A repülés környezeti hatása számokban
Globálisan 2020-ban a légi közlekedés volt felelős a kibocsátások 2,5%-áért, ami aránytalanul nagy résznek tűnhet azzal összevetve, hogy körülbelül az emberek 80%-a egyáltalán nem repül. Ez azonban a kereslet növekedésével és a technológia jobb hozzáférhetőségével várhatóan még tovább fog növekedni a jövőben.
A repülőgépek energiahatékonysága a technológiai fejlődések és a kihasználtság növekedése miatt 1990 és 2019 között utaskilométerenként 2,9 MJ-ról 1,3 MJ-ra csökkent. A légi közlekedésből származó kibocsátások azonban szinte ugyanebben az időszakban megkétszereződtek, így 2018-ban elérték az 1,04 trillió tonnát. A légi közlekedés várható megduplázódása miatt 2050-re elengedhetelen, hogy csökkentsük a kibocsátásait.
Forrás: The World Economic Forum
A légi közlekedés dekarbonizációjához nagymértékben hozzájárulhat a fenntartható repülési üzemanyagokra (SAF) való átállás. Ezek lehetnek szintetikus és bioüzemanyagok is, amiknek köszönhetően az üvegházhatású gázok kibocsátásának csökkentése mellett a légszennyező anyagok, mint a kén és a szilárd részecske sűrűség csökkentése is elérhető. Világszinten azonban ezek csak a felhasznált repülőüzemanyagok 0,1%-át tették ki a 2022-es évben és azóta is alacsony részben van csak jelen.
Az SAF technológián túl a dekarbonizációban olyan technológiák is meghatározó szerepet játszhatnak mint az akkumulátoros és hidrogén hajtású gépek.
A bioenergia, a hidrogén és a hidrogénalapú üzemanyagok felhasználása a 2022-es adatok alapján világszinten még az 1%-ot sem éri el. A 2030-ig elérendő célként felállított 13%-os szint eléréséhez évente meg kellene duplázódnia ennek az aránynak.
Forrás: Systems Change Lab
A légi forgalommal kapcsolatos kibocsátásokat taglalva azt is fontos megemlíteni, hogy az Európai Közlekedési és Környezetvédelmi Szövetség 2021-es jelentése szerint a magánrepülőgépek utasonként 5-14-es szorzóval szennyezőbbek, mint a kereskedelmi járatok.
A személyszállítás és a légi szállítmányozás iránt is folyamatosan növekszik a kereslet; 2019-ben 8597 milliárd utaskilométer és 220 496 millió tonna/kilométer mennyiségű transzport zajlott légiközlekedéssel. A covid idején érzékelt visszaesés után újra növekvő tendencián van.
EU-s szabályozás
A repüléssel kapcsolatos EU-s szabályozás a RefuelEU Aviation néven emlegetett kezdeményezésben ölt testet. A rendelet a fenntartható üzemanyagok használatának növelését tűzte ki célul. Olyan előírást tartalmaz például, hogy az uniós repülőterekről induló légitársaságok ügyeljenek arra, hogy csupán az adott repüléshez szükséges mennyiségnek megfelelő üzemanyagot tankoljanak a gépbe, hogy elkerüljék a többletsúlyból eredő kibocsátást. A túltankolás helyett többlet üzemanyag szállítását javasolja a szabályozás.
A jogi környezet kialakítása mellett az Európai Unió a gyakorlatban is figyelemre méltó küzdelmet folytat a kibocsátás csökkentése érdekében. 2013-2020 során az EU kibocsátáskereskedelmi rendszere (ETS) hatására a légi közlekedés nettó CO2-kibocsátása más ágazatok kibocsátás-csökkentésének finanszírozása révén 159 millió tonnával csökkent. Ez nagyjából Hollandia 2018. évi kibocsátásának feleltethető meg.
Egy fontos kérdés azonban a légiközlekedéssel kapcsolatban, hogy a vele járó környezetszennyezés kinek a felelőssége. Az országok kibocsátásainak mérésekor a hazai repülést veszik csak figyelembe. A nemzetközi járatok kibocsátásának felvállalása viszont vitatott téma, a célországé a felelősség vagy a kiinduló országé? Illetve az úticélhoz való eljutás átszállásokkal is járhat, ebben az esetben még komplikáltabb a helyzet. A nemzetközi járatok üzemenyagát úgynevezett “bunker fuel” néven könyvelik el a nemzetközi adatbázisok, így ezek nem számítanak bele egyetlen ország kibocsátásaiba sem és nem veszik figyelembe az országok által kötött olyan nemzetközi szerződésekben meghatározott céloknál, mint a Kiotói Jegyzőkönyv vagy a Párizsi Megállapodás.
Innovációk
Fenntartható repülőgép-üzemanyag (SAF)
A hagyományos tüzelőanyagokhoz képest akár 80%-kal is csökkentheti az üvegházhatású gázok kibocsátását az életciklusuk során. Fenntartható alapanyagokból készül, és kémiájában nagyon hasonlít a hagyományos fosszilis sugárhajtómű-üzemanyaghoz, ezért technológiaváltásra sincs szükség, sőt 50%-ig lehet keverni a tradicionális repülőgépüzemanyaggal is. Jelenlegi szabályok szerint azonban 100%-ban SAF üzemeltetésű járat még nem lehetséges, 2030-ra prognosztizálják az első ilyen járatot.
Néhány jellemző alapanyag a használt étolaj és más, állati vagy növényi eredetű nem-pálma hulladékolaj, otthoni és ipari származású szilárd hulladékok, mint például a csomagolás, a papír, a textíliák és az élelmiszer maradékok, amelyek egyébként hulladéklerakókba vagy elégetésre kerülnének. Ezen kívül lehetséges alapanyagai közé tartoznak az erdészeti hulladékok mint a hulladék és az energianövények, beleértve a gyorsan növekvő növényeket és algákat is.
Hidrogén, mint repülő üzemanyag
A hidrogén repülő-üzemanyagként történő felhasználásának a lehetőségét már az Airbus repülőgépgyártó vállalat és egy fenntartható repülésről készített jelentés is felvetette, valamint el is készítette. Ha a hidrogént megújuló energiával állítják elő, akkor az egy kibocsátásoktól mentes üzemanyagot eredményez. Azonban a többi fenntartható üzemanyagtól eltérően a hidrogén felhasználása egyrészt a repülőgépek tervezésének újragondolását igényelné, például módosított gázturbinás hajtóművek formájában. Másrészt szükség lenne a termelés, tárolás, elosztás és ellátás infrastruktúrájának kiépítésére is.
Airbus A380
2022 márciusában az Airbus A380 egy különleges tesztrepülést hajtott végre, ahol a hajtóművet fenntartható repülési üzemanyaggal működtették, amely többek között sütéshez használt olajat tartalmazott. Ez a teszt fontos lépés volt a légiközlekedés kibocsátásainak csökkentése felé, mivel a SAF akár 80%-kal is csökkentheti a szén-dioxid-kibocsátást a hagyományos kerozinhoz képest. A tesztrepülőgép egy háromórás tesztrepülést hajtott végre a toulouse-i Blagnac repülőtérről – az Airbus francia központjából. Az Airbus azt tervezi, hogy 2035-re piacra dobja az első zéró kibocsátású repülőgépét.
ZEROe Airbus
Az Airbus ZEROe projektje a világ első hidrogén hajtású, zéró kibocsátású repülőgépének koncepcióját mutatja be. Ez a merész elképzelés a hidrogén, mint tiszta energiaforrás alkalmazásával kívánja forradalmasítani a légiközlekedést. A ZEROe célja, hogy 2035-re kereskedelmi forgalomba álljon, és jelentősen csökkentse a repülés környezeti lábnyomát.
Forrás: CNN
Alice, az első tisztán elektromos meghajtású utasszállító repülőgép
Alice, az Eviation által fejlesztett teljesen elektromos meghajtású utasszállító repülőgép, 2022 szeptemberében hajtotta végre első sikeres repülését. Ez a repülőgép a légiközlekedés fenntarthatóságának úttörője, mivel zéró kibocsátással képes utasokat szállítani. Az Eviation célja, hogy az Alice-t 2027-re kereskedelmi forgalomba állítsa, és már most is jelentős érdeklődés mutatkozik a repülőgép iránt. A DHL Express például megrendelést adott le a teherszállító változatra.
Az Alice-t rövid távú repülésekre tervezték, körülbelül 250 tengeri mérföldes (450-500 km) hatótávolsággal, plusz további 30 perc tartalék energiával. A repülőgép támogatja a 800V-os töltést, ami viszonylag gyors újratöltési időket tesz lehetővé; egy 30 perces töltés körülbelül egy óra repülési időt biztosít. Az akkumulátorrendszer körülbelül 3000 repülési órára van tervezve, amely után általában cserére kerül sor a szokásos karbantartás során.
Napelemes repülőgépek
Az egyik legismertebb napelemes repülőgép projekt a Solar Impulse, amelynek célja volt a Föld körberepülése kizárólag napenergiával. A projekt két repülőgépet épített, a Solar Impulse 1 és 2-t, amelyek közül a Solar Impulse 2 teljesítette is a világ körüli utat 2015-2016 között.
A Solar Impulse 2 képes volt hosszú ideig egyhuzamban repülni. Az egyik leghosszabb repülése során Japánból Hawaiira repült, amely 7212 kilométert tett ki, és ez alatt az idő alatt folyamatosan a levegőben maradt. Az Atlanti-óceán átrepülése során 71 órán és 8 percen keresztül volt a levegőben, kizárólag napenergiát használva.
Forrás: solar-flight
Repülőgépek újrahasznosítása és újrafelhasználása
Az üzemen kívül helyezést követően a légi járműveket szétszerelik, majd azok az úgynevezett hulladékkezelési üzletágba (waste business) kerülnek, ahol az anyagokat újrafeldolgozásra, értéknövelő újrahasznosításra, energetikai hasznosításra vagy hulladéklerakóban történő elhelyezésre készítik elő.
Az újrafelhasználás eredményeként a még üzemképes repülőgép-alkatrészek további légi járművek pótalkatrészeiként szolgálhatnak. Beszélhetünk továbbá alternatív felhasználásról is, amikor az eredetitől eltérő szerep jut az alkatrészeknek, például kiállításokon, filmekben vagy televíziós produkciókban jelennek meg, sőt akár irodának is átalakíthatók.
A képen egy repülőgépkabin része látható, amelyből irodát terveznek kialakítani.
Forrás: European Union Aviation Safety Agency
Alacsony kibocsátású repülőgép
Az alabamai SE Aeronautics új hatékonyabb utasszállító repülőgépet fejleszt, amely egy háromszárnyú repülőgép és állításuk szerint 70%-kal alacsonyabb üzemanyag-felhasználással és 80%-kal alacsonyabb szén-dioxid-kibocsátással rendelkezik majd. A fejlesztés alatt álló gép egyetlen biztonságosabb, kemény kompozitból van tervezve, szuper vékony, hosszú szárnyakkal és teljesen áramvonalasított testtel. Az üzemanyagot pedig nem a szárnyakban, hanem a géptörzs tetején tárolják, ami vizi kényszerleszállás esetén segíti a lebegést, ezzel is biztonságosabbá téve a gépet.
Forrás: Airdatanews (design tervezet)
Könnyű kompozit anyagok használata már eltejedtebb, de ezeket is érdemes megemlíteni, mert nagyban csökkenthetik a szükséges üzemanyag mennyiségét. A repülőgépek gyártásánál kompozit anyagokat széles körben használnak a gép könnyítésére többek között a törzsben, szárnyakban és farokrészekben. A könnyebb szerkezet javítja az üzemanyag-hatékonyságot és ezáltal a hatótávolságot is. Erre jó példa a Boeing 787 Dreamliner, ami nagy mennyiségű szénszál-erősítésű kompozit anyagot tartalmaz. A repülőgép-kompozitok terén a szénszál-erősítésű műanyag (CFRP, carbon fibre reinforced polymer), valamint a Kevlar (aromás poliamid) és műgyanta rétegzett kombinációi a legismertebbek.
Zajszennyezés csökkentése
A repülőgépek és repülőterek zajszennyezése igen jelentős. A fenntarthatósági innovációk a zajcsökkentést is górcső alá vették.
Zajcsökkentő futópálya felületek
A repülőtereken alkalmazott zajcsökkentő futópálya felületek célja, hogy minimalizálják a repülőgépek által keltett zajt és vibrációt. Ezek a speciális felületek képesek elnyelni a zajt, ami különösen fontos a felszállás és leszállás során, amikor a repülőgépek a legnagyobb zajt generálják. Az ilyen felületek anyaga és szerkezete úgy van kialakítva, hogy csökkentse a futóművek és a futópálya közötti érintkezésből származó zajt. A felületek textúrája és anyaga segít elnyelni a hanghullámokat, így csökkentve a környezeti zajterhelést.
Aktív zajcsökkentési technológiák
Az aktív zajcsökkentési (ANC) technológiákat alapvetően fejlhallgatókon, és más hangtechnikai eszközökön alkalmazzák, de a repülőtereken is alkalmazhatók, hogy csökkentsék a környezeti zajszennyezést. Ezek a rendszerek mikrofonokat és hangszórókat használnak, hogy észleljék a zajt és ellentétes fázisú hanghullámokat generáljanak, amelyek kioltják a nem kívánt zajokat. Az ANC rendszerek különösen hatékonyak lehetnek a repülőtéri épületekben és a környező területeken, ahol a zajszint jelentős lehet. Az ilyen technológiák alkalmazása segíthet a repülőtér környezetében élők életminőségének javításában.
Zajvédelmi eljárások
A zajvédelmi eljárások, mint például a NADP1 (Noise Abatement Departure Procedure 1), a repülőgépek felszállási és leszállási profilját szabályozzák, hogy minimalizálják a zajt a közeli lakóövezetekben. Ezek az eljárások meghatározzák a repülőgépek emelkedési szögét és sebességét a felszállás után, hogy csökkentsék a zajterhelést a repülőtér környékén. A NADP1 például arra ösztönzi a repülőgépeket, hogy gyorsan emelkedjenek, majd egy bizonyos magasság elérése után csökkentsék a hajtómű teljesítményét, így csökkentve a zajt a földön.
Repülőterek részvétele a dekarbonizációban
A repterek környezetbarátabbá tétele is célja az üzemeltetőknek. Ezt sokféleképpen megtehetik, amire jó példa a Stockholm Arlanda Airport, amely 2009 az Airport Carbon Accreditation (ACA) keretrendszeren keresztül az első olyan reptér lett, ami karbonsemlegesen működött, és a reptér környezetvédelmi engedélye korlátozza a szén-dioxid-kibocsátást mind a légi és más a reptért összekötő szállításnál. Az elektromos energia megtakarítása érdekében Stockholm egyedülálló bioüzemanyag-rendszert alkalmaz termináljainak, hangárjainak és repülőtéri épületeinek fűtésére.
A Zürichi reptéren pedig a repülőgép-dokkok és parkolók tetejére fotovoltaikus rendszereket szereltek fel, míg termináljainak fűtésére és hűtésére geotermikus rendszert használnak.
A repülőtér vízfogyasztását is csökkentették azáltal, hogy az épületi szennyvizet egy külső tisztítótelepre vezették, az esővizet pedig a mosdók használatáre gyűjtik össze. A jégmentesítési műveletekből származó vizet is újrahasznosítják egy egyedülálló természetes folyamaton keresztül, amelynek során speciális mikroorganizmusokat vetnek be a folyadékban lévő szilárd maradványok lebontására.
Az Galápagos Ecological Airport az építkezése során használt fel újrahasznosított anyagokat, köztük az ecaudori Amazonas olajkitermelő mezőiről származó acélcsöveket. Az első zöld reptérnek számít, teljesen megújuló enrgiával működik, amit a körülötte lévő szél- és napenergia tesz lehetővé. A repülőtéren található egy sótalanító üzem is, amely felfogja és megtisztítja a tengervizet a terminálban való használatra.
Forrás: CNN
Következő cikkünkben a hajózással kapcsolatos innovációkat fogjuk bemutatni.
[A sorozat szerkesztői: Ali Amina, Nagy Noémi, Ónodi Vanda és Szomolányi Katalin]
