Impacto climático do transporte aéreo

O impacto climático do transporte aéreo é muito importante, mas difícil de avaliar com precisão. De fato, além do dióxido de carbono (CO2), um gás de efeito estufa relativamente fácil de contabilizar, com emissões que respondem por 2 a 3% das emissões globais, as aeronaves são responsáveis ​​por outras emissões cuja contribuição para o efeito estufa não é avaliada. muita precisão. Em particular, isso diz respeito às emissões de óxidos de nitrogênio (NOx), que indiretamente causam o aquecimento do clima e, especialmente, os rastros e os cirros que se formam sob certas condições, que também causam um aquecimento. Por outro lado, os curtos tempos de vida (de alguns minutos a alguns dias), o cirrus e o ozônio produzidos pela degradação do NOx não permitem simplesmente agregar seus efeitos ao CO2 que tem uma vida útil de 100%. anos. No entanto, eles devem ser contados porque seu impacto é importante e será sentido desde que haja aviões no céu.

Para consolidar os efeitos de todas as emissões antropogênicas, o IPCC utiliza o forçamento radiativo, que mede o impacto das atividades passadas e presentes na temperatura global. Estima-se que o forçamento radiativo da aviação representou 4,9% do forçamento radiativo total de 1790 a 2005, o que representa cerca de três vezes mais do que o impacto do CO2 isolado. Com o crescimento rápido e contínuo do transporte aéreo (cerca de 5% ao ano) e a incapacidade da indústria aeronáutica de compensar a mesma taxa com melhorias técnicas, seu impacto no clima continua a crescer.

Após mais de 15 anos de negociações, foi concluído em 6 de outubro de 2016 um acordo global para reduzir o impacto climático do transporte aéreo, sob os auspícios da Organização da Aviação Civil Internacional (ICAO). Destina-se a abordar a falta de medidas de transporte aéreo no Acordo de Paris de 2015 e alcançar as metas estabelecidas pela organização em 2010: melhorar a eficiência energética em 2% ao ano e estabilizar as emissões de CO2 ao nível que terão atingido em 2020. Estabelece para este efeito um sistema de compensação de CO2 para a fracção de emissões que excederia o nível atingido em 2020, apesar de um “cabaz de medidas técnicas” adoptado simultaneamente. Este sistema resultará na compra de créditos de carbono pelas companhias aéreas de outros setores através de uma bolsa de valores, voluntariamente a partir de 2021, e depois obrigatória a partir de 2027. Muitas vozes, especialmente de ONGs ambientais, denunciaram a falta de ambição. deste acordo.

Impacto no tráfego aéreo
A combustão de querosene em motores a jato produz principalmente dióxido de carbono (CO2) e vapor de água, bem como poluentes gasosos, como óxidos de nitrogênio (NOx), ou partículas como fuligem ou sulfatos.

O CO2 que tem uma vida muito longa (100 anos) se mistura homogeneamente com a baixa atmosfera e se acumula ali, contribuindo para o aumento contínuo do efeito estufa.

Vapor de água e aerossóis também contribuem fortemente, mas transitoriamente. Dependendo da altitude de vôo e das condições climáticas, o vapor de água se condensa ou não para formar trilhas de condensação que desaparecem em segundos ou minutos ou podem se espalhar e formar cirros que podem durar mais tempo. Essa água se junta rapidamente ao ciclo da água, exceto quando é emitida para a estratosfera.

Os óxidos de nitrogênio são degradados por reações fotoquímicas que consomem metano (CH 4) e produzem ozônio (O 3). A destruição do metano, um poderoso gás de efeito estufa, compensa parcialmente a forçante radiativa do CO2. O ozônio é um gás de efeito estufa, mas devido à sua curta vida útil, geralmente não é contado como equivalente de CO2.

As aeronaves a jato, portanto, têm um impacto cumulativo de longo prazo relacionado às suas emissões de CO2, que durarão cem anos, e um impacto de muito curto prazo no balanço radiativo da atmosfera que desapareceria em poucos dias se o tráfego aéreo cessasse. .

Os aviões de hélice que usam gasolina, querosene ou diesel não formam rastros, mas emitem CO2, óxidos de nitrogênio e partículas.

Emissões de CO2
A combustão de 1 litro de querosene libera 2,52 kg de CO2, mais 0,52 kg para extração, transporte e refino, para um fator de emissão total de 3,04 kg de CO2 por litro de querosene (ou 3,81 kg de CO2 por kg de querosene ou 0,312 kg por kWh, ou 3.642 kg por dedo do pé).

Em 1992, de acordo com um relatório especial do IPCC, as aeronaves de emissão de CO2 representavam 2% do total de emissões antrópicas e 2,4% das emissões de combustíveis fósseis.Mas como o transporte aéreo só se desenvolveu a partir da década de 1950, a concentração de CO2 na atmosfera atribuível a ele era em 1992 apenas um pouco mais de 1% 2.

Em 2015, segundo o ATAG (Grupo de Ação de Transporte Aéreo (in)), um grupo de especialistas do setor aéreo, os voos foram responsáveis ​​pela emissão de 781 Mt de CO2 de um total de 36 Gt CO23, ou 2,2%. Mas de acordo com estatísticas da Agência Internacional de Energia (AIE), a aviação consumiu 288 Mtep em todo o mundo de combustíveis de petróleo, induzindo emissões de 1.049 Mt CO2, 3,2% das emissões globais de CO2 relacionadas aos combustíveis fósseis.

Gases de vida curta e aerossóis
Ao lado do CO2 com vida útil muito longa (100 anos) e que se acumula na atmosfera, a aeronave emite vapor de água, gases e aerossóis com uma vida útil muito curta no orçamento de radiação da Terra dura apenas enquanto houver aviões no ar. No entanto, o forçamento radiativo pelo qual são responsáveis ​​é importante e até hoje (em 2010), maior que o de CO2 acumulado desde o início da aviação.

O Forçamento Radiativo (RF) expressa em W / m2 a variação do fluxo de radiação resultante na tropopausa (ou no topo da atmosfera) relacionada a um fator de perturbação. O fluxo de radiação resultante é a diferença entre a potência radiativa recebida e a energia retransmitida. O forçamento radiativo positivo tende a aquecer o sistema (mais energia recebida do que a emitida), enquanto o forçamento radiativo negativo vai na direção do resfriamento (mais energia perdida do que a recebida). O IPCC toma como referência o ano de 1750 e seu relatório de 2014 fornece dados sobre o forçamento radiativo em 2011 em comparação com 1750.

Emissões de NOx
Os óxidos de nitrogênio (NOx) não são gases de efeito estufa, mas ao reagir com outras espécies químicas presentes na atmosfera, causam, na altitude de vôo de aeronaves subsônicas (9 a 13 km):

a produção de ozônio, um gás de efeito estufa potente, mas de curta duração, um aquecimento das temperaturas da superfície. Nessas altitudes, as emissões de NOx produzem mais ozônio do que perto do solo e esse ozônio causa um aquecimento maior 2. O ozônio assim produzido está principalmente confinado ao hemisfério norte, onde o tráfego aéreo é mais importante.

Ozono FR: 0,0219 W / m 2 (Avaliação IPCC 2000-2005)
a destruição do metano, um poderoso gás de efeito estufa com uma vida útil de 12 anos, então um resfriamento. Em 1992, a participação do tráfego aéreo na concentração atmosférica de metano foi estimada em 2% 6.

FR de metano: -0,0104 W / m 2 (Avaliação do IPCC para 2000-2005)
Na altitude dos vôos supersônicos, as emissões de NOx destroem a camada de ozônio estratosférico.

Efeito dos rastros e cirroses induzidos
Os motores a jato emitem vapor de água que pode formar trilhas de condensação persistentes quando a atmosfera é supersaturada no gelo e a temperatura é inferior a -40 ° C. Essas trilhas consistem em cristais de gelo cujo tamanho é geralmente menor do que o dos cristais que constituem o cirro natural. Sua presença tende a aquecer a Terra. Embora reflitam parte da luz solar incidente e, portanto, tendam a resfriar o efeito estufa que causam, o qual tende a aquecer, é predominante 8.

O forçamento radiativo dos rastros depende da sua extensão total e espessura óptica, que é difícil de avaliar com precisão. Em 1992, a extensão média foi estimada em 0,1% da superfície terrestre, com maiores proporções em regiões com alto tráfego aéreo (0,5% na Europa Central). Depende da intensidade do tráfego aéreo e da extensão das áreas de supersaturação que podem variar com a evolução do clima. Além disso, a espessura óptica depende do tamanho e da forma das partículas de gelo, que dependem da natureza e da quantidade de aerossóis emitidos pelo reator, atuando esses aerossóis como núcleos de condensação 6, 9.

EN contrails: 0,01 W / m 2 (0,005 a 0,03). Média confiança (avaliação do IPCC para 2011) 10
Às vezes, os rastros podem se espalhar para formar cirros que podem persistir por várias horas.Estabeleceu-se que estes tsirrus artificiais também causam forçar radiativo positivo, a estimação de que é muito incerta porque é impossível distinguir entre cirro natural e artificial. Cerca de 30% da superfície da Terra está coberta por nuvens cirrus e estudos mostraram que na Europa essa cobertura de nuvens aumentou de 1 a 2% por década nas últimas duas décadas, mas sem ser capaz de determinar com certeza a (s) causa (s) .

EN contrails combinados e cirrus induzido: 0,05 W / m 2 (0,02 a 0,15). Baixa confiança (avaliação do IPCC para 2011) 10

Emissões de vapor
A maioria das emissões de vapor de água dos aviões subsônicos ocorre na troposfera, onde são descarregados sob a chuva dentro de uma a duas semanas. No entanto, uma pequena fração é emitida na baixa estratosfera, onde pode se acumular. O forçamento radiativo do vapor de água estratosférico é muito baixo.

FR do vapor de água estratosférico: 0,002 W / m 2 (Avaliação do IPCC para 2000-2005)

Emissões de aerossol
Os reatores emitem fuligem resultante da combustão incompleta do querosene, bem como dos sulfatos resultantes da combustão do enxofre, que contém em pequenas quantidades. Estes aerossóis sólidos têm um efeito direto sobre a temperatura da superfície da terra, a fuligem tende a aquecê-lo, os sulfatos para resfriá-lo. As quantidades emitidas são, no entanto, baixas em comparação com outras fontes antropogênicas.

FR direta de aerossóis: -0,001 W / m 2 (Sulfatos: -0,0035 W / m 2, fuligens: 0,0025 W / m 2) (Avaliação do IPCC para 2000-2005)
Estes aerossóis também estão envolvidos na formação de trilhas de condensação, nuvens cirrus e outras nuvens, mas como sua contribuição é insuficientemente conhecida, ela não é avaliada separadamente. É de fato incluído no forçamento radiativo dos rastros e cirros induzidos.

Forçamento radiativo total
De acordo com a avaliação feita pelo IPCC em seu quarto relatório, a forçante radiativa da aviação em 2005 era de 78 mW / m 2 (de 38 a 139, com uma probabilidade de 90%) e representava 4,9% do forçamento radiativo antropogênico total 13, é, cerca de três vezes mais do que o impacto único do CO2 emitido pelas aeronaves. Essa avaliação não foi atualizada pelo IPCC em seu quinto relatório, exceto para rastros e nuvens cirrus.

Forçamento radiativo (FR) devido ao transporte aéreo de 1750 até hoje (mW / m 2)

Ponderação de Emissões
O forçamento radiativo é uma medida da variação do poder de radiação solar recebido pela Terra como resultado das atividades humanas desde o início da revolução industrial. Reflete as conseqüências das atividades passadas e presentes.

A fim de avaliar as políticas para mitigar o aquecimento global, é necessário integrar na mesma medida os efeitos futuros de todos os fatores que contribuem para isso, tanto os efeitos de longo prazo do CO2 quanto os efeitos de curto prazo de outras emissões relacionadas à aviação. atividade. Para isso, fatores de ponderação foram propostos para agregar todas as emissões. Esses fatores são os valores pelos quais devemos multiplicar as emissões de CO2 para levar em conta outras emissões. Cinco fatores foram desenvolvidos com base em critérios físicos (aumento da força radiativa, temperatura) ou critérios econômicos. Dependendo dos critérios utilizados, seus valores variam de 1,3 a 2,9.

Na sua comunicação, a indústria do transporte aéreo, a Organização da Aviação Civil Internacional (ICAO) e as autoridades públicas, em particular a França, reportam apenas CO2, reivindicando uma quota de 2% das emissões globais deste gás, referindo-se implicitamente a estimativa do IPCC para o ano de 1992.

Fatores de Emissão de Transporte Aéreo

Em geral, as emissões de poluentes do transporte de passageiros são informadas por passageiro-quilômetro, obtidas pela divisão do total de emissões em uma determinada viagem pelo número médio de passageiros e pela distância percorrida. As emissões de CO2 por passageiro-quilômetro dependem de vários parâmetros:

O tipo de avião e seu consumo

Sua taxa de enchimento e seu frete
A distância coberta. Em um vôo curto, as fases de decolagem e pouso são proporcionalmente mais intensivas.
Altitude de vôo
O Carbon Base, “banco de dados público de fatores de emissão necessários para exercícios contábeis de carbono”, administrado por Ademe (França), fornece fatores de emissão de acordo com a distância percorrida e o número de assentos do avião. Por exemplo, uma rota Paris-Nova York (5.863 km) em uma aeronave com mais de 250 assentos induz uma emissão média de 223 g CO2eq / passageiro-km, dos quais 101 g foram relacionados à combustão, 101 g fugitivos (de curta duração ) e 21 g a montante 19, para um total de 1,3 t CO2eq / passageiro. A incerteza é avaliada em 50%. Uma viagem de ida e volta a Paris-Nova York e é cerca de 1/4 do total de emissões anuais de um francês.

A calculadora da Direção de Aviação Civil (DGAC), França, que fornece o total de emissões de CO2 (produção e distribuição de querosene + combustão durante o vôo) para uma determinada rota, não leva em conta outras emissões que contribuem para o efeito estufa.

A título de comparação, o fator de emissão médio para automóveis de passageiros na França em 2010 foi de 168 g de CO2 / km. Como a taxa média de enchimento era de 1,4 pessoas por carro, a taxa média de emissões por passageiro era de 120 g de CO2 / passageiro / km. Para comparação também, o fator de emissão de um TGV na França é de 4 g CO2eq / passageiro-km.

Fator de emissão de acordo com a classe
De acordo com um estudo do Banco Mundial de 2013, o conteúdo de CO2 do transporte aéreo depende fortemente da classe escolhida. Assim, os passageiros de primeira classe e de classe executiva têm uma pegada de carbono 9 vezes ou 3 vezes maior do que os passageiros da classe econômica. Isso está relacionado ao fato de que há menos assentos por m2 nessas classes e sua taxa de ocupação também é menor. Os passageiros também têm mais bagagem.

Outros impactos do setor aéreo
Uma pegada de carbono abrangente do transporte aéreo também deve incluir atividades relacionadas, como produção, manutenção e descarte de aeronaves e aeroportos. O Grupo ADP alcança um relatório anual desde 2011 com emissões de gases de efeito estufa nos aeroportos que administra em Paris. Eles foram avaliados em 82 Mt CO2eq em 2015.

Evolução e Perspectivas

Crescimento do tráfego aéreo e sua contribuição para o aquecimento global
O volume do tráfego aéreo global dobrou a cada 15 anos desde meados dos anos 1970, 28 o que equivale a uma taxa de crescimento de 5% ao ano, bem acima do PIB mundial.

O crescimento do tráfego aéreo é favorecido pelo desenvolvimento de companhias aéreas de baixo custo e pela ausência de tributação do querosene para voos internacionais 29 e nacionais em muitos países, incluindo a França.

Transporte de passageiros
Em 2016, os vôos programados transportaram 3,7 bilhões de passageiros (ou 10 milhões de passageiros por dia), com uma média de 1.896 quilômetros. O número de passageiros-quilômetro transportados (PKP) chegou a 7015 bilhões, um aumento de 6,3% em relação a 2015. O crescimento foi um pouco menor que o de 7,1% registrado no ano anterior.

Para o período 2017-2036, os fabricantes de aeronaves esperam que o crescimento no tráfego de passageiros continue em ritmo acelerado, 4,4% ao ano para a Airbus e 4,7% para a Boeing, ligeiramente abaixo do forte crescimento em 2015 e 2016.

Frete
O frete é uma parte importante do transporte aéreo (aplicando o princípio de “um passageiro + bagagem = 100 kg”, podemos estimar sua participação de 22% do transporte aéreo em 2015), mas seu crescimento é menor do que o do tráfego de passageiros. Em 2015, foram transportados 51 Mt, cobrindo uma média de 3.678 km, ou um volume transportado de 187,6 bilhões de toneladas-km, um aumento de 1,7% em relação ao ano anterior. Em 2016, o crescimento foi de 2,6%.

Impacto climático em ascensão
As emissões de CO2 e os outros factores que contribuem para o efeito de estufa continuaram a aumentar e continuam a aumentar, uma vez que as melhorias tecnológicas nas aeronaves e a optimização dos procedimentos operacionais estão longe de ser suficientes para compensar o forte crescimento do tráfego. Enquanto a Organização Internacional da Aviação Civil (ICAO, uma agência da ONU) visa uma melhoria anual de 2% na eficiência energética da frota aérea, a indústria da aviação se comprometeu a uma melhoria de 1,5% ao ano entre 2009 e 2020.

O Relatório Especial do IPCC publicado em 1999 mostra que a contribuição da aviação para o efeito estufa aumentaria em todos os cenários estudados, enquanto outras indústrias deveriam ser capazes de reduzir sua participação de forma significativa.

Acordos internacionais
A Convenção de Chicago de 1944, que estabeleceu a Organização Internacional de Aviação Civil (ICAO), proibiu qualquer imposto sobre o querosene para voos internacionais.

Acordo de 2016 sob a égide da ICAO
Após mais de 15 anos de negociações, o primeiro acordo global para reduzir o impacto climático do transporte aéreo foi concluído em 6 de outubro de 2016, dentro da OACI. O objectivo é atingir os objectivos fixados para a organização em 2010: melhorar a eficiência energética em 2% por ano e estabilizar as emissões de CO2 ao nível que atingirão em 2020. Também visa colmatar a lacuna nas medidas de transporte aéreo no Acordo de Paris 38 . Estabelece um sistema de compensação das emissões de CO2 para a fração de emissões que excederia o nível alcançado em 2020, apesar do “cabaz de medidas” adotado ao mesmo tempo:

Modernização da gestão do tráfego aéreo
acelerando a introdução de novas tecnologias para reduzir o consumo de aeronaves
desenvolvimento e implementação de combustíveis alternativos sustentáveis
O sistema endossado pela Resolução A39-3 é conhecido como CORSIA (Esquema de Compensação e Redução de Carbono para a Aviação Internacional, um programa (ou regime) de compensação e redução para a aviação internacional) 39. Isso resultará na compra de créditos de carbono por companhias aéreas de outros setores através de uma bolsa de valores a partir de 2021, primeiro voluntária e depois obrigatória depois de 2026. 23 de agosto de 201772 estados representando 88% da atividade aérea internacional se voluntariaram. Apenas voos internacionais entre países não isentos estão em causa. Os vôos domésticos não são afetados, mas as ações podem ser incluídas nos planos de ação apresentados pelos Estados no contexto do acordo de Paris. Leva em conta apenas as emissões de CO2 cuja participação nas emissões globais é estimada em menos de 2%.

Acordos internacionais sobre a redução das emissões de GEE do transporte aéreo

O acordo não deve custar mais de 1,8% das vendas às companhias aéreas até 2035.

Rever
Vários países, incluindo a Rússia e a Índia, criticaram o acordo e não são levados a candidatos para as fases de implementação voluntária, porque, segundo eles, ele carrega um fardo injusto para os países emergentes. Por outro lado, muitas vozes e, em particular, as da ENGO denunciaram a falta de ambição do acordo:

é insuficiente para atingir o objectivo do Acordo de Paris de limitar o aquecimento a 2 ° C ou mesmo a 1 ° C 38 e não exige que o sector da aviação avalie a sua quota para o conseguir. Permite crescimento praticamente ilimitado no setor de aviação;
ao estabelecer um mecanismo de compensação, coloca grande parte do esforço em outros setores da economia e envia a “mensagem irresponsável de que o transporte aéreo chegará a zero emissões”;
não pesará o suficiente nos preços dos ingressos. Segundo a ONG Transport et Environnement, “pouco mais que o preço de um café”;
Cobrirá apenas 25% das emissões: diz respeito apenas a voos internacionais e prevê muitas isenções. Por outro lado, não afeta as emissões abaixo do nível alcançado em 2020;
não entrará em vigor até 2021 e será voluntária até 2027;
não inclui requisitos sobre a qualidade das compensações. Por outro lado, os créditos de carbono ligados às florestas serão difíceis de usar e, de qualquer forma, insuficientes;
a troca de créditos de carbono foi escolhida porque não é muito transparente e barata. Teria sido preferível introduzir um imposto sobre o carbono, mais claro e mais fácil de implementar ou aderir a um sistema de troca de cotas para aderir ao sistema europeu.

Regulamentos europeus
Na Europa, o sistema comunitário de trocas de licenças de emissão (EU ETS) aplica-se desde 2012 às emissões de CO2 da aviação civil nos termos da Diretiva 2008/101 / CE de 19 de novembro de 2008. No entanto, confrontado com o desafio de vinte e seis estados fora a União Européia, a Comissão Européia propôs em novembro de 2012 a aplicação do regime aos vôos de e para o Espaço Econômico Europeu (EEA) até que uma solução global seja encontrada sob a égide da ICAO. No entanto, a directiva continuou a aplicar-se a todos os voos dentro e entre os 31 países europeus que aplicam o regime EU ETS.