crediti di carbonio da parte delle compagnie aeree di altri settori attraverso una borsa dal 2021, prima su base volontaria, poi obbligatoria dopo il 2026. 23 agosto 201772 gli stati che rappresentano l’88% dell’attività aerea internazionale si sono offerti volontari. Sono interessati solo i voli internazionali tra paesi non esenti. I voli nazionali non sono interessati, ma le azioni possono essere incluse nei piani d’azione presentati dagli Stati nel contesto dell’accordo di Parigi. Prende solo in considerazione le emissioni di CO2, la cui quota nelle emissioni globali è stimata essere inferiore al 2%.

Accordi internazionali sulla riduzione delle emissioni di gas serra dal trasporto aereo

Voli locali Voli internazionali
Quota di traffico 40% 60%
Accordo di Parigi (UNFCCC – 2015) Piani di azione statale (NDC)
può includere azioni relative ai voli nazionali.
Non interessato
ICAO ( 39 ° Meeting – 2016) Non interessato Limitazione delle emissioni di CO 2 al livello del 2020
soluzioni tecniche e misure di compensazione (CORSIA).

L’accordo non dovrebbe costare più dell’1,8% delle vendite alle compagnie aeree entro il 2035.

Recensioni
Diversi paesi, tra cui la Russia e l’India, hanno criticato l’accordo e non vengono portati ai candidati per fasi di attuazione volontarie, perché secondo loro, portano un onere ingiustificato ai paesi emergenti. D’altra parte, molte voci e in particolare quelle di ENGO hanno denunciato la mancanza di ambizione dell’accordo:

non è sufficiente per raggiungere l’obiettivo dell’accordo di Parigi di limitare il riscaldamento a 2 ° C o anche a 1 ° C 38 e non richiede che il settore dell’aviazione valuti la propria quota per raggiungere questo obiettivo. Permette una crescita virtualmente illimitata nel settore dell’aviazione;
istituendo un meccanismo di compensazione, investe gran parte degli sforzi in altri settori dell’economia e invia il “messaggio irresponsabile che il trasporto aereo raggiungerà zero emissioni”;
non peserà abbastanza sui prezzi dei biglietti. Secondo la ONG Transport et Environnement, “poco più del prezzo di un caffè”;
coprirà solo il 25% delle emissioni: riguarda solo i voli internazionali e prevede molte esenzioni.D’altra parte, non incide sulle emissioni inferiori al livello raggiunto nel 2020;
non entrerà in vigore fino al 2021 e sarà su base volontaria fino al 2027;
non include i requisiti sulla qualità degli offset. D’altra parte, i crediti di carbonio legati alle foreste saranno difficili da usare e comunque insufficienti;
lo scambio di crediti di carbonio è stato scelto perché non è molto trasparente ed economico.Sarebbe stato preferibile introdurre una tassa sul carbonio, più chiara e più facile da attuare o unire un sistema di scambio di quote per aderire al sistema europeo.

Regolamenti europei
In Europa, il sistema comunitario di scambio delle quote di emissione (EU ETS) si applica dal 2012 alle emissioni di CO2 dell’aviazione civile ai sensi della direttiva 2008/01 / CE del 19 novembre 2008. Tuttavia, di fronte alla sfida di ventisei Stati al di fuori l’Unione europea, la Commissione europea ha proposto nel novembre 2012 di applicare l’applicazione del regime ai voli da e verso lo Spazio economico europeo (SEE) fino a quando non sarà trovata una soluzione globale sotto l’egida dell’ICAO. Tuttavia, la direttiva ha continuato ad applicarsi a tutti i voli all’interno e tra i 31 paesi europei che applicano il sistema ETS dell’UE.