Воздействие воздушного транспорта на климат

Воздействие воздушного транспорта на климат весьма важно, но трудно точно оценить.Фактически, помимо двуокиси углерода (CO2), относительно легкий для учета парниковый газ с выбросами, составляющим 2-3% глобальных выбросов, воздушные суда отвечают за другие выбросы, вклад которых в парниковый эффект не оценивается с помощью много точности. В частности, это касается выбросов оксидов азота (NOx), которые косвенно вызывают потепление климата и, в частности, следы и перистые отложения, которые образуются при определенных условиях, что также вызывает потепление. С другой стороны, очень короткие периоды жизни (от нескольких минут до нескольких дней) являются следствием, цирруса и озона, вызванных деградацией (NOx), не позволяют просто суммировать их эффекты с эффектом CO2, который имеет продолжительность жизни 100 года. Однако их нужно учитывать, потому что их воздействие важно и будет ощущаться до тех пор, пока в небе будут плоскости.

Для консолидации последствий всех антропогенных выбросов МГЭИК использует радиационное воздействие, которое измеряет влияние прошлой и нынешней деятельности на глобальную температуру. По оценкам, на авиационное радиационное форсирование приходилось 4,9% от общего радиационного воздействия с 1790 по 2005 год, что примерно в три раза больше, чем воздействие CO2. При быстром и непрерывном росте воздушного транспорта (около 5% в год) , и неспособность авиационной отрасли компенсировать ее с той же скоростью с техническими улучшениями, ее воздействие на климат продолжает расти.

После более чем 15-летних переговоров 6 октября 2016 года под эгидой Международной организации гражданской авиации (ИКАО) было заключено глобальное соглашение об уменьшении воздействия воздушного транспорта на климат. Он направлен на устранение недостатка мер воздушного транспорта в Парижском соглашении 2015 года и достижение целей, поставленных организацией в 2010 году: повышение энергоэффективности на 2% в год и стабилизация выбросов CO2 на уровне, который они достигнут в 2020 году. устанавливает для этой цели систему компенсации CO2 за долю выбросов, которая будет превышать уровень, достигнутый в 2020 году, несмотря на «корзину технических мер», принятую в то же время. Эта система приведет к приобретению углеродных кредитов авиакомпаниями из других секторов через биржу на добровольной основе с 2021 года, а затем обязательной с 2027 года. Многие голоса, особенно представители экологических неправительственных организаций (ЭНПО), осудили отсутствие амбиций настоящего соглашения.

Воздействие воздушного движения
Сжигание керосина в реактивных двигателях приводит в основном к двуокиси углерода (CO2) и водяному пару, а также к газообразным загрязняющим веществам, таким как оксиды азота (NOx), или к частицам, таким как сажа или сульфаты.

CO2, который имеет очень долгий срок службы (100 лет), однородно смешивается с нижней атмосферой и накапливается там, что способствует непрерывному увеличению парникового эффекта.

Водный пар и аэрозоли также вносят значительный вклад, но временно. В зависимости от высоты полета и погодных условий водяной пар конденсируется или не образует следы конденсации, которые исчезают в секундах или минутах или могут распространяться и образовывать циррус, который может длиться дольше. Эта вода быстро присоединяется к водному циклу, за исключением случаев, когда она выбрасывается в стратосферу.

Оксиды азота деградируют фотохимическими реакциями, которые потребляют метан (CH 4) и производят озон (O 3). Разрушение метана, мощного парникового газа, частично компенсирует радиационное воздействие CO2. Озон представляет собой парниковый газ, но из-за его короткого срока службы он обычно не считается эквивалентом CO2.

Поэтому реактивный самолет имеет долгосрочное кумулятивное воздействие, связанное с их выбросами CO2, которое продлится в течение ста лет, и очень кратковременное воздействие на радиационный баланс атмосферы, который исчезнет через несколько дней, если воздушное движение прекратится ,

Самолеты, использующие бензин, керосин или дизельное топливо, не образуют перемычки, а выделяют CO2, оксиды азота и частицы.

Выбросы CO2
Сжигание 1 литра керосина высвобождает 2,52 кг CO2, плюс 0,52 кг для добычи, транспортировки и переработки, для общего коэффициента выбросов 3,04 кг CO2 на литр керосина (или 3,81 кг CO2 на кг керосина или 0,312 кг за кВтч, или 3,642 кг на нос).

В 1992 году, согласно специальному докладу МГЭИК, выбросы углекислого газа составили 2% от общего объема антропогенных выбросов и 2,4% выбросов ископаемых видов топлива. Но поскольку воздушный транспорт развился только с 1950-х годов, концентрация CO2 в атмосфере, относящейся к нему, была в 1992 году лишь немногим более 1% 2.

В 2015 году, по данным ATAG (Air Transport Action Group (in)), группой экспертов из авиационной отрасли, полеты были ответственны за выброс 781 Mt CO2out в общей сложности 36 Гт CO23 или 2,2%. Но, согласно статистическим данным Международного энергетического агентства (МЭА), авиация потребляла 288 млн. Тонн топлива, что привело к выбросам 1049 млн. Т CO2, 3,2% глобальных выбросов CO2, связанных с ископаемым топливом.

Короткоживущие газы и аэрозоли
Рядом с СО2 с очень длительным сроком службы (100 лет) и накапливается в атмосфере, воздушные суда испускают водяной пар, газы и аэрозоли с очень коротким сроком службы в радиационном бюджете Земли только до тех пор, пока в воздухе есть самолеты. Тем не менее, радиационное воздействие, за которое они несут ответственность, важно и даже сегодня (в 2010 году) выше, чем выброс CO2, накопленный с начала авиации.

Радиационное форсирование (ВЧ) выражает в Вт / м2 изменение результирующего потока излучения в тропопаузе (или в верхней части атмосферы), связанное с коэффициентом возмущения. Результирующий поток излучения представляет собой разницу между принимаемой излучательной мощностью и передаваемой мощностью. Положительное излучающее воздействие имеет тенденцию к нагреву системы (больше энергии, чем излучение), в то время как отрицательное излучающее воздействие идет в направлении охлаждения (больше энергии, чем получено). МГЭИК принимает в качестве справки 1750 год, а в своем отчете за 2014 год приводятся данные о радиационном воздействии в 2011 году по сравнению с 1750 годом.

Выбросы NOx
Оксиды азота (NOx) не являются парниковыми газами, но, реагируя с другими химическими веществами, присутствующими в атмосфере, они вызывают на высоте полета дозвуковых самолетов (от 9 до 13 км):

производство озона, мощный, но недолговечный парниковый газ, таким образом, потепление поверхностных температур. На этих высотах выбросы NOx обеспечивают больше озона, чем вблизи земли, и этот озон вызывает большее потепление 2. Полученный таким образом озон в основном ограничивается северным полушарием, где более важно воздушное движение.

Ozone FR: 0,0219 Вт / м 2 (оценка МГЭИК 2000-2005 гг.)
разрушение метана, мощный парниковый газ с продолжительностью жизни 12 лет, поэтому охлаждение. В 1992 году доля воздушного движения в атмосферной концентрации метана оценивалась в 2% 6.

FR метана: -0,0104 Вт / м 2 (оценка МГЭИК на 2000-2005 годы)
На высоте сверхзвуковых полетов выбросы NOx разрушают стратосферный озоновый слой.

Эффект контраста и индуцированного перистого
Реактивные двигатели выделяют водяной пар, который может образовывать устойчивые контуры конденсации, когда атмосфера пересыщена во льду, а температура ниже -40 ° C. Эти тропы состоят из кристаллов льда, размер которых обычно меньше, чем у кристаллов, составляющих естественный перигр. Их присутствие имеет тенденцию согревать Землю. Хотя они отражают часть падающего солнечного света и поэтому склонны охлаждать парниковый эффект, который они вызывают, который имеет тенденцию нагреваться, является преобладающим.

Радиационное наложение контуров зависит от их общей протяженности и оптической толщины, что трудно точно оценить. В 1992 году средняя протяженность оценивалась в 0,1% от площади суши, причем в районах с высоким воздушным движением (0,5% в Центральной Европе) они были более высокими. Это зависит от интенсивности воздушного движения и степени пересыщения, которая может изменяться в зависимости от эволюции климата. Кроме того, оптическая толщина зависит от размера и формы частиц льда, которые сами зависят от природы и количества аэрозолей, испускаемых реактором, причем эти аэрозоли действуют как ядра конденсации 6, 9.

EN: 0,01 Вт / м 2 (от 0,005 до 0,03). Среднее доверие (оценка МГЭИК на 2011 год) 10
Иногда контуры могут распространяться, образуя циррус, который может сохраняться в течение нескольких часов. Установлено, что эти искусственные циррусы также вызывают положительное радиационное воздействие, оценка которого очень неопределенная, поскольку невозможно отличить естественный и искусственный перистые. Около 30% поверхности Земли покрыто перистыми облаками, и исследования показали, что в Европе этот облачный покров за последние два десятилетия увеличился на 1 — 2% за десятилетие, но не смог с уверенностью определить причину (причины) ,

EN комбинированные контуры и индуцированный перигр: 0,05 Вт / м 2 (от 0,02 до 0,15). Низкая уверенность (оценка МГЭИК на 2011 год) 10

Выбросы пара
Большая часть выбросов водяного пара от дозвуковых самолетов приходится на тропосферу, где они выгружаются в виде дождя в течение одной-двух недель. Однако небольшая фракция испускается в нижней стратосфере, где она может накапливаться. Радиационное воздействие от стратосферного водяного пара очень низкое.

FR водяного пара стратосферы: 0,002 Вт / м 2 (оценка МГЭИК на 2000-2005 годы)

Аэрозольные выбросы
Реакторы выделяют сажу в результате неполного сгорания керосина, а также сульфатов, образующихся в результате сгорания серы, которую он содержит в небольших количествах.Эти твердые аэрозоли оказывают прямое влияние на температуру поверхности земли, сажа имеет тенденцию ее нагревать, сульфаты охлаждают ее. Однако количество испускаемых веществ невелико по сравнению с другими антропогенными источниками.

Прямое FR аэрозолей: -0,001 Вт / м 2 (Сульфаты: -0,0035 Вт / м 2, сажи: 0,0025 Вт / м 2) (Оценка МГЭИК на 2000-2005 годы)
Эти аэрозоли также участвуют в образовании конденсационных троп, перистых облаков и других облаков, но поскольку их вклад недостаточно известен, он не оценивается отдельно.Фактически он включен в радиационное воздействие перемычек и индуцированного периста.

Общее излучательное воздействие
Согласно оценке, сделанной МГЭИК в ее четвертом докладе, авиационное радиационное воздействие в 2005 году составило 78 мВт / м 2 (с 38 до 139 с вероятностью 90%) и представляло 4,9% от общего антропогенного радиационного воздействия 13, что составляет примерно в три раза больше, чем единичный удар CO2, производимый самолетами. Эта оценка не была обновлена ​​МГЭИК в ее пятом докладе, за исключением следов и перистых облаков.

Радиационное воздействие (FR) из-за воздушного транспорта с 1750 года по настоящее время (мВт / м 2)

Всего антропогенных FR Воздушный транспорт FR Доля воздушного транспорта
в FR anthr. Всего
2005 2011 2005 2011 2005
Двуокись углерода (CO 2 ) +1680 25,3
Метан (из-за NO x ) -250 -10,4
Озон (из-за NO x ) 140 21,9
аэрозоли -270 -1
Водяной пар 2
Конденсационные трассы 10 10
усик 30 40
Всего 1600 2290 77,8 4,9%

Учет выбросов
Радиационное воздействие является мерой изменения мощности солнечного излучения, получаемой Землей в результате деятельности человека с начала промышленной революции.Он отражает последствия прошлой и нынешней деятельности.

Чтобы оценить политику смягчения глобального потепления, необходимо в равной степени интегрировать будущие последствия всех факторов, способствующих этому, как долгосрочные последствия CO2, так и краткосрочные последствия других выбросов, связанных с авиацией Мероприятия. Для этого были предложены весовые коэффициенты для суммирования всех выбросов. Эти факторы являются значениями, с помощью которых мы должны умножать выбросы СО2, чтобы учитывать другие выбросы. Пять факторов были разработаны на основе физических критериев (увеличение радиационного воздействия, температуры) или экономических критериев. В зависимости от используемых критериев их значения варьируются от 1,3 до 2,9.

В своем сообщении индустрия воздушного транспорта, Международная организация гражданской авиации (ИКАО, агентство ООН) и государственные органы, в частности Франция, сообщают только о СО2, требуя 2% доли глобальных выбросов этого газа, что косвенно ссылается на оценка МГЭИК за 1992 год.

Факторы эмиссии воздушного транспорта

Факторы эмиссии воздушного транспорта
(г СО 2 экв / пассажир-км)
Количество пассажиров
Расстояние (км)
0-50 50-100 100-180 180-250 > 250
0-1000 683 453 314 293
1000-2000 906 314 258 216
2000-3000 1200 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
9000-10000 216 223
10000-11000 216
> 11000 223

Выбросы загрязняющих веществ от пассажирского транспорта, как правило, сообщаются на пассажиро-километр, полученные путем деления общих выбросов в ходе данной поездки на среднее число пассажиров и пройденное расстояние. Выбросы CO2 на пассажиро-километр зависят от нескольких параметров:

Тип самолета и его потребление

Его тариф наполнения и его фрахт
Затраченное расстояние. На коротком полете фазы взлета и посадки являются пропорционально более интенсивным топливом.
Высота полета
«Углеродная база», «публичная база данных коэффициентов выбросов, необходимых для учений по учету углерода», администрируется Ademe (Франция), обеспечивает коэффициенты выбросов в соответствии с пройденным расстоянием и количеством мест с самолета.Например, маршрут «Париж-Нью-Йорк» (5 863 км) в воздушном судне с более чем 250 местами приводит к средней эмиссии 223 г CO2экв / пассажир-км, из которых 101 г связаны с горениями, 101 г — беглецы (недолговечные ) и 21 г вверх по течению 19, в общей сложности 1,3 т CO2экв / пассажир. Неопределенность оценивается в 50%. Путешествие в оба конца в Париж-Нью-Йорк составляет около 1/4 от общего годового выброса французов.

Калькулятор гражданской авиации (DGAC), Франция, который поставляет эмиссию CO2 (производство и распределение керосина + сжигание во время полета) по данному маршруту, не учитывает другие выбросы, способствующие парниковому эффекту.

Для сравнения, средний коэффициент выбросов для легковых автомобилей во Франции в 2010 году составил 168 г CO2 / км. Так как их средняя скорость заполнения составляла 1,4 человека на автомобиль, средний уровень выбросов на одного пассажира составлял 120 г CO2 / пассажиро-км. Для сравнения также коэффициент выбросов TGV во Франции составляет 4 г CO2экв / пассажир-км.

Коэффициент выбросов по классу
Согласно исследованию Всемирного банка в 2013 году, содержание CO2 в воздушном транспорте сильно зависит от выбранного класса. Таким образом, пассажиры первого класса и бизнес-класса имеют углеродный след в 9 раз или в 3 раза выше, чем пассажиры эконом-класса. Это связано с тем, что в этих классах меньше мест на м2, а их заполняемость также ниже. Пассажиры также имеют больше багажа.

Другие воздействия авиационной отрасли
Комплексный углеродный след воздушного транспорта должен также включать смежные виды деятельности, такие как производство, техническое обслуживание и удаление самолетов и аэропортов. Группа ADP ежегодно получает годовой отчет о выбросах парниковых газов в аэропортах, которые он управляет в Париже. В 2015 году они оценивались в 82 млн. Т CO2экв.

Эволюция и перспективы

Рост воздушного движения и его вклад в глобальное потепление
Объем глобального воздушного движения удвоился каждые 15 лет с середины 1970-х годов28, что соответствует темпам роста 5% в год, что значительно выше мирового ВВП.

Рост воздушного движения благоприятствует развитию недорогих авиакомпаний и отсутствию налогообложения керосина для международных 29 и национальных рейсов во многих странах, включая Францию.

Пассажирские перевозки
В 2016 году на регулярных рейсах перевозилось 3,7 миллиарда пассажиров (или 10 миллионов пассажиров в день), которые составляли в среднем 1,896 километра. Количество пассажиро-километров доходов (PKP) достигло 7015 миллиардов, что на 6,3% больше, чем в 2015 году. Рост немного меньше, чем в предыдущем году.

В период 2017-2036 гг. Производители самолетов ожидают, что рост пассажиропотока продолжится быстрыми темпами, 4,4% в год для Airbus и 4,7% для Boeing, немного снизившись после сильного роста в 2015 и 2016 годах.

перевозка грузов
Фрахт является важной частью воздушного транспорта (применяя принцип «один пассажир + багаж = 100 кг», мы можем оценить его долю в 22% воздушного транспорта в 2015 году), но его рост ниже, чем пассажиропоток. В 2015 году было перевезено 51 млн. Тонн, что составляет в среднем 3678 км, или перевезено 187,6 млрд. Тонно-км, что на 1,7% больше, чем в предыдущем году. В 2016 году рост составил 2,6%.

Климатическое воздействие на подъем
Выбросы CO2 и другие факторы, способствующие парниковому эффекту, продолжают расти и продолжают увеличиваться, поскольку технологические усовершенствования в самолетах и ​​оптимизация оперативных процедур далеки от достаточных, чтобы компенсировать сильный рост трафика. В то время как Международная организация гражданской авиации (ИКАО, агентство ООН) стремится к 2-процентному ежегодному повышению энергоэффективности воздушного флота, авиационная отрасль стремится к увеличению на 1,5% в год в период с 2009 по 2020 год.

Специальный доклад МГЭИК, опубликованный в 1999 году, показывает, что вклад авиации в парниковый эффект будет возрастать во всех рассмотренных сценариях, в то время как другие отрасли должны иметь возможность значительно сократить свою долю.

Международные соглашения
Чикагская конвенция 1944 года, которая учредила Международную организацию гражданской авиации (ИКАО), запретила любой налог на керосин для международных полетов.

2016 года под эгидой ИКАО
После более чем 15-летних переговоров первое глобальное соглашение о снижении воздействия воздушного транспорта на климат было заключено 6 октября 2016 года в ИКАО.Он нацелен на достижение целей, поставленных перед организацией в 2010 году: повышение энергоэффективности на 2% в год и стабилизация выбросов CO2 на уровне, который они достигнут в 2020 году. Он также направлен на восполнение пробелов в мерах воздушного транспорта в Парижском соглашении 38 , Он устанавливает систему компенсации выбросов CO2 за долю выбросов, которая будет превышать уровень, достигнутый в 2020 году, несмотря на «корзину мер», принятую в то же время:

Модернизация управления воздушным движением
ускорение внедрения новых технологий для сокращения потребления воздушных судов
разработка и внедрение устойчивых альтернативных видов топлива
Система, одобренная Резолюцией A39-3, известна как CORSIA (Схема смещения и сокращения выбросов углерода для международной авиации, программа (или режим) для компенсации и борьбы с международной авиацией) 39. Это приведет к покупке углеродных кредитов авиакомпаниями из других секторов через биржу с 2021 года, сначала на добровольной основе, а затем обязательной после 2026 года. 23 августа 201772 штатов, представляющих 88% международной воздушной активности, вызвались добровольно. Только международные рейсы между странами, не являющимися освобожденными от ответственности. Внутренние полеты не затрагиваются, но действия по ним могут быть включены в планы действий, представленные государствами в контексте Парижского соглашения. Он учитывает только выбросы CO2, доля которых в глобальных выбросах оценивается менее чем на 2%.

Международные соглашения о сокращении выбросов парниковых газов от воздушного транспорта

Внутренние рейсы Международные рейсы
Доля трафика 40% 60%
Парижское соглашение (РКИКООН-2015) Планы действий государства (НДЦ)
могут включать действия, связанные с внутренними рейсами.
Не касается
ИКАО ( 39- есовещание — 2016 год) Не касается Укупорка выбросов CO 2 на уровне 2020 года
техническими решениями и компенсационными мерами (CORSIA).

До 2035 года соглашение не должно стоить более 1,8% продаж авиакомпаниям.

Отзывы
Несколько стран, в том числе Россия и Индия, критиковали соглашение и не выдвигались кандидатами на добровольные этапы реализации, поскольку, по их мнению, он несет несправедливое бремя для развивающихся стран. С другой стороны, многие голоса и, в частности, ЭНГО осудили отсутствие амбиций соглашения:

этого недостаточно для достижения цели Парижского соглашения по ограничению потепления до 2 ° C или даже 1 ° C 38 и не требует, чтобы авиационный сектор оценивал свою долю для достижения этой цели. Это позволяет практически неограниченно увеличиваться в авиационном секторе;
путем создания механизма компенсации, он прилагает значительные усилия для других секторов экономики и отправляет «безответственное сообщение о том, что воздушный транспорт достигнет нулевого уровня выбросов»;
он не будет достаточно взвешивать цены на билеты. По данным НПО «Транспорт и окружающая среда», «всего лишь цена кофе»;
он будет охватывать только 25% выбросов: он касается только международных рейсов и предусматривает многие исключения. С другой стороны, это не влияет на выбросы ниже уровня, достигнутого в 2020 году;
он не вступит в силу до 2021 года и будет на добровольной основе до 2027 года;
он не включает требования к качеству смещений. С другой стороны, углеродные кредиты, связанные с лесами, будут трудно использовать и в любом случае недостаточны;
обмен углеродных кредитов был выбран потому, что он не очень прозрачен и дешев. Было бы предпочтительнее вводить налог на выбросы углерода, яснее и проще реализовать или присоединиться к системе обмена квотами, чтобы придерживаться европейской системы.

Европейские правила
В Европе с 2012 года применяется система обмена льгот по выбросам (EU ETS) в выбросах СО2 гражданской авиации в соответствии с Директивой 2008/101 / EC от 19 ноября 2008 года. Однако перед ней стоит задача двадцать шесть государств за пределами Европейский союз, Европейская комиссия, предложенная в ноябре 2012 года, подталкивает применение режима к полетам в и из Европейской экономической зоны (ЕАОС) до тех пор, пока глобальное решение не будет найдено под эгидой ИКАО. Однако Директива продолжает применяться ко всем рейсам внутри и между 31 европейскими странами, применяющими ETS ЕС.