Podíl lodí a letadel na znečištění ovzduší

Emise skleníkových plynů z mezinárodní letecké a lodní dopravy za poslední tři desetiletí rapidně vzrostly. Letecká a lodní doprava tvoří každá sice zhruba 4 % celkových emisí skleníkových plynů v EU, představují ale nejrychleji rostoucí zdroje emisí, které přispívají ke změně klimatu.

Je tomu tak zejména v důsledku rekordního nárůstu objemu přepravy, který je způsoben jak rostoucím počtem cestujících tak rostoucím objemem mezinárodního obchodu. Obě odvětví jsou proto odnedávna zahrnuta do úsilí o snížení emisí skleníkových plynů.

Ve snaze snížit emise o 55 % do roku 2030 a dosáhnout čistých nulových emisí do roku 2050 Evropský parlament v současné době pracuje na návrzích, které mají pomoci redukovat emise z letadel a lodí. Do roku 2019 emise skleníkových plynů z mezinárodní letecké dopravy vzrostly o 146 % a u lodní dopravy o 34 % v porovnání s hodnotami z roku 1990. Jedná se o nejrychlejší růst v celém odvětví dopravy a je to zároveň jediné odvětví, v němž emise od roku 1990 rostou.

V roce 2020 emise z obou sektorů výrazně klesly kvůli omezením spojeným s pandemií koronaviru. Emise skleníkových plynů z letecké a lodní dopravy byly do značné míry způsobeny růstem objemu dopravy. Počet cestujících v letecké dopravě v EU od roku 1993 stabilně roste a objem mezinárodního námořního obchodu se v posledních třech desetiletích rovněž významně zvýšil.

Počet cestujících v letecké dopravě se v roce 2020 oproti roku 2019 snížil o 73,3 %, ale společně s tím, jak se ruší omezení proti koronaviru, se počet opětovně zvyšuje. Rostoucí obavy o životní prostředí by mohly přimět více lidí, aby věnovali pozornost své uhlíkové stopě a to i v dopravě. Podle průzkumu Eurobarometru o tom přemýšlí jen asi desetina Evropanů.

Čtěte také: Vývoj solární energie

Emise z lodní dopravy

Pokud přijde řeč na lodní emise, je třeba odlišit dvě hlavní skupiny zplodin, které lodě produkují: oxidy síry a pevné částice a skleníkové plyny. Emise oxidů síry a pevných částic jsou, oproti ostatním druhům dopravy, u lodí opravdu poměrně vysoké.

Je to zapříčiněno tím, že lodní dvoudobé přeplňované vznětové motory pracují na mazut, který je odpadním produktem po destilaci ropy, a na který lodě plují při většině svých cest kolem světa (na rozdíl od motorové nafty, na kterou lodě plují jen v určitých oblastech, a která pohání pomocné lodní motory). Mazut totiž obsahuje velký podíl síry a pevných částic, které se pak při spalování uvolňují do ovzduší.

Lehčí frakce, jako motorová nafta a benzín, tyto složky obsahují pouze v malých množstvích a to, co zbyde, je z velké části zachyceno katalyzátory a filtry pevných částic. Oxidy síry se podílí na vzniku kyselých dešťů, které pak devastují krajinu (našinci známý pohled na česká pohraniční pohoří) a pevné částice jsou často toxické a způsobují nám dobře známé smogové opary (ale i romantické večerní červánky - i ty jsou způsobeny vysokým podílem pevných částic v atmosféře).

Ano, oba tyto produkty spalování mazutu jsou velice nežádoucí a lodní doprava jich vypouštěla do ovzduší nezanedbatelné množství, což se projevilo zejména v člověkem méně dotčených oceánských oblastech a přístavních městech. Lodní doprava se celkově podílí na 5-10% světové produkce oxidů síry - je tedy co zlepšovat. Naštěstí na tom lodní průmysl už delší dobu intenzivně pracuje.

V jednom ze článků jsem se již věnoval snaze IMO a průmyslu snížit podíl lodní dopravy na emisích oxidů síry a dusíku zavedením nových nařízení o maximálním podílu síry v mazutu (snížení ze 3,5% na 0,5%), které vešly v platnost 1.1.2020 a jsou známy pod zkratkou IMO 2020. Dále byly už dříve vyhlášeny takzvané Emission Control Areas, kde je používání vysokosirnatých těžkých paliv zakázáno a v praxi to znamená přechod na spalování motorové nafty před vplutím do ECA.

Čtěte také: Doprava a znečištění ovzduší: Česká republika

Mezi tyto oblasti patří severní pobřeží Evropy, pobřežní vody USA a Kanady, Baltské moře a částečně přístavní vody zbytku Evropy a některých asijských států. Nově se budou tyto oblasti rozšiřovat - třeba kolem pobřeží Austrálie a některých částí Jižní Ameriky.

I po všech těchto snahách o snížení tohoto druhu emisí bude lodní doprava stále mít největší podíl na znečištění ovzduší ze všech srovnávaných druhů doprav. Těžká vysokosirnatá paliva jsou a budou stále ve výrobě a budou i nadále používána bez dostatečného filtrování v některých částech světa, zejména v pobřežní plavbě.

Nesmíme také zapomenout, že i když je podíl síry dle nařízení snížen, stále budou tato paliva při svém spalování oxidy síry produkovat. Průměrný rozdíl ceny nízkosirnatého mazutu a motorové nafty je momentálně zhruba 32$ za tunu paliva. Průměrná denní spotřeba handysize bulkeru je zhruba 21 tun paliva na den, u nových velkých kontejnerových lodí je to už 100 tun a u lodí staršího typu 150 a více tun.

Tyto průměrné spotřeby platí pro tzv. Slow steaming, kdy lodě plují pomaleji za nižších otáček, kdy jejich motory pracují nejefektivněji. U skleníkových plynů, tedy emisí, které nejvíc ovlivňují dnes tolik skloňovanou globální změnu klimatu, už to pro lodní dopravu v porovnání s ostatními typy dopravních prostředků vypadá příznivěji.

V dopravním sektoru jsou největšími producenty CO2 osobní automobily (zhruba 40%), následované nákladními automobily (kolem 30%). Letecká a lodní doprava produkuje lehce přes 10% a vlaky kolem 4%. Procentuální odhady se lehce liší zdroj od zdroje, nicméně jasně ukazují, jaký typ dopravy produkuje skleníkových plynů nejvíce. Lodní doprava je na tom v tomto případě lépe i ve srovnání s dopravou leteckou, protože ač mají emisní podíly téměř totožné, přepravený objem nákladu po moři je značně vyšší (63 milionů tun vs 10,7 miliard tun).

Čtěte také: Podíl obnovitelných zdrojů v ČR

I se snížením emisí skleníkových plynů má IMO velké plány. Nové, efektivnější typy motorů, využití zbytkového tepla na lodích, nové druhy paliv a slow steaming jsou příklady průběžných snah celého průmyslu o snížení škodlivých emisí.

Emise z letecké dopravy

Navzdory úspornějším a méně znečišťujícím dvouproudovým a turbovrtulovým motorům přispívá rychlý růst letecké dopravy v uplynulých letech k nárůstu celkového znečištění způsobeného letectvím. Je tomu tak i proto, že mezinárodní letecké emise unikaly mezinárodní regulaci až do konference Mezinárodní organizace pro civilní letectví v říjnu 2016, na níž se dohodl systém uhlíkové kompenzace CORSIA.

Stejně jako všechny lidské činnosti zahrnující spalování, většina forem letectví uvolňuje oxid uhličitý (CO2) a další skleníkové plyny do zemské atmosféry, což přispívá ke zrychlení globálního oteplování a (v případě CO2) k okyselení oceánů. Tyto obavy jsou zdůrazněny současným objemem komerčního letectví a mírou jeho růstu.

Emise CO2 z letadel za letu jsou nejvýznamnějším a nejlépe srozumitelnou částí celkového příspěvku letecké dopravy ke globálnímu oteplování. Úroveň a účinky emisí CO2 se v současnosti považují za stejné bez ohledu na nadmořskou výšku (tj. má stejné atmosférické účinky jako emise při zemi).

Ve vysokých výškách kolem tropopauzy, kde putují velká proudová letadla, jsou emise NOx zvláště účinné při vytváření ozónu (O3) v horní troposféře. Emise NOx ve vysoké nadmořské výšce (8-13 km) mají za následek vyšší koncentraci O3 než povrchové emise NOx, a ozón tam navíc působí větší skleníkový efekt.

Emise NOx také snižují okolní úroveň methanu, dalšího skleníkového plynu, což oteplování planety snižuje. Tím se ale nevyrovná oteplující účinek emisí NOx vinou tvorby O3. Aktuálně se soudí, že síra a emise vodních par z letadel mají ve stratosféře tendenci spotřebovat O3, částečně tak vyrovnávají nárůst O3 vlivem NOx.

Jedním z produktů spalování uhlovodíků s kyslíkem je vodní pára, skleníkový plyn. Vodní pára produkovaná leteckými motory ve vysokých nadmořských výškách za určitých atmosférických podmínek kondenzuje do kapiček a vytváří kondenzační stopy.

Existuje určitá vědecká nejistota ohledně příspěvku tvorby kondenzačních stop a vzniku cirrů ke globálnímu oteplování a snahy o odhad celkového příspěvku letectví ke změně klimatu proto často mají tendenci nezahrnovat jeho účinky na zvýšení množství a mohutnosti cirrovité oblačnosti.

Nejméně významné na základě hmotnosti je uvolňování sazí a síranových částic. Saze pohlcují všechno záření a mají oteplovací účinek; částice síranů odrážejí sluneční záření a mají malý chladicí účinek. Kromě toho mohou částice ovlivnit tvorbu a vlastnosti oblaků včetně kondenzačních stop a přirozeně se vyskytujících cirrů.

Z částeček emitovaných leteckými motory se za nejdůležitější pro tvorbu kondenzačních stop považují saze, protože jsou dostatečně velké, aby sloužily jako kondenzační jádra pro vodní páru. Emise letadel na osobokilometr se značně liší z důvodu různých faktorů, jako je velikost a typ letadla, nadmořská výška, podíl cestujících a nákladu při daném letu a také dle délky cesty a počtu mezipřistání na trase.

V Evropě byla průměrná spotřeba leteckého paliva na jednoho cestujícího v roce 2017 3,4 l/100 km, což je o 24 % méně než v roce 2005. Přitom provoz vzrostl o 60 % na 1 643 miliard osobokilometrů, takže emise CO2 vzrostly o 16 % na hodnotu 163 milionů tun.

Na jednoho cestujícího v typické ekonomické třídě zpátečního letu New York-Los Angeles například připadá asi 715 kg CO2. To lze ovšem přepočítat na ekvivalent 1917 kg CO2, když se vezme do úvahy výsledný radiační forcing ve vysokých výškách vč. Asi 60 procent emisí z letectví pochází z mezinárodních letů a tyto lety nejsou pokryty Kjótským protokolem a jeho cíli na snížení emisí.

Nověji však: "Agentura pro civilní letectví Organizace spojených národů ratifikovala ve čtvrtek [6. října 2016] dohodu o omezení emisí působících globální oteplování z mezinárodních letů, což je první pakt o změně klimatu, který stanoví celosvětové limity pro jediný průmysl. Dohoda, přijatá velkou většinou Mezinárodní organizací pro civilní letectví s 191 členskými státy na zasedání v Montrealu, stanoví emise leteckých společností v roce 2020 jako horní hranici toho, co si mohou dopravci dovolit.

V roce 2013 zveřejnila Světová banka studii o vlivu létání svých zaměstnanců v obchodní třídě nebo v první třídě na emise CO2 oproti tomu, kdyby cestovali v ekonomické třídě. Mezi faktory se počítalo, že v těchto prémiových třídách je méně sedadel, vztaženo na prostorovou kapacitu letounu; letadlo je tak méně využito, aniž by úměrně klesla jeho hmotnost za letu. Tato skutečnost nebyla zohledněna v předchozích standardních metodách "uhlíkového účtování".

Při pokusech o shromáždění a kvantifikaci celkových klimatických dopadů letadel na klimatickou změnu odhaduje Mezivládní panel pro změnu klimatu (IPCC), že celkový dopad letecké dopravy na klimatické změny je přibližně dvojnásobek až čtyřnásobek jeho přímých emisí CO2 (s výjimkou potenciálního dopadu na zesílení řasovité oblačnosti). Toto se vyjadřuje jako radiační forcing.

IPCC odhaduje, že letectví je odpovědné za přibližně 3,5 procent antropogenních klimatických změn; toto číslo zahrnuje jak účinek CO2, tak i účinek způsobený jinými emisemi. IPCC vytvořil scénáře odhadující, jaká by mohla být tato hodnota v roce 2050.

Zatímco novější modelová trysková letadla jsou podstatně palivově efektivnější (a proto produkují méně CO2) než první proudová letadla, nové modely letadel v roce 2000 byly sotva efektivnější na osobokilometr než nejmodernější letadla z konce padesátých let (např. Constellation L-1649-A a DC-7C).

Výrobci letadel usilují o snížení emisí CO2 i NOx u každé nové generace konstrukce letadel i motoru. Zatímco zavedení modernějších letadel představuje příležitost ke snižování emisí na jeden letoun kilometru cestujících, letadla jsou významnými investicemi, které trvají po mnoho desetiletí, a nahrazení mezinárodní flotily je proto dlouhodobým záležitostí, která značně zpozdí realizaci klimatických přínosů mnoho druhů vylepšení.

Výzkumné projekty, jako je program společnosti Boeing ecoDemonstrator, se snažily identifikovat způsoby, jak zlepšit efektivitu provozu komerčních letadel. Přidání elektrického pohonu k příďovému kolu letadla může zvýšit účinnost paliva při manipulaci na zemí.

Některé společnosti, jako je Airbus, zkoumají možnost začlenění systému elektromagnetického leteckého katapultu na přistávacích a vzletových dráhách letišť. Přidání tohoto systému by civilním letadlům umožnilo spotřebovat mnohem méně pohonných hmot (při vzletu je spotřeba paliva ve srovnání s plachtěním při přepočtu na kilometr mnohem vyšší).

Další možnosti plynou z optimalizace časových rozvrhů leteckých linek, traťových sítí a letových kmitočtů pro zvýšení zatížení (minimalizace počtu prázdných prázdných sedadel) spolu s optimalizací vzdušného prostoru. Dalším možným snížením dopadů na změnu klimatu je omezení letů ve vysokých výškách. To by vedlo k výraznému snížení kondenzačních stop ve vysokých výškách pro marginální kompromis zvýšeného letového času a odhadovaného zvýšení emisí CO2 o 4 %.

Někteří vědci a společnosti jako GE Aviation a Virgin Fuels zkoumají technologie biopaliv pro použití v proudových letadlech. Kromě toho se také provádí pokusy, které kombinují běžné ropné palivo s biopalivem. Například jako součást takového testu letecká společnost Virgin Atlantic přeletěla 24.

V prosinci roku 2008 letoun společnosti Air New Zealand dokončil první zkušební let komerčního letectví na světě, který částečně využívá palivo založené na dávivci. V lednu 2009 společnost Continental Airlines použila udržitelné biopalivo, aby poprvé v Severní Americe uvedla do provozu komerční letadlo.

Od června 2011 revidované mezinárodní normy týkající se leteckých pohonných hmot oficiálně umožňují komerčním leteckým společnostem míchat konvenční proudové palivo s až 50 % biopaliva. V prosinci roku 2011 FAA oznámila, že oceňuje 7 miliony amerických dolarů osm společností, které podpoří vývoj komerčních leteckých biopaliv se zvláštním zaměřením na palivo ATJ (alkohol na let).

Zkapalněný zemní plyn je dalším palivem, které se používá v některých letadlech. Ve Velké Británii doprava, včetně letectví, jako stále rostoucí zdroj emisí, tvoří 4 %, dle očekávání až do roku 2050; a poptávka cestujících se možná bude muset snížit.

Emise z dopravy v České republice

Všechny hodnoty v grafu jsou antropogenní emise skleníkových plynů CO2, N2O, CH4, HFC, PFC, SF6, NF3 vyjádřené jako CO2eq. Jednotka CO2 ekvivalent zohledňuje dlouhodobý efekt skleníkových plynů v atmosféře a převádí je na množství CO2, které by mělo stejný efekt. Roční objem emisí České republiky je 103,53 mil. tun CO2eq (údaj z roku 2023).

Doprava: 20,94 mil. tun CO2 (20,2 % celkových emisí, 1,93 t CO2eq na obyvatele ročně). Osobní automobilová doprava ročně vyprodukuje 11,40 mil. tun CO2 (11,0 %), zatímco nákladní a autobusová doprava je zodpovědná za 8,07 mil. tun CO2 (7,8 %).

Neelektrifikovaná vlaková doprava ročně způsobí emise 0,22 mil. tun CO2eq (0,2 %), v grafu je započtena v rámci ostatní dopravy. Emise z letecké dopravy jsou 1,06 mil. tun tun CO2 (1,0 %, 97,9 kg na obyvatele ročně) a odpovídají emisím vyprodukovaným lety z letišť v ČR.

Snížit emise z dopravy je možné přechodem na alternativní druhy pohonu (např. na elektřinu, biometan nebo CNG), zvýšením podílu hromadné dopravy a snížením počtu vozidel na silnicích.

Emisní intenzita různých druhů dopravy

Jak ukazuje graf výše, různé druhy osobní dopravy přispívají k celkovým emisím skleníkových plynů v různé míře. Nejvíce emisí (téměř 85 %) produkují automobily a letadla, přestože zajišťují pouze 72 % celkového přepravního výkonu - auta s 52 % výkonu mají 64% podíl na emisích, letadla s 20 % výkonu se na emisích podílejí z 24 %.

Poměr mezi množstvím emisí a přepravním výkonem se nazývá emisní intenzita. V osobní dopravě se emisní intenzita počítá v emisích na osobokilometr (oskm). Znalost emisní intenzity umožňuje srovnat různé druhy dopravy a jejich vliv na životní prostředí. Kromě emisní intenzity hraje u emisí z osobní dopravy významnou roli i vzdálenost, na kterou se cestující dopravují.

Vliv vzdálenosti na volbu dopravního prostředku

Na kratší trasy do vzdálenosti 500 kilometrů, jako je například cesta z Prahy do Brna, volí lidé nejčastěji osobní auto nebo vlak. Na středně dlouhých trasách mezi 500 a 3 000 kilometry (např. cesta z Prahy do Bruselu) převažuje využití automobilů.

Emise z osobní dopravy na velké vzdálenosti je možné snížit například změnou některých cestovních zvyklostí, jako je výměna delších cest za kratší (třeba prostřednictvím podpory místní turistiky), ne vždy je také cestování nutné (některé služební cesty může nahradit videokonference).

Regionální a městská doprava

Převaha osobních automobilů v regionální osobní dopravě je do značné míry způsobena jejich pohodlností a flexibilitou, což je obzvláště důležité v oblastech, kde je hromadná doprava omezená nebo neexistuje. Tento trend byl v minulosti ještě zesilován územním plánováním, které v řadě případů upřednostňovalo silniční sítě před infrastrukturou veřejné dopravy, takže používání automobilů není v mnoha případech pouze osobní preferencí, ale leckdy i nutností.

Protože v následujících dekádách bude pravděpodobně dál přibývat lidí žijících ve městech, poptávka po dopravě v regionech bude zřejmě časem opadat (v Evropě se očekává pokles až o 22 %), a i nadále se zde tedy bude hodně jezdit auty.

Změna vzorců chování a snižování emisí

V osobní dopravě v Evropě i v Česku dnes lidé spoléhají především na auta. To je také důvod, proč emise skleníkových plynů z osobní dopravy každoročně rostou - nová auta jsou sice efektivnější a produkují méně CO2 na kilometr, zároveň ale aut stále přibývá a míra jejich využití stoupá.

tags: #podíl #lodí #a #letadel #na #znečištění

Oblíbené příspěvky:

• Model Navrátil
• Proč mizí velké cruisery?
• Životní prostředí a lodní doprava
• Rozšíření draceny
• Aukuba japonská venku