Impatto ambientale del trasporto aereo

L’impatto ambientale dell’aviazione si verifica perché i motori degli aerei emettono calore, rumore, particolato e gas che contribuiscono al cambiamento climatico e all’oscuramento globale. Gli aeroplani emettono particelle e gas come anidride carbonica (CO2), vapore acqueo, idrocarburi, monossido di carbonio, ossidi di azoto, ossidi di zolfo, piombo e carbone nero che interagiscono tra loro e con l’atmosfera.

Nonostante le riduzioni delle emissioni delle automobili e di motori turbofan e turboelica più efficienti nei consumi e meno inquinanti, la rapida crescita dei viaggi aerei negli ultimi anni contribuisce ad aumentare l’inquinamento totale attribuibile al trasporto aereo. Dal 1992 al 2005, i passeggeri chilometri sono aumentati del 5,2% all’anno. E nell’Unione europea, le emissioni di gas a effetto serra prodotte dall’aviazione sono aumentate dell’87% tra il 1990 e il 2006.

Ricerche esaustive mostrano che, nonostante le anticipate innovazioni in termini di efficienza a livello di aeromobili, motori, aerodinamica e operazioni di volo, non c’è una vista in vista, anche molti decenni dopo, di una rapida crescita delle emissioni di CO2 dai viaggi aerei e aerei, a causa della continua crescita in aria viaggio. Ciò è dovuto al fatto che le emissioni internazionali dell’aviazione sono sfuggite alla regolamentazione internazionale fino alla conferenza triennale dell’ICAO nell’ottobre 2016 concordata sullo schema di compensazione CORSIA e, a causa della mancanza di tasse sul carburante per l’aviazione in tutto il mondo, le tariffe più basse diventano più frequenti di altre vantaggio rispetto ad altre modalità di trasporto. A meno che non vengano introdotti limiti di mercato, questa crescita delle emissioni dell’aviazione comporterà emissioni di settore pari a quasi tutto il bilancio annuale delle emissioni di CO2 a livello globale entro la metà del secolo, se il cambiamento climatico si terrà a un aumento della temperatura di 2 ° C o meno.

È in corso un dibattito sull’eventuale tassazione del trasporto aereo e l’inclusione del trasporto aereo in uno schema di scambio delle emissioni, al fine di garantire che i costi esterni totali del trasporto aereo siano presi in considerazione.

Rumore
Il rumore degli aerei è visto dai gruppi di difesa come molto difficile da attirare l’attenzione e l’azione. Le questioni fondamentali sono l’aumento del traffico negli aeroporti più grandi e l’espansione degli aeroporti negli aeroporti più piccoli e regionali. Le autorità aeronautiche e le compagnie aeree hanno sviluppato procedure di avvicinamento continuo per ridurre l’impronta del rumore. Gli attuali standard acustici applicabili dal 2014 sono FAA Stage 4 e (equivalenti) EASA Capitolo 4. Gli aeromobili con standard inferiori sono limitati a una finestra temporale o, in molti aeroporti, completamente vietati. La fase 5 diventerà effettiva tra il 2017-2020. La quantificazione e il raffronto degli effetti del rumore per distanza dal sedile tengono conto del fatto che il rumore proveniente dai livelli di crociera di solito non raggiunge la superficie terrestre (al contrario del trasporto di superficie) ma si concentra su e in prossimità degli aeroporti.

Inquinamento dell’acqua
Gli aeroporti possono generare un significativo inquinamento idrico a causa del loro uso estensivo e della gestione di carburanti, lubrificanti e altri prodotti chimici. Gli aeroporti installano le strutture di controllo degli sversamenti e le relative apparecchiature (ad es. Carrelli a vuoto, berme portatili, assorbenti) per prevenire fuoriuscite di sostanze chimiche e mitigare gli impatti degli sversamenti che si verificano.

Nei climi freddi, l’uso di liquidi antighiaccio può anche causare inquinamento idrico, poiché la maggior parte dei fluidi applicati agli aeromobili successivamente cade a terra e può essere trasportata tramite deflusso delle acque piovane a corsi d’acqua vicini, fiumi o acque costiere. a base di glicole etilenico o glicole propilenico come principio attivo.:4

È noto che glicole etilenico e glicole propilenico esercitano elevati livelli di domanda di ossigeno biochimico (BOD) durante la degradazione nelle acque superficiali. Questo processo può influire negativamente sulla vita acquatica consumando ossigeno necessario agli organismi acquatici per sopravvivere. Grandi quantità di ossigeno disciolto (DO) nella colonna d’acqua vengono consumate quando le popolazioni microbiche decompongono il glicole propilenico.:23

Sufficienti livelli di ossigeno disciolto nelle acque superficiali sono fondamentali per la sopravvivenza di pesci, macroinvertebrati e altri organismi acquatici. Se le concentrazioni di ossigeno scendono al di sotto di un livello minimo, gli organismi emigrano, se possibile e in grado, in aree con livelli di ossigeno più elevati o alla fine muoiono. Questo effetto può ridurre drasticamente la quantità di habitat acquatico utilizzabile. La riduzione dei livelli di DO può ridurre o eliminare le popolazioni di alimentatori inferiori, creare condizioni che favoriscono un cambiamento nel profilo delle specie di una comunità o alterare le interazioni critiche tra cibo e web.

Qualità dell’aria
Emissioni di particolato
Le particelle ultrafini (UFP) vengono emesse dai motori degli aeromobili durante le operazioni a livello di superficie vicina, tra cui taxi, decollo, salita, discesa e atterraggio, così come al minimo alle porte e sulle vie di rullaggio. Altre fonti di UFP includono apparecchiature di supporto a terra che operano attorno alle aree terminali. Nel 2014, uno studio sulla qualità dell’aria ha rilevato che l’area colpita dalle particelle ultrafini dai decolli e dagli atterraggi sottostanti all’Aeroporto Internazionale di Los Angeles è di entità molto maggiore di quanto si pensasse in precedenza. Le emissioni tipiche dell’UFP durante il decollo sono dell’ordine di 1015-1017 particelle emesse per chilogrammo di carburante bruciato. Le emissioni di particelle di fuliggine non volatili sono 1014-1016 particelle per chilogrammo di carburante su una base numerica e 0,1-1 grammo per chilogrammo di carburante su una base di massa, a seconda del motore e delle caratteristiche del carburante.

Emissioni di piombo
Circa 167.000 aerei a motore a pistoni – circa tre quarti degli aerei privati ​​negli Stati Uniti – rilasciano il piombo (Pb) in aria a causa del carburante per aviazione principale. Dal 1970 al 2007, gli aeromobili dell’aviazione generale hanno emesso circa 34.000 tonnellate di piombo nell’atmosfera secondo l’Environmental Protection Agency. Il piombo è riconosciuto come una seria minaccia ambientale dalla Federal Aviation Administration se inalato o ingerito che porta a effetti negativi sul sistema nervoso, i globuli rossi e il sistema cardiovascolare e immunitario con neonati e bambini particolarmente sensibili anche a bassi livelli di piombo, che possono contribuire a problemi comportamentali e di apprendimento, abbassare il QI e l’autismo.

Esposizione alle radiazioni
Volando per 12 chilometri (39.000 piedi) di altezza, i passeggeri e gli equipaggi degli aerei di linea sono esposti ad almeno 10 volte la dose di raggi cosmici che le persone al livello del mare ricevono. Ogni pochi anni, una tempesta geomagnetica permette a un evento di particelle solari di penetrare fino alle altitudini dei jetliner. Gli aerei che volano sulle rotte polari vicino ai poli geomagnetici sono particolarmente a rischio.

Uso del suolo per infrastrutture
Gli edifici aeroportuali, le vie di rullaggio e le piste prendono possesso di una parte del nostro ecosistema. La maggior parte del movimento degli aerei è comunque posizionato in aria in quota e quindi lontano dall’interazione diretta con la natura sensibile o la rilevazione umana. Ciò si è opposto a strade, ferrovie e canali essendo molto significativi nell’uso dell’area e nella divisione di strutture ecologiche mentre era necessario per il trasporto di superficie per molte miglia rispetto alla distanza percorsa.

Cambiamento climatico
Come tutte le attività umane che comportano la combustione, la maggior parte delle forme di trasporto aereo rilascia anidride carbonica (CO2) e altri gas serra nell’atmosfera terrestre, contribuendo all’accelerazione del riscaldamento globale e (nel caso della CO2) all’acidificazione degli oceani. Queste preoccupazioni sono evidenziate dall’attuale volume dell’aviazione commerciale e dal suo tasso di crescita. Globalmente, circa 8,3 milioni di persone volano quotidianamente (3 miliardi di posti occupati all’anno), il doppio del totale nel 1999. Le sole compagnie americane hanno bruciato circa 16,2 miliardi di litri di carburante durante i dodici mesi tra ottobre 2013 e settembre 2014.

Oltre alla CO2 rilasciata dalla maggior parte degli aerei in volo attraverso la combustione di carburanti come Jet-A (aeromobili a turbina) o Avgas (aeromobili a pistoni), l’industria aeronautica contribuisce anche alle emissioni di gas serra dei veicoli aeroportuali a terra e di quelli utilizzati dai passeggeri e personale per accedere agli aeroporti, nonché attraverso le emissioni generate dalla produzione di energia utilizzata negli edifici aeroportuali, la fabbricazione di aeromobili e la costruzione di infrastrutture aeroportuali.

Mentre le principali emissioni di gas serra prodotte dagli aeromobili in volo sono CO2, altre emissioni possono includere l’ossido nitrico e il biossido di azoto (insieme denominati ossidi di azoto o NOx), vapore acqueo e particolato (particelle di fuliggine e solfato), ossidi di zolfo, monossido di carbonio ( che si lega all’ossigeno per diventare CO2 immediatamente dopo il rilascio), idrocarburi incompleti bruciati, tetraethyllead (solo aeromobili a pistoni) e radicali come idrossile, a seconda del tipo di aeromobile in uso. Fattore di ponderazione delle emissioni (EWF), ovvero il fattore con cui le emissioni di CO2 del trasporto aereo dovrebbero essere moltiplicate per ottenere le emissioni equivalenti di CO2 per le condizioni medie annuali della flotta nell’intervallo 1.3-2.9.

Meccanismi ed effetti cumulativi dell’aviazione sul clima
Nel 1999 il contributo degli aerei civili in volo alle emissioni globali di CO2 era stimato intorno al 2%. Tuttavia, nel caso di aerei di linea ad alta quota che volano frequentemente vicino o nella stratosfera, gli effetti non sensibili all’altitudine di CO2 possono aumentare l’impatto totale sui cambiamenti climatici antropogenici (creati dall’uomo) in modo significativo. Un rapporto del 2007 di Environmental Change Institute / Oxford University pone un intervallo più vicino all’effetto cumulativo del 4 percento. Gli aerei subsonici in volo contribuiscono al cambiamento climatico in quattro modi:

Anidride carbonica (CO2)
Le emissioni di CO2 degli aerei in volo sono l’elemento più significativo e meglio compreso del contributo totale dell’aviazione ai cambiamenti climatici. Si ritiene che il livello e gli effetti delle emissioni di CO2 siano sostanzialmente gli stessi indipendentemente dall’altitudine (cioè hanno gli stessi effetti atmosferici delle emissioni a terra). Nel 1992 le emissioni di CO2 degli aerei sono state stimate a circa il 2% di tutte queste emissioni antropogeniche e in quell’anno la concentrazione atmosferica di CO2 attribuibile all’aviazione era di circa l’1% dell’aumento antropogenico totale dalla rivoluzione industriale, essendosi accumulata principalmente negli ultimi 50 anni.

Ossidi di azoto (NOx)
Alle altitudini volate da grandi aerei di linea a reazione intorno alla tropopausa, le emissioni di NOx sono particolarmente efficaci nella formazione di ozono (O3) nella parte superiore della troposfera. Le emissioni di NOx in alta quota (8-13 km) determinano maggiori concentrazioni di O3 rispetto alle emissioni di NOx superficiali, che a loro volta hanno un maggiore effetto di riscaldamento globale. L’effetto delle concentrazioni di O3 è regionale e locale (al contrario delle emissioni di CO2, che sono globali).

Le emissioni di NOx riducono anche i livelli ambientali di metano, un altro gas a effetto serra, determinando un effetto di raffreddamento del clima. Ma questo effetto non compensa l’effetto di formazione di O3 delle emissioni di NOx. Si ritiene ora che le emissioni di zolfo e di acqua degli aeromobili nella stratosfera tendono ad esaurire O3, compensando parzialmente gli aumenti di O3 indotti da NOx. Questi effetti non sono stati quantificati. Questo problema non si applica agli aeromobili che volano più in basso nella troposfera, come aerei leggeri o molti aerei da trasporto.

Vapore acqueo (H2O) e scie di condensazione
Uno dei prodotti della combustione di idrocarburi in ossigeno è il vapore acqueo, un gas a effetto serra. Il vapore acqueo prodotto da motori di aerei ad alta quota, in determinate condizioni atmosferiche, si condensa in goccioline per formare scie di condensazione o scie di condensazione. Le scie sono nuvole di linee visibili che si formano in atmosfere fredde e umide e si pensa che abbiano un effetto di riscaldamento globale (anche se meno significativo delle emissioni di CO2 o degli effetti indotti da NOx). Le scie non sono comuni (sebbene non siano rare) dai velivoli a bassa quota, o da velivoli o velivoli ad elica.

Si è osservato che le cirri si sono sviluppate dopo la formazione persistente di scie di condensazione e si è scoperto che hanno un effetto di riscaldamento globale al di sopra e al di sopra di quello della sola formazione di scie di condensazione. Esiste un certo grado di incertezza scientifica sul contributo della formazione di scie di condensazione e di cirri al riscaldamento globale e i tentativi di stimare il contributo complessivo del cambiamento climatico dell’aviazione non tendono ad includere i suoi effetti sull’aumento della nube di cirri. Tuttavia, uno studio del 2015 ha rilevato che l’opacità artificiale causata da “scoppi” delle scie di condensazione riducono la differenza tra le temperature diurne e notturne. I primi sono diminuiti e questi ultimi sono aumentati, rispetto alle temperature del giorno prima e del giorno successivo a tali focolai. Nei giorni con epidemie, la differenza di temperatura giorno / notte era diminuita di circa 6 ° F nel sud degli Stati Uniti e 5 ° nel Midwest.

particolato
Meno significativo su una base di massa è il rilascio di particelle di fuliggine e solfato. La fuliggine assorbe il calore e ha un effetto riscaldante; le particelle di solfato riflettono le radiazioni e hanno un piccolo effetto di raffreddamento. Inoltre, le particelle possono influenzare la formazione e le proprietà delle nuvole, incluse le scie a forma di linea e i cirri presenti in natura. L’impatto della “diffusione di scie di condensazione e cirri che si sviluppano da loro – collettivamente conosciuti come contrail cirrus – ha oggi un maggior forzante radiativo (RF) di tutte le emissioni di CO2 del trasporto aereo dal primo volo aereo”. Delle particelle emesse dai motori degli aeromobili, si ritiene che le particelle di fuliggine siano più importanti per la formazione di scie di condensazione poiché sono abbastanza grandi da servire da nuclei di condensazione per il vapore acqueo. Tutti gli aeromobili alimentati dalla combustione rilasciano una certa quantità di fuliggine; sebbene, studi recenti suggeriscono che la riduzione del contenuto aromatico del carburante jet diminuisce la quantità di fuliggine prodotta.

Emissioni di gas a effetto serra per chilometro passeggero

Emissioni medie
Le emissioni di aeromobili per passeggero per chilometro di passeggeri variano notevolmente a causa di diversi fattori quali la dimensione e il tipo di aeromobile, l’altitudine e la percentuale di passeggeri o capacità di trasporto di un determinato volo, nonché la distanza del viaggio e il numero di fermate lungo il percorso. Inoltre, l’effetto di una determinata quantità di emissioni sul clima (forzante radiativo) è maggiore alle altitudini più elevate: vedi sotto. Alcune cifre rappresentative delle emissioni di CO2 sono fornite dall’indagine di LIPASTO sulle emissioni dirette medie (che non tengono conto degli effetti radiativi ad alta quota) degli aerei di linea espressi come CO2 e CO2 equivalente per passeggero chilometro:

Domestico, breve distanza, meno di 463 km (288 mi): 257 g / km di CO2 o 259 g / km (14,7 oz / miglio) di CO2
Domestico, lunga distanza, superiore a 463 km (288 mi): 177 g / km CO2 o 178 g / km (10,1 oz / miglio) CO2e
Voli a lunga distanza: 113 g / km di CO2 o 114 g / km (6,5 once / miglia) di CO2e
Queste emissioni sono simili a quelle di un’auto a quattro posti con una persona a bordo; tuttavia, i viaggi di volo coprono spesso le distanze più lunghe di quelle che sarebbero intraprese dalle auto, quindi le emissioni totali sono molto più alte. Per prospettiva, per passeggero un tipico viaggio in classe economica da New York a Los Angeles produce circa 715 kg (1574 lb) di CO2 (ma è equivalente a 1,917 kg (4,230 libbre) di CO2 quando l’effetto “forzamento climatico” in alta quota è preso in considerazione). All’interno delle categorie di voli di cui sopra, le emissioni dei voli di linea programmati sono sostanzialmente più elevate rispetto ai voli a turboelica o a noleggio. Circa il 60% delle emissioni del trasporto aereo derivano da voli internazionali e questi voli non sono coperti dal Protocollo di Kyoto e dai suoi obiettivi di riduzione delle emissioni. Tuttavia, in uno sviluppo più recente:

Il braccio dell’aviazione delle Nazioni Unite ha ratificato in modo schiacciante un accordo giovedì (06.Oct.2016) per controllare le emissioni di riscaldamento globale dei voli delle compagnie aeree internazionali, il primo patto sui cambiamenti climatici per fissare i limiti mondiali a una singola industria. L’accordo, adottato in modo schiacciante dall’Organizzazione dell’aviazione civile internazionale a 191 nazioni in una riunione a Montreal, stabilisce le emissioni di carbonio delle compagnie aeree nell’anno 2020 come limite superiore di ciò che i vettori sono autorizzati a scaricare.

I dati di British Airways suggeriscono emissioni di anidride carbonica di 100 g per passeggero chilometro per aerei di linea di grandi dimensioni (una cifra che non tiene conto della produzione di altri inquinanti o tracce di condensazione).

Emissioni per classe passeggeri ed effetti della configurazione dei posti
Nel 2013 la Banca Mondiale ha pubblicato uno studio sull’effetto sulle emissioni di CO2 dei viaggi del proprio personale in business class o di prima classe, rispetto all’utilizzo della classe economica. Tra i fattori presi in considerazione, queste classi premium hanno spostato proporzionalmente più posti economici per la stessa capacità spaziale totale dell’aeromobile e gli associati fattori di carico e fattori di peso differenti. Questo non è stato preso in considerazione nei precedenti metodi di contabilità del carbonio standard. Lo studio ha concluso che quando si considerano i rispettivi fattori di carico medi (percentuale di posti occupati) in ciascuna delle classi di posti a sedere, le impronte di carbonio di classe business e di prima classe sono tre volte e nove volte più alte della classe economica. Un articolo correlato del Consiglio internazionale sulle comunicazioni sul trasporto pulito riguarda ulteriormente l’effetto delle configurazioni dei posti a sedere sulle emissioni di carbonio che:

L’A380 è commercializzato come un “gigante verde” e uno degli aerei più ecologicamente avanzati là fuori. Ma quella rotazione è basata su una configurazione di velivoli di massima capacità, ovvero su 850 passeggeri in economia. In realtà, un tipico aereo A380 ha 525 posti. Le sue prestazioni di carburante sono paragonabili a quelle di un ER B747-400 e addirittura del 15% circa peggiore di un B777-300ER su base miglio-passeggeri (calcolato utilizzando Piano-5 su un volo da AUH a LHR, ipotizzando un carico dell’80% per i passeggeri fattore e numero medio di posti della flotta in servizio).

Effetti climatici totali
Nel tentativo di aggregare e quantificare l’impatto climatico complessivo delle emissioni degli aeromobili, il Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) ha stimato che l’impatto climatico totale dell’aviazione è circa 2-4 volte superiore alle emissioni dirette di CO2 (escluso il potenziale impatto della nube cirrus aumento). Questo è misurato come forzante radiativo. Mentre vi è incertezza sul livello esatto di impatto di NOx e vapore acqueo, i governi hanno accettato l’ampia visione scientifica secondo cui hanno un effetto. A livello globale, nel 2005, l’aviazione ha contribuito “probabilmente fino al 4,9% del forzante radiativo”. Le dichiarazioni politiche del governo del Regno Unito hanno sottolineato la necessità per il settore aereo di affrontare i suoi impatti globali sui cambiamenti climatici e non semplicemente l’impatto della CO2.

L’IPCC ha stimato che il trasporto aereo è responsabile di circa il 3,5% dei cambiamenti climatici antropogenici, una cifra che comprende sia gli effetti indotti da CO2 che quelli non correlati a CO2. L’IPCC ha prodotto scenari che stimano quale potrebbe essere questa cifra nel 2050. La stima del caso centrale è che il contributo dell’aviazione potrebbe aumentare fino al 5% del contributo totale entro il 2050 se non si intraprendono azioni per affrontare tali emissioni, sebbene lo scenario più elevato sia del 15% . Inoltre, se altre industrie ottengono riduzioni significative delle proprie emissioni di gas a effetto serra, anche la quota dell’aviazione in proporzione alle restanti emissioni potrebbe aumentare.

Livelli di emissione futuri
Anche se ci sono stati significativi miglioramenti nell’efficienza del carburante attraverso la tecnologia aeronautica e la gestione operativa come descritto qui, questi miglioramenti vengono continuamente eclissati dall’aumento del volume del traffico aereo.

Una relazione del dicembre 2015 rileva che gli aeromobili potrebbero generare 43 Gt di inquinamento da carbonio fino al 2050, consumando quasi il 5% del restante budget globale per il clima. Senza regolamentazione, le emissioni globali dell’aviazione potrebbero triplicare entro la metà del secolo e potrebbero emettere più di 3 Gt di carbonio ogni anno in uno scenario di crescita elevata, business-as-usual. Gli sforzi per portare le emissioni dell’aviazione nell’ambito di un accordo globale efficace sono stati finora ampiamente respinti, nonostante i numerosi miglioramenti tecnologici e operativi offerti.

Incrementi continui di viaggi e merci
Dal 1992 al 2005, i passeggeri chilometri sono aumentati del 5,2% all’anno, anche con le interruzioni dell’11 settembre e due guerre significative. Dall’inizio della recessione attuale:

Durante i primi tre trimestri del 2010, i mercati del trasporto aereo si sono espansi a un tasso annualizzato che si avvicina al 10%. Questo è simile al tasso osservato nella rapida espansione prima della recessione. I risultati di novembre indicano che il tasso di crescita su base annua finora registrato nel quarto trimestre scende a circa il 6%. Ma questo è ancora in linea con i tassi a lungo termine di crescita del traffico visti storicamente. Il livello dei viaggi aerei internazionali è ora del 4% al di sopra del picco pre-recessione all’inizio del 2008 e l’attuale espansione sembra aver ancora da correre.

Il trasporto aereo ha raggiunto un nuovo picco nel mese di maggio (2010) ma, dopo la fine dell’attività di ricostituzione delle scorte, i volumi sono tornati a stabilizzarsi a un livello simile, appena prima dell’inizio della recessione. Anche così, ciò significa un’espansione del trasporto aereo nel corso del 2010 del 5-6% su base annua, vicina al trend storico. Con lo stimolo dell’attività di ricostituzione delle scorte, l’ulteriore crescita della domanda di trasporto aereo sarà trainata dalla domanda dei consumatori finali di beni che utilizzano la catena di approvvigionamento del trasporto aereo. … La fine del ciclo di inventario non significa la fine dell’espansione del volume, ma i mercati stanno entrando in una fase di crescita più lenta.

Portata di miglioramento

Efficienza degli aerei
Se è vero che i velivoli del modello tardivo sono significativamente più efficienti in termini di carburante (e quindi emettono meno CO2 in particolare) rispetto ai primi aerei di linea, i nuovi modelli di aerei di linea negli anni 2000 erano a malapena più efficienti su un miglio di un miglio rispetto all’ultimo pistone- aerei di linea della fine degli anni ’50 (ad esempio Constellation L-1649-A e DC-7C). Le rivendicazioni per un elevato guadagno di efficienza per gli aerei di linea negli ultimi decenni (anche se in parte vero) sono state di parte nella maggior parte degli studi, utilizzando i primi modelli inefficienti degli aerei di linea come linea di base. Questi velivoli sono stati ottimizzati per aumentare le entrate, tra cui maggiore velocità e altitudine di crociera, e sono stati piuttosto inefficienti rispetto ai loro predecessori a pistone.

Oggi, gli aerei a turboelica – probabilmente in parte a causa delle loro basse velocità di crociera e altitudini (simili ai precedenti aerei di linea a pistoni) rispetto agli aerei di linea – giocano un ruolo evidente nell’efficienza complessiva dei carburanti delle principali compagnie aeree che hanno filiali regionali. Ad esempio, sebbene Alaska Airlines abbia ottenuto il punteggio massimo nella classifica di efficienza del carburante 2011-2012, se il suo grande vettore regionale – equipaggiato con propulsione turbo Horizon Air – fosse stato eliminato dalla considerazione concentrata, la classifica della compagnia aerea sarebbe stata leggermente inferiore, come notato nello studio di classifica.

I produttori di aeromobili cercano di ridurre le emissioni di CO2 e NOx con ogni nuova generazione di progettazione di aeromobili e motori. Mentre l’introduzione di aeromobili più moderni rappresenta un’opportunità per ridurre le emissioni per passeggero chilometro percorso, gli aerei sono investimenti importanti che durano per molti decenni, e la sostituzione della flotta internazionale è quindi una proposta a lungo termine che ritarderà enormemente la realizzazione dei benefici climatici di molti tipi di miglioramenti. I motori possono essere cambiati a un certo punto, ma nonostante ciò le celle hanno una lunga vita. Inoltre, piuttosto che essere lineari da un anno all’altro, i miglioramenti dell’efficienza tendono a diminuire nel tempo, come si evince dalle storie di velivoli a pistoni ea propulsione.

Efficienza delle operazioni
Progetti di ricerca come il programma ecoDemonstrator di Boeing hanno cercato di identificare i modi per migliorare l’efficienza delle operazioni degli aerei commerciali. Il governo degli Stati Uniti ha incoraggiato tale ricerca attraverso programmi di sussidi, tra cui il programma Continuous Lower Energy, Emissions and Noise (CLEEN) della FAA e il progetto ERA (Environmentally Responsible Aviation) della NASA.

L’aggiunta di una trazione elettrica alla ruota anteriore dell’aeroplano può migliorare l’efficienza del carburante durante la messa a terra. Questa aggiunta consentirebbe il rullaggio senza l’uso dei motori principali.

Un altro cambiamento proposto è l’integrazione di un sistema di lancio di un velivolo elettromagnetico sulle piste degli aeroporti. Alcune compagnie come Airbus stanno attualmente ricercando questa possibilità. L’aggiunta di EMALS consentirebbe agli aerei civili di usare molto meno carburante (dato che molto carburante viene usato durante il decollo, rispetto a quello di crociera, quando calcolato per chilometro percorso). L’idea è di far decollare l’aereo alla velocità normale dell’aereo, e usare solo la catapulta per il decollo, non per l’atterraggio.

Altre opportunità derivano dall’ottimizzazione degli orari delle compagnie aeree, delle reti di rotte e delle frequenze di volo per aumentare i fattori di carico (ridurre al minimo il numero di posti vuoti volati), insieme all’ottimizzazione dello spazio aereo. Tuttavia, si tratta di guadagni una tantum e, man mano che tali opportunità vengono soddisfatte, ci si può aspettare un calo dei rendimenti dalle opportunità rimanenti.

Un’altra possibile riduzione dell’impatto del cambiamento climatico è la limitazione dell’altitudine di crociera degli aeromobili. Ciò porterebbe a una riduzione significativa delle scie di alta quota per un compromesso marginale dell’aumento del tempo di volo e un aumento stimato del 4% delle emissioni di CO2. Gli inconvenienti di questa soluzione includono una capacità di spazio aereo molto limitata per farlo, specialmente in Europa e Nord America e un maggiore consumo di carburante perché gli aerei a reazione sono meno efficienti alle basse altitudini di crociera.

Anche se non sono adatti per voli a lungo raggio o transoceanici, i velivoli a turboelica utilizzati per i voli dei pendolari portano due vantaggi significativi: bruciano spesso meno carburante per miglio passeggero e solitamente volano a quote più basse, ben all’interno della tropopausa, dove ci sono nessuna preoccupazione per la produzione di ozono o scia di condensazione.

Carburanti alternativi
Alcuni scienziati e aziende come GE Aviation e Virgin Fuels stanno ricercando la tecnologia dei biocarburanti per l’uso in aerei a reazione. Alcuni motori per aeromobili, come il Wilksch WAM120 possono (essendo un motore Diesel a 2 tempi) funzionare su olio vegetale dritto. Inoltre, un buon numero di motori Lycoming funzionano bene con etanolo.

Inoltre, ci sono anche diversi test fatti combinando i normali combustibili fossili con un biocarburante. Ad esempio, come parte di questo test, Virgin Atlantic Airways ha volato un Boeing 747 dall’aeroporto di Londra Heathrow all’aeroporto di Amsterdam Schiphol il 24 febbraio 2008, con un motore che bruciava una combinazione di olio di cocco e olio di babassu. Il capo scienziato di Greenpeace, Doug Parr, ha detto che il volo è stato “greenwash ad alta quota” e che la produzione di oli organici per produrre biocarburanti potrebbe portare alla deforestazione e ad un forte aumento delle emissioni di gas serra. Inoltre, la maggior parte degli aerei del mondo non sono grandi jetliner ma aerei a pistoni più piccoli, e con importanti modifiche molti sono in grado di utilizzare l’etanolo come carburante. Un’altra considerazione è la grande quantità di terra che sarebbe necessaria per fornire la materia prima di biomassa necessaria per sostenere i bisogni dell’aviazione, sia civile che militare.

Infine, il gas naturale liquefatto è un altro combustibile utilizzato in alcuni aeroplani. Oltre alle minori emissioni di gas serra (a seconda di dove è stato ottenuto il gas naturale), un altro importante vantaggio per gli operatori di aerei è il prezzo, che è molto più basso del prezzo del carburante per aerei.

Ridurre il viaggio aereo

Scelte personali e pressione sociale
Il video in tedesco The Bill esplora come il viaggio e i suoi impatti siano comunemente visti nella vita quotidiana del mondo sviluppato e le pressioni sociali che sono in gioco. Lo scrittore britannico George Marshall ha indagato sulle razionalizzazioni comuni che fungono da barriere per fare scelte personali per viaggiare di meno o per giustificare viaggi recenti. In un progetto di ricerca informale, “uno è il benvenuto ad aderire”, dice, ha deliberatamente guidato le conversazioni con persone che sono in sintonia con i problemi del cambiamento climatico alle domande sui recenti voli a lunga distanza e sul motivo per cui il viaggio è stato giustificato. Riflettendo su azioni contrarie alle loro credenze, ha osservato, “(i) ntrigante come può essere la loro dissonanza, ciò che è particolarmente rivelatore è che ognuna di queste persone ha una carriera che si basa sul presupposto che l’informazione è sufficiente per generare cambiamento – l’ipotesi che l’introspezione di un momento mostrasse loro era profondamente viziata. ”

Scelte professionali e professionali
Con la maggior parte delle conferenze internazionali che hanno centinaia se non migliaia di partecipanti, e la maggior parte di queste di solito viaggiano in aereo, i viaggi per le conferenze sono un’area in cui si possono ottenere significative riduzioni delle emissioni di gas serra legate al trasporto aereo …. Ciò non significa non -attendance.

Ad esempio, entro il 2003 la tecnologia Access Grid è già stata utilizzata con successo per ospitare diverse conferenze internazionali e la tecnologia è probabilmente progredita sostanzialmente da allora. Il Centro Tyndall per la ricerca sui cambiamenti climatici sta studiando sistematicamente i mezzi per cambiare le pratiche istituzionali e professionali comuni che hanno portato a grandi impronte di carbonio da parte dei ricercatori e pubblicato un rapporto.

Potenziale per vincoli governativi sulla domanda
Uno dei mezzi per ridurre l’impatto ambientale del trasporto aereo è quello di limitare la domanda per i viaggi aerei, attraverso l’aumento delle tariffe al posto della maggiore capacità aeroportuale. Diversi studi hanno esplorato questo:

Lo studio britannico Predict and Decide – Aviation, cambiamenti climatici e politica del Regno Unito, osserva che un aumento del 10% delle tariffe genera una riduzione della domanda del 5% – 15% e raccomanda al governo britannico di gestire la domanda piuttosto che provvedere a essa. Ciò avverrebbe tramite una strategia che presume “… contro l’espansione della capacità dell’aeroporto del Regno Unito” e limita la domanda mediante l’uso di strumenti economici al fine di ridurre i costi del trasporto aereo in modo meno attraente.
Uno studio pubblicato dal gruppo di campagne Aviation Environment Federation (AEF) conclude che imponendo 9 miliardi di sterline aggiuntive, il tasso di crescita annuale della domanda nel Regno Unito per i viaggi aerei si ridurrebbe al 2%.
Il nono rapporto del Comitato di controllo ambientale della Camera dei Comuni, pubblicato nel luglio 2006, raccomanda al governo britannico di ripensare la sua politica di espansione degli aeroporti e valuta modi, in particolare attraverso l’aumento della tassazione, in cui la domanda futura può essere gestita in linea con le prestazioni del settore in raggiungere l’efficienza del carburante, in modo che le emissioni non possano aumentare in termini assoluti.

Regolamentazione internazionale delle emissioni di gas serra del trasporto aereo

Protocollo di Kyoto 2005
Le emissioni di gas a effetto serra derivanti dal consumo di carburante nell’aviazione internazionale, al contrario di quelle dell’aviazione interna e dell’uso di energia da parte degli aeroporti, sono escluse dal campo di applicazione del primo periodo (2008-2012) del Protocollo di Kyoto, così come il clima non CO2 effetti. Invece, i governi hanno accettato di lavorare attraverso l’Organizzazione internazionale dell’aviazione civile (ICAO) per limitare o ridurre le emissioni e trovare una soluzione per l’assegnazione delle emissioni dall’aviazione internazionale in tempo per il secondo periodo del Protocollo di Kyoto a partire dal 2009; tuttavia, la conferenza sul clima di Copenaghen non è riuscita a raggiungere un accordo.

Ricerche recenti indicano questo fallimento come un ostacolo sostanziale alla politica globale, inclusa una via di riduzione delle emissioni di CO2 che eviterebbe pericolosi cambiamenti climatici mantenendo l’aumento della temperatura globale media al di sotto di un aumento di 2 ° C.

Approcci allo scambio di emissioni
Nell’ambito di tale processo, l’ICAO ha approvato l’adozione di un sistema di scambio delle emissioni aperto per raggiungere gli obiettivi di riduzione delle emissioni di CO2. Guidelines for the adoption and implementation of a global scheme are currently being developed, and will be presented to the ICAO Assembly in 2007, although the prospects of a comprehensive inter-governmental agreement on the adoption of such a scheme are uncertain.

Effects of climate change on aviation

Increased turbulence
A report published in the science journal Nature Climate Change forecasts that increasing CO2 levels will result in a significant increase in in-flight turbulence experienced by transatlantic airline flights by the middle of the 21st century. The lead author of the study, Paul Williams, a researcher at the National Center for Atmospheric Science, at the University of Reading stated, “air turbulence does more than just interrupt the service of in-flight drinks. It injures hundreds of passengers and aircrew every year – sometimes fatally. It also causes delays and damage to planes.”