Efeitos ambientais da aviação - Environmental effects of aviation

Entre 1940 e 2018, as emissões de CO 2 da aviação cresceram de 0,7% para 2,65% de todo o CO
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emissões.

Como outras emissões resultantes da combustão de combustível fóssil , os motores de aeronaves produzem gases, ruído e partículas , levantando preocupações ambientais sobre seus efeitos globais e seus efeitos na qualidade do ar local. Aviões a jato contribuem para as mudanças climáticas , emitindo dióxido de carbono ( CO
2
), o gás de efeito estufa mais bem compreendido e, com menos conhecimento científico , óxidos de nitrogênio , rastros e partículas. Seu forçamento radiativo é estimado em 1,3-1,4 do CO
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sozinho, excluindo a nuvem cirrus induzida com um nível muito baixo de conhecimento científico. Em 2018, as operações comerciais globais geraram 2,4% de todo o CO
2
emissões.

Os aviões a jato se tornaram 70% mais eficientes em termos de combustível entre 1967 e 2007, e o CO
2
as emissões por Ton-quilômetro de receita (RTK) em 2018 foram 47% das de 1990. Em 2018, CO
2
emissões médias de 88 gramas de CO
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por passageiro comercial por km. Embora a indústria da aviação seja mais eficiente em termos de combustível , as emissões gerais aumentaram com o aumento do volume de viagens aéreas . Em 2020, as emissões da aviação eram 70% maiores do que em 2005 e poderiam crescer 300% até 2050.

A poluição sonora de aeronaves atrapalha o sono , a educação das crianças e pode aumentar o risco cardiovascular . Os aeroportos podem gerar poluição da água devido ao manuseio extensivo de combustível de aviação e produtos químicos de degelo, se não contidos , contaminando corpos d'água próximos. As atividades de aviação emitem ozônio e partículas ultrafinas , ambas perigosas para a saúde . Os motores de pistão usados ​​na aviação geral queimam Avgas , liberando chumbo tóxico .

A pegada ambiental da aviação pode ser reduzida por uma melhor economia de combustível na aeronave ou no controle de tráfego aéreo e as rotas de voo podem ser otimizadas para reduzir o não CO
2
efeitos no clima de NO
x
, partículas ou rastos. Biocombustível para aviação , comércio de emissões e compensação de carbono , parte do CORSIA da ICAO , podem reduzir o CO
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emissões. O uso da aviação pode ser reduzido por proibições de voos de curta distância , conexões de trem , escolhas pessoais e impostos e subsídios da aviação . Aeronaves movidas a combustível podem ser substituídas por aeronaves elétricas híbridas e aeronaves elétricas ou por aeronaves movidas a hidrogênio .

Das Alterações Climáticas

Fatores

Forças radiativas de emissões da aviação estimadas em 2020

Os aviões emitem gases ( dióxido de carbono , vapor de água , óxidos de nitrogênio ou monóxido de carbono - ligando -se ao oxigênio para se tornar CO
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na liberação) e particulados atmosféricos ( hidrocarbonetos incompletamente queimados , óxidos de enxofre , carbono negro ), interagindo entre si e com a atmosfera. Embora a principal emissão de gases de efeito estufa de aeronaves motorizadas seja CO
2
, aviões a jato contribuem para a mudança climática de quatro maneiras enquanto voam na tropopausa :

Dióxido de carbono ( CO
2
)
CO
2
as emissões são a contribuição mais significativa e mais bem compreendida para a mudança climática. Os efeitos do CO
2
as emissões são semelhantes independentemente da altitude. Veículos terrestres de aeroporto , aqueles usados ​​por passageiros e funcionários para acessar aeroportos, emissões geradas pela construção de aeroportos e fabricação de aeronaves também contribuem para as emissões de gases de efeito estufa da indústria da aviação.
Óxidos de nitrogênio ( NO
x
, óxido nítrico e dióxido de nitrogênio )
Na tropopausa, emissões de NO
x
favorecer o ozônio ( O
3
) formação na alta troposfera . Em altitudes de 8 a 13 km (26.000 a 43.000 pés), NÃO
x
emissões resultam em maiores concentrações de O
3
do que a superfície NÃO
x
emissões e estas, por sua vez, têm um maior efeito de aquecimento global. O efeito de O
3
as concentrações de superfície são regionais e locais, mas tornam-se bem misturadas globalmente nos níveis troposféricos médios e superiores. NÃO
x
emissões também reduzir os níveis ambientais de metano , outro gás com efeito de estufa, o que resulta em um efeito de arrefecimento do clima, embora não compensando o ó
3
efeito de formação. As emissões de enxofre e água das aeronaves na estratosfera tendem a esgotar O
3
, compensando parcialmente o NÃO
x
induzida ó
3
aumenta, embora esses efeitos não tenham sido quantificados. Aviões leves e pequenos aviões de passageiros voam mais baixo na troposfera, não na tropopausa.
Rastos e nuvens cirros
A queima de combustível produz vapor d'água, que condensa em grandes altitudes, em condições de frio e úmido, em linhas de nuvens visíveis: trilhas de condensação (rastos). Acredita-se que eles tenham um efeito de aquecimento global, embora menos significativo do que o CO
2
emissões. Rastros são incomuns em aeronaves de baixa altitude. Nuvens cirros podem se desenvolver após a formação de rastos persistentes e podem ter um efeito adicional de aquecimento global. Sua contribuição para o aquecimento global é incerta e estimar a contribuição geral da aviação frequentemente exclui o aprimoramento da nuvem cirrus.
Particulados
Em comparação com outras emissões, as partículas de sulfato e fuligem têm um efeito direto menor: as partículas de sulfato têm um efeito de resfriamento e refletem a radiação, enquanto a fuligem tem um efeito de aquecimento e absorve calor, enquanto as propriedades e a formação das nuvens são influenciadas pelas partículas. Rastros e nuvens cirrus evoluindo das partículas podem ter um efeito de forçamento radiativo maior do que o CO
2
emissões. Como as partículas de fuligem são grandes o suficiente para servir como núcleos de condensação, acredita-se que causem a maior formação de rastros. A produção de fuligem pode ser diminuída reduzindo o composto aromático do combustível de aviação.

Em 1999, o IPCC estimou o forçamento radiativo da aviação em 1992 em 2,7 (2 a 4) vezes o do CO
2
sozinho - excluindo o efeito potencial do aumento da nuvem cirrus. Isso foi atualizado para 2000, com o forçamento radiativo da aviação estimado em 47,8 mW / m 2 , 1,9 vezes o efeito do CO
2
emissões sozinhas, 25,3 mW / m 2 .

Em 2005, uma pesquisa de David S. Lee, et al, publicada na revista científica Atmospheric Environment estimou o efeito de forçamento radiativo cumulativo da aviação em 55 mW / m 2 , que é o dobro do efeito de forçamento radiativo de 28 mW / m 2 de seu CO
2
emissões por si só, excluindo nuvem cirrus induzida, com um nível muito baixo de conhecimento científico. Em 2012, uma pesquisa da Universidade Chalmers estimou este fator de ponderação em 1,3-1,4 se cirrus induzido pela aviação não for incluído, 1,7-1,8 se eles estiverem incluídos (dentro de uma faixa de 1,3-2,9).

As incertezas permanecem nas interações NOx – O3 – CH4, na formação de rastros produzidos pela aviação, nos efeitos dos aerossóis de fuligem nas nuvens cirrus e na medição do forçamento radiativo não CO2.

Em 2018, CO
2
representou 34,3 mW / m 2 do forçamento radiativo efetivo da aviação (ERF, na superfície), com um alto nível de confiança (± 6 mW / m 2 ), NÃO
x
17,5 mW / m 2 com baixo nível de confiança (± 14) e cirrus contrail 57,4 mW / m 2 , também com baixo nível de confiança (± 40). Todos os fatores combinados representaram 43,5 mW / m 2 (1,27 o de CO
2
sozinho) excluindo cirros de rastros e 101 mW / m 2 (± 45) incluindo-os, 3,5% do ERF antropogênico de 2290 mW / m 2 (± 1100).

Volume

Em 2018, o tráfego aéreo atingiu 4,3 bilhões de passageiros com 37,8 milhões de partidas, uma média de 114 passageiros por voo e 8,26 trilhões de RPKs , uma viagem média de 1.920 km (1.040 nm), de acordo com a ICAO . O tráfego estava experimentando um crescimento contínuo, dobrando a cada 15 anos, apesar dos choques externos - um crescimento médio anual de 4,3% e as previsões da Airbus esperam que o crescimento continue. Embora a indústria da aviação seja mais eficiente em termos de combustível , reduzindo pela metade a quantidade de combustível queimado por voo em comparação com 1990 por meio de avanços tecnológicos e melhorias operacionais, as emissões gerais aumentaram à medida que o volume de viagens aéreas aumentou. Entre 1960 e 2018, os RPKs aumentaram de 109 para 8,269 bilhões.

Em 1992, as emissões de aeronaves representaram 2% de todo o CO produzido pelo homem
2
emissões, tendo acumulado um pouco mais de 1% do total de
CO produzido pelo homem
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aumentar em 50 anos. Em 2015, a aviação respondia por 2,5% do
CO global
2
emissões. Em 2018, as operações comerciais globais emitiram 918 milhões de toneladas (Mt) de CO
2
, 2,4% de todo o CO
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emissões: 747 Mt para transporte de passageiros e 171 Mt para operações de frete. Entre 1960 e 2018, CO
2
as emissões aumentaram 6,8 vezes, de 152 para 1.034 milhões de toneladas por ano.

Entre 1990 e 2006, as emissões de gases com efeito de estufa da aviação aumentaram 87% na União Europeia . Em 2010, cerca de 60% das emissões da aviação vieram de voos internacionais, que estão fora das metas de redução de emissões do Protocolo de Quioto . Os voos internacionais também não são cobertos pelo Acordo de Paris , para evitar uma colcha de retalhos de regulamentos de cada país. Esse acordo foi adotado pela Organização de Aviação Civil Internacional , no entanto, limitando as emissões de carbono das companhias aéreas ao nível do ano 2020, enquanto permite que as companhias aéreas comprem créditos de carbono de outras indústrias e projetos.

Em 1992, o forçamento radiativo da aeronave foi estimado pelo IPCC em 3,5% do forçamento radiativo total produzido pelo homem.

Por passageiro

Entre 1950 e 2018, a eficiência por passageiro cresceu de 0,4 para 8,2 RPK por kg de CO
2
.

Como é responsável por uma grande parte de seus custos - 28% em 2007, as companhias aéreas têm um forte incentivo para reduzir seu consumo de combustível, reduzindo sua pegada ambiental. Os aviões a jato se tornaram 70% mais eficientes em termos de combustível entre 1967 e 2007. A eficiência do combustível a jato melhora continuamente, 40% das melhorias vêm dos motores e 30% das fuselagens. Os ganhos de eficiência foram maiores no início da era do jato do que posteriormente, com um ganho de 55-67% de 1960 a 1980 e de 20-26% de 1980 a 2000.

A queima média de combustível de novas aeronaves caiu 45% de 1968 a 2014, uma redução anual composta de 1,3% com taxa de redução variável. Em 2018, CO
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as emissões por tonelada-quilômetro de receita (RTK) caíram mais da metade em comparação com 1990, em 47%. A intensidade energética da aviação passou de 21,2 para 12,3 MJ / RTK entre 2000 e 2019, uma redução de 42%.

Em 2018, CO
2
as emissões totalizaram 747 milhões de toneladas para transporte de passageiros, para 8,5 trilhões de passageiros-quilômetro de receita (RPK), dando uma média de 88 gramas de CO
2
por RPK. A ICAO visa uma melhoria de eficiência de 2% ao ano entre 2013 e 2050, enquanto a IATA visa 1,5% para 2009-2020 e para cortar o CO líquido
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emissões pela metade até 2050 em relação a 2005.

Evolução

Em 2020, as emissões globais da aviação internacional eram cerca de 70% mais altas do que em 2005 e poderiam crescer mais 300% até 2050, na ausência de medidas adicionais. A ICAO visa reduzir as emissões de carbono por meio de aeronaves mais eficientes em termos de combustível ; combustível de aviação sustentável ; Melhor gestão do tráfego aéreo ; e CORSIA

Em 1999, o forçamento radiativo da aviação estimado pelo IPCC pode representar 190 mW / m 2 ou 5% do forçamento radiativo total feito pelo homem em 2050, com a incerteza variando de 100 a 500 mW / m 2 . Se outras indústrias conseguirem reduções significativas nas emissões de gases de efeito estufa ao longo do tempo, a participação da aviação, como proporção das emissões restantes, poderá aumentar.

Alice Bows-Larkin estimou que o CO global anual
2
O orçamento de emissões seria totalmente consumido pelas emissões da aviação para manter o aumento da temperatura da mudança climática abaixo de 2 ° C em meados do século. Tendo em vista que as projeções de crescimento indicam que a aviação vai gerar 15% do
CO global
2
Mesmo com a previsão de tecnologia mais avançada, ela estimou que manter os riscos de mudanças climáticas perigosas em menos de 50% até 2050 excederia todo o orçamento de carbono em cenários convencionais.

Em 2013, o National Center for Atmospheric Science da University of Reading previu que o aumento do CO
2
níveis resultarão em um aumento significativo na turbulência em vôo experimentada por voos de companhias aéreas transatlânticas em meados do século XXI.

Aviação CO
2
as emissões aumentam apesar das inovações de eficiência em aeronaves, motores e operações de voo. As viagens aéreas continuam a crescer.

Em 2015, o Centro de Diversidade Biológica estimou que aeronaves poderiam gerar43  Gt de emissões de dióxido de carbono até 2050, consumindo quase 5% do orçamento global de carbono remanescente. Sem regulamentação, as emissões globais da aviação podem triplicar em meados do século e podem emitir mais do que3 Gt de carbono anualmente em um cenário de alto crescimento e business-as-usual . Muitos países prometeram reduções de emissões para o Acordo de Paris, mas a soma desses esforços e promessas permanece insuficiente e não tratar a poluição de aviões seria um fracasso, apesar dos avanços tecnológicos e operacionais.

A Agência Internacional de Energia projeta participação da aviação no CO global
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as emissões podem crescer de 2,5% em 2019 para 3,5% até 2030.

Em 2020, as emissões globais da aviação internacional eram cerca de 70% mais altas do que em 2005 e as previsões da ICAO poderiam aumentar mais 300% até 2050, na ausência de medidas adicionais.

Em 2050, os efeitos negativos da aviação no clima podem ser reduzidos em um aumento de 2% na eficiência de combustível e uma diminuição no NO
x
emissões, devido a tecnologias avançadas de aeronaves, procedimentos operacionais e combustíveis alternativos renováveis, diminuindo o forçamento radiativo devido ao aerossol de sulfato e carbono negro.

Barulho

O tráfego aéreo causa ruído nas aeronaves , o que interrompe o sono, afeta negativamente o desempenho escolar das crianças e pode aumentar o risco cardiovascular para os vizinhos do aeroporto. As perturbações do sono podem ser reduzidas com a proibição ou restrição de voos noturnos , mas as perturbações diminuem progressivamente e a legislação difere entre os países.

A norma de ruído do Capítulo 14 da ICAO se aplica a aviões submetidos para certificação após 31 de dezembro de 2017, e após 31 de dezembro de 2020 para aeronaves abaixo de 55 t (121.000 lb), 7 EPNdB (cumulativo) mais silencioso que o Capítulo 4. Os padrões de ruído FAA Estágio 5 são equivalentes. Motores de taxa de bypass mais alta produzem menos ruído. O PW1000G é apresentado como 75% mais silencioso do que os motores anteriores. Bordas serrilhadas ou 'divisas' na parte traseira da nacela reduzem o ruído.

Uma Aproximação de Descida Contínua (CDA) é mais silenciosa, pois menos ruído é produzido enquanto os motores estão próximos da potência de marcha lenta. O CDA pode reduzir o ruído no solo em ~ 1-5 dB por vôo.

Poluição da água

Excesso de fluido de degelo de aeronaves pode contaminar corpos d'água próximos

Os aeroportos podem gerar poluição significativa da água devido ao uso extensivo e manuseio de combustível de aviação, lubrificantes e outros produtos químicos. Derramamentos de produtos químicos podem ser mitigados ou evitados por estruturas de contenção de derramamento e equipamentos de limpeza, como caminhões a vácuo, bermas portáteis e absorventes.

Os fluidos de degelo usados ​​em climas frios podem poluir a água, pois a maioria deles cai no solo e o escoamento superficial pode carregá-los para riachos, rios ou águas costeiras próximos. Os fluidos de degelo são baseados em etilenoglicol ou propilenoglicol . Os aeroportos usam descongeladores de pavimento em superfícies pavimentadas, incluindo pistas e pistas de taxiamento, que podem conter acetato de potássio , compostos de glicol, acetato de sódio , ureia ou outros produtos químicos.

Durante a degradação em águas superficiais, o etileno e o propilenoglicol exercem altos níveis de demanda bioquímica de oxigênio , consumindo o oxigênio necessário à vida aquática. Populações microbianas em decomposição de propilenoglicol consomem grandes quantidades de oxigênio dissolvido (OD) na coluna de água . Peixes, macroinvertebrados e outros organismos aquáticos precisam de níveis suficientes de oxigênio dissolvido nas águas superficiais. Baixas concentrações de oxigênio reduzem o habitat aquático utilizável porque os organismos morrem se não puderem se mover para áreas com níveis de oxigênio suficientes. Populações de fundo de alimentação podem ser reduzidas ou eliminadas por baixos níveis de OD, mudando o perfil de espécies de uma comunidade ou alterando interações críticas da rede alimentar .

Poluição do ar

A aviação é a principal fonte humana de ozônio, um perigo para a saúde respiratória , causando cerca de 6.800 mortes prematuras por ano.

Os motores de aeronaves emitem partículas ultrafinas (UFPs) nos aeroportos e nas proximidades, assim como o equipamento de apoio em solo . Durante a decolagem, 3 a 50 × 10 15 partículas foram medidas por kg de combustível queimado, enquanto diferenças significativas são observadas dependendo do motor. Outras estimativas incluem 4 a 200 × 10 15 partículas para 0,1–0,7 grama, ou 14 a 710 × 10 15 partículas, ou 0,1-10 × 10 15 partículas de carbono negro para 0,046–0,941 g.

Nos Estados Unidos , 167.000 motores de aviões a pistão , representando três quartos dos aviões particulares , queimam Avgas , liberando chumbo no ar. A Agência de Proteção Ambiental estimou que isso liberou 34.000 toneladas de chumbo na atmosfera entre 1970 e 2007. A Federal Aviation Administration reconhece que o chumbo inalado ou ingerido leva a efeitos adversos no sistema nervoso, glóbulos vermelhos e sistemas cardiovascular e imunológico. A exposição ao chumbo em bebês e crianças pequenas pode contribuir para problemas comportamentais e de aprendizagem, diminuição do QI e autismo.

Mitigação

Em fevereiro de 2021, o setor de aviação da Europa revelou sua iniciativa de sustentabilidade Destination 2050 rumo ao CO zero
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emissões até 2050:

enquanto o tráfego aéreo deve crescer 1,4% ao ano entre 2018 e 2050. A iniciativa é liderada pela ACI Europe , ASD Europe , A4E , CANSO e ERA .

Reduzindo viagens aéreas

A pegada ambiental da aviação seria mitigada pela redução de viagens aéreas, otimização de rotas, limites de emissão, restrições de curta distância, aumento de impostos e redução de subsídios.

O controle de tráfego aéreo aprimorado permitiria rotas mais diretas
Otimização de rota

Um sistema de gerenciamento de tráfego aéreo aprimorado , com rotas mais diretas do que corredores aéreos abaixo do ideal e altitudes de cruzeiro otimizadas, permitiria às companhias aéreas reduzir suas emissões em até 18%. Na União Europeia, um Céu Único Europeu foi proposto desde 1999 para evitar a sobreposição de restrições do espaço aéreo entre os países da UE e para reduzir as emissões. Em 2007, 12 milhões de toneladas de CO
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as emissões por ano foram causadas pela falta de um Céu Único Europeu. Em setembro de 2020, o Céu Único Europeu ainda não havia sido totalmente alcançado, custando 6 bilhões de euros em atrasos e causando 11,6 milhões de toneladas de CO excedente
2
emissões.

Emissões de comércio

A ICAO endossou o comércio de emissões para reduzir o CO da aviação
2
emissão, as directrizes deviam ser apresentadas à Assembleia da ICAO de 2007. Na União Europeia, a Comissão Europeia incluiu a aviação no Esquema de Comércio de Emissões da
União Europeia operado desde 2012, limitando as emissões das companhias aéreas, fornecendo incentivos para reduzir as emissões por meio de tecnologias mais eficientes ou para comprar créditos de carbono de outras empresas. O Centro de Aviação, Transporte e Meio Ambiente da Manchester Metropolitan University estima que a única maneira de reduzir as emissões é colocar um preço no carbono e usar medidas baseadas no mercado, como o EU ETS.

Proibição de voos de curta distância

A proibição de voos de curta distância é uma proibição imposta pelos governos às companhias aéreas de estabelecer e manter uma conexão de voo a uma certa distância , ou por organizações ou empresas em seus funcionários para viagens de negócios usando as conexões de voo existentes a uma certa distância, a fim de mitigar o impacto ambiental da aviação . No século 21, diversos governos, organizações e empresas impuseram restrições e até proibições aos voos de curta distância, estimulando ou pressionando os viajantes a optarem por meios de transporte mais ecológicos , principalmente trens .

Conexões de trem

As conexões de trem reduzem os voos alimentadores . Em março de 2019, a Lufthansa oferecia conexões por meio de Frankfurt com a Deutsche Bahn ( AIRail Service ) e a Air France oferecia conexões de TGV por meio de Paris. Em outubro de 2018, a Austrian Airlines e a Austrian Federal Railways introduziram conexões ferroviárias através do Aeroporto de Viena . Em março de 2019, o gabinete holandês estava trabalhando em uma conexão de Amsterdã via NS International ou Thalys . Em julho de 2020, a Lufthansa e a Deutsche Bahn expandiram sua oferta por meio do Aeroporto de Frankfurt para 17 grandes cidades.

Conferências internacionais

A maioria dos participantes de conferências profissionais ou acadêmicos internacionais viaja de avião. A viagem para conferências é frequentemente considerada um benefício para o funcionário, uma vez que os custos são suportados pelos empregadores. Em 2003, a tecnologia Access Grid já havia hospedado várias conferências internacionais. O Tyndall Center relatou meios para mudar as práticas institucionais e profissionais comuns.

Vergonha de voo

Na Suécia, o conceito de " vergonha de vôo " ou "flygskam" foi citado como a causa da queda nas viagens aéreas. A empresa ferroviária sueca SJ AB relata que o dobro de suecos escolheu viajar de trem em vez de avião no verão de 2019 em comparação com o ano anterior. A operadora de aeroportos sueca, Swedavia, relatou 4% menos passageiros em seus 10 aeroportos em 2019 em comparação com o ano anterior: uma queda de 9% para passageiros domésticos e 2% para passageiros internacionais.

Regulamento ICAO e CORSIA

Em 2016, a Organização de Aviação Civil Internacional se comprometeu a melhorar a eficiência do combustível da aviação em 2% ao ano e a estabilizar as emissões de carbono a partir de 2020. Para atingir esses objetivos, várias medidas foram planejadas: tecnologia de aeronaves mais eficiente em termos de combustível; desenvolvimento e implantação de combustíveis de aviação sustentáveis; Melhor gestão do tráfego aéreo; medidas baseadas no mercado, como comércio de emissões , taxas e compensação de carbono , o Esquema de Compensação e Redução de Carbono para Aviação Internacional (CORSIA).

Desenvolvido pela Organização de Aviação Civil Internacional (ICAO) e adotado em outubro de 2016. Seu objetivo é ter um crescimento neutro em carbono a partir de 2020. CORSIA usa instrumentos de política ambiental baseados no mercado para compensar as emissões de CO 2 : os operadores de aeronaves têm que comprar créditos de carbono de mercado de carbono. A partir de 2021, o esquema é voluntário para todos os países até 2027.

Tributação e subsídios

Medidas financeiras podem desencorajar os passageiros das companhias aéreas e promover outros modos de transporte e motivar as companhias aéreas a melhorar a eficiência do combustível. A tributação da aviação inclui:

O comportamento do consumidor pode ser influenciado cortando subsídios para a aviação insustentável e subsidiando o desenvolvimento de alternativas sustentáveis. Entre setembro e outubro de 2019, um imposto sobre o carbono nos voos seria apoiado por 72% dos cidadãos da UE, em uma pesquisa realizada para o Banco Europeu de Investimento .

A tributação da aviação pode refletir todos os seus custos externos e pode ser incluída em um esquema de comércio de emissões. As emissões da aviação internacional escaparam à regulamentação internacional até que a conferência trienal da ICAO em 2016 concordou com o esquema de compensação CORSIA . Devido a impostos baixos ou inexistentes sobre o combustível de aviação , as viagens aéreas têm uma vantagem competitiva sobre outros modos de transporte.

Combustíveis alternativos

Reabastecimento de um Airbus A320 com biocombustível

Um biocombustível para aviação ou bio-combustível para aviação ou bio-combustível de aviação (BAF) é um biocombustível usado para mover aeronaves e é considerado um combustível de aviação sustentável (SAF). A International Air Transport Association (IATA) considera que é um dos elementos-chave para reduzir a pegada de carbono no impacto ambiental da aviação . O biocombustível de aviação pode ajudar a descarbonizar as viagens aéreas de médio e longo curso, gerando a maioria das emissões, e pode estender a vida de tipos de aeronaves mais antigas, reduzindo sua pegada de carbono.

Biocombustíveis são combustíveis derivados de biomassa , de plantas ou resíduos; dependendo do tipo de biomassa usado, eles podem reduzir as emissões de CO₂ em 20–98% em comparação com o combustível de aviação convencional . O primeiro voo de teste com a mistura de biocombustíveis foi em 2008 e, em 2011, a mistura de combustíveis com 50% de biocombustíveis foi permitida em voos comerciais. Em 2019, a IATA almejava uma penetração de 2% até 2025.

O biocombustível para aviação pode ser produzido a partir de fontes vegetais como Jatropha , algas , sebo , óleos residuais, óleo de palma , babaçu e camelina (bio-SPK); de biomassa sólida usando pirólise processada com um processo Fischer – Tropsch (FT-SPK); com um processo de álcool a jato (ATJ) da fermentação de resíduos; ou da biologia sintética por meio de um reator solar . Pequenos motores a pistão podem ser modificados para queimar etanol .

Os biocombustíveis sustentáveis não competem com plantações de alimentos , terras agrícolas de primeira linha , florestas naturais ou água doce. Eles são uma alternativa aos eletrocombustíveis . O combustível de aviação sustentável é certificado como sustentável por uma organização terceirizada.

Hidrogênio e combustível eletrônico

Em 2020, a Airbus revelou os conceitos de aeronaves movidas a hidrogênio líquido como aviões de passageiros com emissão zero, preparadas para 2035. A aviação, assim como os processos industriais que não podem ser eletrificados, deveriam usar principalmente combustível à base de hidrogênio.

O Instituto Potsdam para Pesquisa de Impacto Climático relatou um custo de mitigação de € 800-1.200 por tonelada de CO
2
para e-combustíveis à base de hidrogênio . Isso poderia ser reduzido para € 20-270 por tonelada de CO
2
em 2050, mas talvez não o suficiente para substituir os combustíveis fósseis. As políticas climáticas podem assumir o risco de disponibilidade incerta do combustível eletrônico , e o hidrogênio e os combustíveis eletrônicos podem ser priorizados quando a eletrificação direta estiver inacessível.

Não- CO
2
emissões

Relação custo econômico e influência do clima para o tráfego transatlântico

Além do dióxido de carbono, a aviação produz óxidos de nitrogênio ( NO
x
), partículas, hidrocarbonetos não queimados (UHC) e rastos . As rotas de vôo podem ser otimizadas : modelagem CO
2
, H
2
O
e NÃO
x
Os efeitos dos voos transatlânticos no inverno mostram que a força climática de voos para o oeste pode ser reduzida em até 60% e ~ 25% para a corrente de jato - seguindo voos para o leste, custando 10-15% a mais devido a distâncias mais longas e altitudes mais baixas consumindo mais combustível, mas 0,5 % de aumento nos custos pode reduzir as forças climáticas em até 25%. Uma altitude de cruzeiro de 2.000 pés (~ 600 m) mais baixa do que a altitude ideal tem uma forçante radiativa 21% menor, enquanto uma altitude de cruzeiro de 2.000 pés maior que a forçante radiativa 9% maior.

Óxidos de nitrogênio ( NO
x
)
Enquanto os designers trabalham para reduzir o NÃO
x
as emissões dos motores a jato caíram mais de 40% entre 1997 e 2003. Cruzar a uma altitude inferior de 2.000 pés (610 m) poderia reduzir o NO
x
- forçante radiativo causado de 5 mW / m 2 a ~ 3 mW / m 2 .
Particulados
Os motores modernos são projetados para que nenhuma fumaça seja produzida em qualquer ponto do vôo, enquanto as partículas e a fumaça eram um problema com os primeiros motores a jato em configurações de alta potência.
Hidrocarbonetos não queimados (UHC)
Produzidos por combustão incompleta , mais hidrocarbonetos não queimados são produzidos com baixas pressões do compressor e / ou temperaturas do combustor relativamente baixas; eles foram eliminados nos motores a jato modernos por meio de design e tecnologia aprimorados, como partículas.
Rastos
A formação de rastros seria reduzida diminuindo a altitude de cruzeiro com tempos de voo ligeiramente aumentados, mas isso seria limitado pela capacidade do espaço aéreo , especialmente na Europa e América do Norte, e aumento da queima de combustível devido à menor eficiência em altitudes mais baixas, aumentando o CO
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emissões em 4%. O forçamento radiativo de Contrail poderia ser minimizado por horários : os voos noturnos causam 60-80% do forçamento para apenas 25% do tráfego aéreo, enquanto os voos de
inverno contribuem com metade do forçamento para apenas 22% do tráfego aéreo. Como 2% dos voos são responsáveis ​​por 80% do forçamento radiativo de rastros, alterar a altitude de voo em 2.000 pés (610 m) para evitar umidade elevada em 1,7% dos voos reduziria a formação de rastros em 59%.

Orçamentos nacionais de carbono

No Reino Unido, o transporte substituiu a geração de energia como a maior fonte de emissões. Isso inclui a contribuição de 4% da aviação. Espera-se que isso se expanda até 2050 e a demanda de passageiros pode precisar ser reduzida. Para o Comitê de Mudanças Climáticas (CCC) do Reino Unido, a meta do Reino Unido de uma redução de 80% de 1990 a 2050 ainda era viável a partir de 2019, mas o comitê sugere que o Acordo de Paris deve restringir suas metas de emissão. A posição deles é que as emissões em setores problemáticos, como a aviação, devem ser compensadas pela remoção de gases de efeito estufa , captura e armazenamento de carbono e reflorestamento.

Em dezembro de 2020, o Comitê de Mudanças Climáticas do Reino Unido disse que: "As opções de mitigação consideradas incluem gestão da demanda, melhorias na eficiência das aeronaves (incluindo o uso de aeronaves elétricas híbridas) e o uso de combustíveis de aviação sustentáveis ​​(biocombustíveis, resíduos biológicos para aviação e combustíveis sintéticos para aviação) para deslocar combustível fóssil para aviação. " O Reino Unido incluirá a aviação internacional e o transporte marítimo em seus orçamentos de carbono e espera que outros países também.

Compensação de carbono

O dinheiro gerado pelas compensações de carbono das companhias aéreas geralmente vai para financiar projetos de energia verde, como fazendas eólicas .

Uma compensação de carbono é um meio de compensar as emissões da aviação economizando carbono suficiente ou absorvendo carbono de volta nas plantas por meio da fotossíntese (por exemplo, plantando árvores por meio de reflorestamento ou florestamento ) para equilibrar o carbono emitido por uma ação específica.

Opção do consumidor
Algumas companhias aéreas oferecem compensações de carbono aos passageiros para cobrir as emissões criadas por seus voos, investindo em tecnologia verde , como energia renovável e pesquisa em tecnologia futura. As companhias aéreas que oferecem compensação de carbono incluem British Airways , Continental Airlines , easyJet ,; e também Air Canada , Air New Zealand , Delta Air Lines , Emirates Airlines , Gulf Air , Jetstar , Lufthansa, Qantas , United Airlines e Virgin Australia . Os consumidores também podem comprar compensações no mercado individual. Existem padrões de certificação para estes, incluindo o Gold Standard e o Green-e.

Compensações de companhias aéreas

Algumas companhias aéreas são neutras em carbono, como a Costa Rican Nature Air , ou afirmam ser, como a Canadian Harbour Air Seaplanes . O empreendimento de baixo custo de longa distância, Fly POP, pretende ser neutro em carbono.

Em 2019, a Air France anunciou que compensaria o CO
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emissões em seus 450 voos domésticos diários, que transportam 57 mil passageiros, a partir de janeiro de 2020, por meio de projetos certificados. A empresa também oferecerá aos seus clientes a opção de compensar voluntariamente todos os seus voos e pretende reduzir suas emissões em 50% por pax / km até 2030, em relação a 2005.

A partir de novembro de 2019, a transportadora britânica EasyJet decidiu compensar as emissões de carbono de todos os seus voos, por meio de investimentos em projetos de redução de carbono atmosférico . Ela afirma ser a primeira grande operadora a ser neutra em carbono, a um custo de £ 25 milhões para o ano financeiro de 2019-20. É CO
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as emissões foram de 77g por passageiro em seu exercício financeiro de 2018-19, abaixo dos 78,4g do ano anterior.

A partir de janeiro de 2020, a British Airways começou a compensar suas emissões de 75 voos domésticos diários por meio de investimentos em projetos de redução de carbono. A companhia aérea busca se tornar neutra em carbono até 2050 com aeronaves que economizam combustível, combustíveis sustentáveis ​​e mudanças operacionais. Os passageiros que voam para o exterior podem compensar seus voos em £ 1 para Madrid na classe econômica ou £ 15 para Nova York na classe executiva.

A transportadora de baixo custo americana JetBlue planejou usar compensações para suas emissões de voos domésticos a partir de julho de 2020, a primeira grande companhia aérea dos EUA a fazê-lo. Ela também planeja usar combustível de aviação sustentável feito de resíduos pelo refinador finlandês Neste a partir de meados de 2020. Em agosto de 2020, a JetBlue tornou-se totalmente neutra em carbono para seus voos domésticos nos Estados Unidos, usando melhorias de eficiência e compensações de carbono. A Delta Air Lines se comprometeu a fazer o mesmo em dez anos.

Para se tornar neutra em carbono até 2050, a United Airlines investe para construir nos Estados Unidos a maior instalação de captura e armazenamento de carbono por meio da empresa 1PointFive, de propriedade conjunta da Occidental Petroleum e Rusheen Capital Management , com tecnologia de Engenharia de Carbono , com o objetivo de compensações de quase 10%.

Aeronave elétrica

O Velis Electro foi o primeiro tipo de aeronave elétrica certificada em 10 de junho de 2020.

As operações de aeronaves elétricas não produzem quaisquer emissões e a eletricidade pode ser gerada por energia renovável . As baterias de íon-lítio, incluindo embalagem e acessórios, fornecem uma densidade de energia de 160 Wh / kg, enquanto o combustível de aviação fornece 12.500 Wh / kg. Como as máquinas e conversores elétricos são mais eficientes, a potência do eixo disponível é próxima a 145 Wh / kg de bateria, enquanto uma turbina a gás fornece 6.545 Wh / kg de combustível: uma proporção de 45: 1. Para a Collins Aerospace , essa proporção de 1:50 proíbe a propulsão elétrica para aeronaves de longo alcance . Em novembro de 2019, o Centro Aeroespacial Alemão estimou que grandes aviões elétricos poderiam estar disponíveis até 2040. Aeronaves grandes e de longo curso provavelmente não se tornarão elétricas antes de 2070 ou no século 21, enquanto aeronaves menores podem ser eletrificadas. Em maio de 2020, o maior avião elétrico era um Cessna 208B Caravan modificado .

Para o Comitê de Mudanças Climáticas (CCC) do Reino Unido, grandes mudanças tecnológicas são incertas, mas a consultoria Roland Berger aponta 80 novos programas de aeronaves elétricas em 2016-2018, totalmente elétricas para os dois terços menores e híbridas para aeronaves maiores, com previsão datas de serviço comercial no início de 2030 em rotas de curta distância como Londres a Paris, com aeronaves totalmente elétricas não esperadas antes de 2045. Berger prevê um CO de 24%
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parcela para a aviação até 2050 se a eficiência de combustível melhorar em 1% ao ano e se não houver aeronaves elétricas ou híbridas, caindo para 3-6% se aeronaves de 10 anos forem substituídas por aeronaves elétricas ou híbridas devido a restrições regulatórias, começando em 2030, para atingir 70% da frota de 2050. Isso reduziria muito o valor da frota de aeronaves existente, no entanto. Limites para o fornecimento de células de bateria podem dificultar a adoção da aviação, uma vez que competem com outras indústrias, como veículos elétricos . As baterias de íon de lítio se mostraram frágeis e propensas ao fogo, e sua capacidade se deteriora com o tempo. No entanto, alternativas estão sendo buscadas, como baterias de íon de sódio .

Veja também

Referências

links externos

Institucional
Preocupações
  • "airportwatch.org.uk" . AirportWatch . opor-se a qualquer expansão da aviação e dos aeroportos que possam causar danos ao meio ambiente humano ou natural e promover uma política de aviação para o Reino Unido que esteja em total conformidade com os princípios do desenvolvimento sustentável
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