Słyszymy, że transport lotniczy szkodzi klimatowi, a każdy lot rejsowego samolotu pasażerskiego to ogromne ilości wyemitowanego dwutlenku węgla. Jak jest naprawdę? Jak całkowita emisja CO2 związana z lotem przekłada się na osobisty ślad węglowy pasażerów? O czym warto pamiętać, analizując dane związane ze śladem węglowym podróży lotniczych? I czy można jakoś zrekompensować lot na wakacje? Tłumaczymy na przykładach.
Więcej na temat mechanizmów, w jaki samoloty wpływają na klimat oraz globalnym znaczeniu lotnictwa przeczytasz w artykułach:
Wpływ lotnictwa na klimat – CO2 i inne substancje emitowane przez samoloty
Wpływ lotnictwa na klimat – smugi kondensacyjne i chmury
Jak dużym problemem dla klimatu jest lotnictwo? Zapytaliśmy eksperta
Wybieramy się na wakacje lub w podróż służbową. Oczywiście samolotem – w praktyce nie ma przecież innej możliwości dotarcia do większości miejsc na świecie. A przynajmniej wielu z nas tak się wydaje.
Standardowym podejściem przy określaniu wpływu usług czy produktów na klimat jest obliczenie ich śladu węglowego, czyli sumarycznych emisji CO2 związanych z ich wyprodukowaniem czy dostarczeniem. Taki ślad powinien, ściśle rzecz biorąc, obejmować zarówno emisje bezpośrednie (w przypadku lotu samolotem – związane ze spalaniem paliwa) jak i pośrednie (np. związane z wyprodukowaniem samolotu, dostarczeniem paliwa, prądu w terminalu lotniskowym itd.). Te drugie jednak są bardzo trudne do oszacowania i rzadko uwzględniane np. w dostępnych na stronach linii lotniczych kalkulatorach śladu węglowego pasażera. Dlatego w tym tekście skoncentrujemy się na emisjach bezpośrednich.
Ogromna większość używanych obecnie samolotów napędzana jest paliwami produkowanymi z ropy naftowej. Paliwem do silników odrzutowych i turbośmigłowych jest nafta lotnicza (kerozyna), zaś paliwem do silników tłokowych, stosowanych w części samolotów śmigłowych – benzyna lotnicza (ang. aviation gasoline, w skrócie avgas).
Spalanie takich paliw w silnikach samolotu wiąże się rzecz jasna z emisją dwutlenku węgla (CO2). Jakiego rzędu jest emisja CO2 przypadająca na jeden lot? I jak duży jest „ślad węglowy” naszej podróży, czyli emisja w przeliczeniu na jedną podróżującą osobę?
To oczywiście zależy od tego gdzie lecimy: im dalej, tym większe emisje. Nie jest to jednak aż tak prosta zależność, jakby się mogło wydawać. Emisje CO2 nie są dokładnie proporcjonalne do pokonanej przez samolot odległości, choć w pierwszym przybliżeniu można tak założyć. Na przykład, przy krótszych lotach proporcjonalnie większy udział w całkowitej emisji ma emisja przy starcie i wznoszeniu samolotu.
Nie bez znaczenia jest też to, jakie linie lotnicze wybierzemy.
Lot przez Atlantyk to kilkaset kilogramów CO2 na osobę
Powiedzmy, że korzystamy z usług naszego narodowego przewoźnika – Polskich Linii Lotniczych „LOT”, i że udajemy się do Lizbony. To jeden z dłuższych lotów, jaki możemy odbyć w Europie. Podróż w jedną stronę to 228 kg wyemitowanego CO2 na głowę; w obie strony zatem: 456 kg CO2.
A wyprawa samolotem na drugą stronę Atlantyku? Z londyńskiego Heathrow do nowojorskiego JFK: 460 kg, w obie strony 920 kg. Z Warszawy do Chicago: 624 kg CO2 w jedną stronę, w sumie 1248 kg, czyli 1,25 tony CO2.
Kalkulatory emisji lotniczych
Podane wyżej liczby pochodzą z kalkulatora emisji lotniczych. Tu akurat z tego, który znajdziemy na stronie PLL LOT. Oczywiście, nie tylko „LOT” ma takie kalkulatory, inne linie lotnicze również. Na przykład Scandinavian Airlines (SAS). Użyjmy ich kalkulatora by policzyć emisję CO2 zawiązane z podróżą na trasie Londyn (Heathrow) – Nowy Jork Newark (EWR, bo SAS najwyraźniej nie lata na lotnisko JFK). Dostaniemy 330 kg (w jedną stronę), a nie 460 kg jak w przypadku kalkulatora LOT .
Skąd ta różnica? Prawdopodobnie głównie stąd, że każdy przewoźnik ma inną flotę. A poszczególne modele samolotów różnią się przecież ilością paliwa zużywanego na kilometr lotu oraz liczbą miejsc siedzących.
Efektywność różnych linii lotniczych, mierzoną w „pasażero-kilometrach” przypadających na litr paliwa (pax-km/L) znajdziecie na przykład w raportach The International Council on Clean Transportation (ICCT). Z polskiej perspektywy szczególnie istotny jest przypadek lotów transatlantyckich. Z danych ICCT widać wyraźnie, że różnica między najmniej a najbardziej efektywnym przewoźnikiem jest tam całkiem spora – o czynnik 1,6 (dane za rok 2017).
Emisje CO2 warto policzyć samodzielnie
Czy możemy ufać kalkulatorom linii lotniczych? Cokolwiek na ten temat uważamy, warto spróbować oszacować ślad węglowy lotu na własną rękę – można się przy okazji sporo dowiedzieć. Nie chodzi o bardzo dokładne wartości, ale o rząd wielości. Zainteresowane osoby znajdą takie oszacowanie na końcu tekstu.
Dwutlenek węgla to nie wszystko
Wróćmy jeszcze na chwilę do dostępnych w sieci kalkulatorów emisji z samolotów. Ale nie do tych, których dostarczają nam linie lotnicze, a na przykład do tego który przygotował dla nas the Guardian.
Zapytajmy znów o ślad węglowy lotu z Londynu (Heathrow) do Nowego Jorku (JFK). Otrzymamy następujące informacje:
Lot z Londynu (Heathrow) do Nowego Jorku (John F. Kennedy) i z powrotem generuje ok. 986 kg CO2 . W 56 krajach świata statystyczna osoba wytwarza mniejszą ilość CO2 w ciągu całego roku.
Samoloty powodują także inne istotne efekty, wpływające na ocieplenie (Planety). Oszacowanie dla Twojego lotu wskazuje, że stanowią one równowartość dodatkowych 1877 kg CO2.
Widzimy że ilość wyemitowanego CO2 z grubsza zgadza się z wynikiem z kalkulatorów LOTu, a trochę gorzej z kalkulatorem SAS (zgadza się jeśli chodzi nam o rząd wielkości, a nie o dokładną wartość).
Dowiadujemy się też, w ilu krajach świata średni ślad węglowy jednej osoby – wszystkiego co robi w ciągu roku – jest mniejszy niż ślad węglowy naszego jednego lotu. Cóż, nie od dziś wiadomo, że latanie to jeden z najskuteczniejszych sposobów „nabicia” sobie wysokiej indywidualnej emisji. I w drugą stronę: że ograniczanie latania bardzo zmniejsza nasz ślad węglowy. Warto też pamiętać, że ogromna większość ludzkości nigdy nie leciała samolotem. O raz o tym, że za większość emisji z lotnictwa odpowiada mała część latających (czytaj także Jak dużym problemem dla klimatu jest lotnictwo? Zapytaliśmy eksperta).
Zanieczyszczenia i smugi kondensacyjne
Okazuje się wreszcie, że nasz lot ma znacznie większy wpływ na klimat niż by to wynikało z samej emisji CO2. Dlaczego? Czym są te „inne istotne efekty” powodowane przez samoloty, o których informuje nas kalkulator?
Poza dwutlenkiem węgla silniki samolotu emitują też wiele innych substancji, które mają pośredni lub bezpośredni wpływ na klimat: sadzę, tlenki azotu, dwutlenek siarki, węglowodory i wodę (Lee i in., 2021). Część z nich odpowiada za tworzenie smug kondensacyjnych (to te białe ślady, widoczne często za samolotem), a szerzej – wpływa na powstawanie i właściwości chmur. Smugi kondensacyjne (ang. contrails, skrót od „condensation trails”) ogrzewają naszą planetę jeszcze silniej (mają większe wymuszenie radiacyjne) niż emitowany przez samoloty dwutlenek węgla (Kärcher 2018).
Po uwzględnieniu smug kondensacyjnych i emisji innych niż dwutlenek węgla substancji okazuje się, że wpływ lotnictwa pasażerskiego na klimat może być nawet dwa do trzech razy większy niż wynikałoby tylko z emisji CO2. Ślad węglowy, liczony w kilogramach czy tonach CO2 należy więc jeszcze przemnożyć przez korygujący współczynnik z przedziału między 2 a 3. Przykładowo, w pracy (Klöwer i in., 2021) znajdziemy dla tego współczynnika wartość równą 2,6.
Nie tylko omawiany tu kalkulator the Guardian uwzględnia wpływ czynników innych niż emisja CO2. W sieci znajdziemy też wiele innych takich kalkulatorów. Proszę zwrócić uwagę, że kalkulator SAS, z którego wyżej korzystaliśmy, podaje co prawda wartości emisji substancji innych niż CO2, ale nic nie mówi o ich wpływie na klimat (żeby zobaczyć te wyniki, trzeba kliknąć w Detailed results) Z kolei kalkulator LOT o innych niż CO2 zanieczyszczeniach i ich wpływie na klimat nie podaje w ogóle żadnych informacji.
O tym, jaki wpływ na ocieplenie klimatu mają inne niż CO2 substancje emitowane przez lotnictwo i jak się ten dodatkowy wpływ oblicza napisaliśmy w tekstach Wpływ lotnictwa na klimat – CO2 i inne substancje emitowane przez samoloty oraz Wpływ lotnictwa na klimat – smugi kondensacyjne i chmury. Warto jednak podkreślić, że obliczenia takie są obarczone niepewnością znacznie większą niż w przypadku wpływu emisji CO2.
Im wygodniej, tym większy ślad węglowy
Wróćmy do emisji dwutlenku węgla. Emisja „na głowę” zależy tu oczywiście także od wypełnienia samolotu pasażerami. Całkowita emisja CO2 związana z przelotem konkretnego typu samolotu na określonej trasie (a więc i jego wpływ na klimat) jest mniej więcej stała, niezależnie od liczby pasażerów. Jeśli jednak zajętych jest 100% miejsc, to emisja CO2 przypadająca na jednego pasażera jest około dwukrotnie mniejsza niż wtedy gdy samolot leci w połowie pusty (czyli kiedy współczynnik wypełnienia jest równy 50%).
Jednak pierwszy przypadek jest, rzecz jasna korzystniejszy o tyle, że przy tej samej emisji CO2 przewieziemy dwukrotnie więcej osób. W tym sensie, ścisk i tłok w samolocie, którego jako pasażerowie mamy prawo nie lubić (a który lubią przewoźnicy, bo oznacza dla nich większy zysk) jest znacznie lepszy niż duża ilość pustych miejsc.
Z tego samego powodu emisja przypadająca na osobę zależy od tego, w jakiej latamy klasie. Im wygodniejsze warunki podróży, tym więcej miejsca w samolocie zajmujemy my i nasz bagaż. Wszystkie podane wyżej wartości śladu węglowego odnoszą się do klasy ekonomicznej. W przypadku klasy biznesowej trzeba je pomnożyć mniej więcej przez 3, w przypadku pierwszej klasy – nawet ok. 9 razy (dane z raportu Banku Światowego). Czyli znów – osoby latające wygodnie mają dużo wyższy ślad węglowy niż te, które podróżują stłoczone niczym sardynki w puszce.
Porównanie z typowym osobistym śladem węglowym
Podane wyżej liczby – ślady węglowe różnych przykładowych lotów – nie muszą nam wiele mówić. Warto je więc porównać z całkowitym rocznym śladem węglowym statystycznej osoby mieszkającej w Polsce: około 8-9 ton CO2 , albo statystycznego mieszkańca globu – ok. 4,5 tony. (Dokładna wartość obu tych liczb zależy od danego roku.)
Licząc średni ślad węglowy mieszkańców danego kraju czy całego świata bierzemy oczywiście pod uwagę emisje CO2 ze wszystkich źródeł – te związane z transportem, ogrzewaniem, produkcją energii elektrycznej, żywności itd. Podkreślmy też raz jeszcze: te 8-9 ton CO2 dla Polski to wartość średnia, a przecież ślad węglowy każdej i każdego z nas mocno zależy od naszego stylu życia.
W szczególności, jeśli dużo latamy, nasz ślad węglowy może być znacznie wyższy niż średnia.
Całkowita emisja dwutlenku węgla związana z lotem
A jeśli nie chodzi nam o ślad węglowy pasażera, tylko o całkowitą emisję CO2 związaną z danym lotem? Wróćmy do naszych przykładów.
Lot do Lizbony jest najprawdopodobniej realizowany przez modele samolotów zużywające ok. 3 kg paliwa na kilometr. Muszą one pokonać dystans 2750 km. Dostajemy więc w jedną stronę zużycie paliwa równe ok. 8,25 tony, a zatem emisję CO2 około 24,75 tony (dane i zgrubne obliczenia znajdziecie na końcu tekstu). Dla uproszczenia zakładam że lot jest bezpośredni, w rzeczywistości możemy mieć przesiadkę np. w Zurychu.
A całkowite zużycie paliwa i emisja na trasie Londyn – Nowy Jork (5540 km)? Jeśli polecimy nowoczesnym Boeingiem 787-9 Dreamliner, dla którego modelu zużycie paliwa mieści się w przedziale od 5,5 do 6 kg na km, dostaniemy emisję CO2 rzędu 90-100 ton. Jeśli zaś lecielibyśmy większym Boeingiem 747-8 (te samoloty ma w swojej flocie na przykład Lufthansa), całkowita ilość CO2 wyemitowana przez silniki samolotu byłaby prawie dwa razy większa.
O tym, jak lotnictwo wpływa na ziemski klimat, ale już z perspektywy globalnej, a nie przez pryzmat indywidualnego śladu węglowego piszemy więcej w artykułach Wpływ lotnictwa na klimat – CO2 i inne substancje emitowane przez samoloty oraz Wpływ lotnictwa na klimat – smugi kondensacyjne i chmury.
Czy można zrekompensować swoje emisje związane z lataniem?
A inaczej, „odkupić swoją ekologiczną winę” wiążącą się z podróżą samolotem? Czy programy „kompensacji emisji” naprawdę coś dają? Na przykład na stronach naszego narodowego przewoźnika możemy przeczytać m. in.
W ramach DestinationECO pasażerowie LOT-u będą mogli wesprzeć m. in. program Leśnych Gospodarstw Węglowych i tym samym częściowo zrównoważyć ślad węglowy swojego rejsu.
Program DestinationECO powstał w trosce o środowisko naturalne. Poprzez udział w dobrowolnym programie możesz skompensować emisję CO2 Twojego lotu, przekazując niewielką kwotę na zniwelowanie śladu węglowego danego rejsu.
Podobne usługi oferują także inne linie lotnicze – są zresztą one zasadniczym elementem ich planów redukcji emisji. Ponieważ dekarbonizacja samej branży lotniczej jest na razie bardzo trudna technicznie (o czym więcej za chwilę), płaci ona innym podmiotom za redukcję emisji. Lub, tak jak w przypadku PLL LOT – za działania zwiększające pochłanianie CO2 z atmosfery.
Jednak śledztwo, przeprowadzone wspólnie przez the Guardian oraz Greenpeace pokazało, że działania zmierzające „kompensacja emisji” przez linie lotnicze bywają bardzo mało wiarygodne. I – co pewnie nie będzie żadną niespodzianką – mogą nie dawać pożądanego rezultatu jeśli chodzi o redukcje emisji (dyplomatycznie rzecz ujmując). Wśród „prześwietlonych” firm mamy m. in British Airways i easyJet.
Czy lotnictwo może mniej szkodzić klimatowi?
To temat na osobny tekst, ale w największym skrócie – tak. Rozwiązania technologiczne w zasadzie mogłyby bardzo obniżyć „ślad węglowy” naszych podróży.
Pierwszym rozwiązaniem są samoloty napędzane silnikami na wodór lub silnikami elektrycznymi, które nie emitują dwutlenku węgla. Tyle że niestety na duże samoloty wodorowe, a tym bardziej elektryczne przyjdzie nam jeszcze długo poczekać (znana firma lotnicza Airbus zapowiedziała premierę 3 modeli samolotów napędzanych wodorem na rok 2035).
Istnieją również tak zwane „zrównoważone paliwa lotnicze” (ang. sustainable aviation fuel, SAF). Ich skład chemiczny jest podobny do paliw konwencjonalnych (mieszanina odpowiednich węglowodorów), ale są to produkowane z roślin biopaliwa. W przyszłości mogą to być też syntetyczne paliwa węglowodorowe, produkowane z pochłanianego z atmosfery dwutlenku węgla oraz z wodoru, wytwarzanego w procesie elektrolizy przy użyciu energii elektrycznej pochodzącej ze źródeł niskoemisyjnych (energetyka wiatrowa, wodna, słoneczna i jądrowa). Ślad węglowy takiego paliwa mógłby być bliski zeru. Na razie jednak globalny udział tych „zrównoważonych paliw” jest bardzo niewielki.
A jeśli chodzi o biopaliwa, to wcale nie muszą być one przyjazne dla klimatu – w zależności od tego, z czego i jak są wytwarzane, mogą mocno różnić się między sobą jeśli chodzi o redukcję emisji CO2 (w porównaniu do konwencjonalnego paliwa lotniczego).
Okazuje się też, że nawet przy użyciu już dziś dostępnych technologii można minimalizować powstawanie smug kondensacyjnych i ich wpływ na klimat. Na przykład odpowiednio dobierając trasę lotu. Pomóc może też zmniejszenie ilości emitowanej przez samoloty sadzy i związków siarki, co można osiągnąć zmieniając skład paliw i poprawiając warunki spalania w silnikach lotniczych (Kärcher 2018) (chodzi tu o silniki wykorzystujące paliwa węglowodorowe, nie zaś o alternatywne rodzaje napędu takie jak silniki wodorowe czy elektryczne).
Choć ważne i potrzebne, działania zmniejszające wymuszenie radiacyjne związane ze smugami kondensacyjnymi nie powinny być jednak traktowane jako alternatywa dla dekarbonizacji sektora lotniczego.
Jak oszacować samemu całkowitą emisję CO2 i ślad węglowy lotu?
Najczęściej używana nafta lotnicza (Jet A-1) jest mieszaniną węglowodorów zawierających od 8 do 16 atomów węgla na cząsteczkę.
Z dobrym przybliżeniem można uznać, że w takich cząsteczkach na każdy atom węgla przypadają dwa atomy wodoru, i wtedy w każdym gramie nafty mielibyśmy 6/7 ≈ 0,857 g węgla. Ale to założenie minimalnie zawyża emisje CO2 , a tego nie chcemy robić. Załóżmy więc maksymalnie ostrożnie (zaniżający przez to emisje CO2 ), że stosunek masy węgla do wodoru jest taki, jak w węglowodorze nasyconym o 8 atomach węgla: przyjmujemy, że w każdym gramie nafty mamy 48/57 ≈ 0,842 g węgla.
Każde spalone 12 gramów węgla (jeden mol) to 12+2×16 = 44 gramów dwutlenku węgla (bo masa mola atomowego tlenu to 16 gramów). Masa dwutlenku węgla powstającego ze spalenia grama węgla to (44/12) × 1g ≈ 3,67g. Zakładamy więc, że z kilograma spalonej nafty lotniczej powstaje 0,842 × 3,67 kg ≈ 3,1 kg CO2 .
Przyjęliśmy dla nafty ciut niżą niż rzeczywista zawartość pierwiastkowego węgla, ale też zakładamy całkowite spalanie – do wody i dwutlenku węgla. W praktyce jednak nafta nie spala się aż tak „czysto” – pozostaje odrobina niespalonych węglowodorów, powstaje także trochę sadzy. Efekt tych dwu założeń częściowo się znosi.
Możemy jeszcze bardziej ostrożnie założyć, że spalenie kilograma nafty lotniczej w silniku samolotu oznacza emisje 3 kg CO2 (a zwykle przyjmuje się 3,15 kg lub 3,16 kg.)
Ale to tylko bezpośrednie emisje związane ze spalaniem. Nie uwzględniliśmy emisji związanej z wydobyciem ropy oraz z produkcją i transportem nafty. Nie uwzględniamy też emisji związanych z działaniem infrastruktury lotnisk, ani tych wiążących się z produkcją samolotu.
Zakładamy jednak, że linia lotnicza nie korzysta ze „zrównoważonego paliwa lotniczego” (SAF), choćby jako domieszki do konwencjonalnego paliw. Wtedy – przynajmniej na papierze – emisje netto dla SAF byłby dużo niższe niż w przypadku nafty produkowanej z ropy naftowej.
Wróćmy do samego lotu. Ile kilogramów paliwa zużywa na przelecenie jednego kilometra samolot pasażerski? To oczywiście zależy od modelu samolotu, w tym rzecz jasna od jego wielkości. Zwykle jest to od kilku do kilkunastu kg.
Powiedzmy, że interesuje nas lot transatlantycki – z Londynu do Nowego Jorku (dystans 5,5 tys. km), i że lecimy nowoczesnym, „mało palącym” Boeingiem 787-9 Dreamliner, zabierającym na pokład ok. 300 osób. Korzystając z tabeli dotyczącej lotów długodystansowych, znajdziemy dla tego modelu zużycie paliwa w przedziale od 5,5 do 6 kg na km.
Zakładając, że wszystkie miejsca są zajęte, na pasażera przypada trochę ponad 100 kg zużytego paliwa czyli ponad 300 kg wyemitowanego CO2 w ciągu całego lotu. Jest to wartość praktycznie identyczna z tym, co policzył nam kalkulator linii SAS, i niższa niż wartość otrzymana z kalkulatora LOT.
Ale pamiętajmy, że wszystkie założenia, które tu zrobiliśmy: wypełnienie samolotu, (ang. load factor) równe 100%, nowoczesny samolot, przyjęcie emisji dwutlenku węgla z kg nafty na poziomie 3 kg CO2 bez uwzględnienia emisji przy produkcji paliwa itd.) obniżają końcowy wynik. Realnie emisje CO2 na głowę na tej konkretnej trasie mogą więc być sporo wyższe.
Pamiętajmy też o efektach związanych z emisjami substancji innych niż dwutlenek węgla. Powodują one, że realny wpływ lotu odrzutowego samolotu pasażerskiego na klimat jest zazwyczaj najprawdopodobniej od 2 do 3 razy większy, niż wynikałoby to tylko z uwzględnienia emisji CO2.
Jakub Jędrak, konsultacja merytoryczna: dr Michał Czepkiewicz
Artykuł jest zmodyfikowaną wersją tekstu, który ukazał się na portalu Smoglab.
Fajnie, że tu jesteś. Mamy nadzieję, że nasz artykuł pomógł Ci poszerzyć lub ugruntować wiedzę.
Nie wiem, czy wiesz, ale naukaoklimacie.pl to projekt non-profit. Tworzymy go my, czyli ludzie, którzy chcą dzielić się wiedzą i pomagać w zrozumieniu zmian klimatu. Taki projekt to dla nas duża radość i satysfakcja. Ale też regularne koszty. Jeśli chcesz pomóc w utrzymaniu i rozwoju strony, przekaż nam darowiznę w dowolnej wysokości