Los aviones de pasajeros a reacción se han vuelto un 70% más eficientes en el consumo de combustible entre 1967 y 2007, y las emisiones de CO2 por tonelada -kilómetro de pasajeros (RTK) en 2018 fueron el 47% de las de 1990. En 2018, las emisiones de CO2 promediaron 88 gramos de CO2 por pasajero de pasajeros por kilómetro. Si bien la industria de la aviación es más eficiente en el consumo de combustible , las emisiones generales han aumentado a medida que ha aumentado el volumen de viajes aéreos . Para 2020, las emisiones de la aviación fueron un 70% más altas que en 2005 y podrían crecer un 300% para 2050. [4]
Las emisiones de CO2 son la contribución más importante y mejor comprendida al cambio climático. [7] Los efectos de las emisiones de CO2 son similares independientemente de la altitud. Los vehículos terrestres de los aeropuertos , los que utilizan los pasajeros y el personal para acceder a los aeropuertos, las emisiones generadas por la construcción de aeropuertos y la fabricación de aeronaves también contribuyen a las emisiones de gases de efecto invernadero de la industria de la aviación. [8]
En la tropopausa, las emisiones de NO incógnitafavorecer el ozono ( O 3) formación en la troposfera superior . A altitudes de 8 a 13 km (26.000 a 43.000 pies), NO incógnitaLas emisiones dan lugar a mayores concentraciones de O 3que la superficie NO incógnitaemisiones y éstas a su vez tienen un mayor efecto sobre el calentamiento global. El efecto del O 3Las concentraciones superficiales son regionales y locales, pero se mezclan bien a nivel global en los niveles troposféricos medios y superiores. [9] NO incógnitaLas emisiones también reducen los niveles ambientales de metano , otro gas de efecto invernadero, lo que produce un efecto de enfriamiento del clima, aunque no compensa el O 3Efecto formador. Las emisiones de azufre y agua de las aeronaves en la estratosfera tienden a agotar el O 3, compensando parcialmente el NO incógnita-O inducido 3aumenta, aunque estos efectos no han sido cuantificados. [10] Las aeronaves ligeras y los aviones pequeños de cercanías vuelan más bajo en la troposfera, no en la tropopausa.
La quema de combustible produce vapor de agua, que se condensa a gran altitud, en condiciones de frío y humedad, formando visibles estelas de condensación (estelas de condensación). Se cree que tienen un efecto de calentamiento global, aunque menos significativo que las emisiones de CO2 . [ 11] Las estelas de condensación son poco comunes en aeronaves que vuelan a menor altitud. Los cirros pueden desarrollarse después de la formación de estelas de condensación persistentes y pueden tener un efecto adicional de calentamiento global. [12] Su contribución al calentamiento global es incierta y la estimación de la contribución general de la aviación a menudo excluye el aumento de las nubes cirros. [7]
Partículas
En comparación con otras emisiones, las partículas de sulfato y hollín tienen un efecto directo menor: las partículas de sulfato tienen un efecto de enfriamiento y reflejan la radiación, mientras que el hollín tiene un efecto de calentamiento y absorbe el calor, mientras que las propiedades y la formación de las nubes están influenciadas por las partículas. [13] Las estelas de condensación y los cirros que evolucionan a partir de partículas pueden tener un mayor efecto de forzamiento radiativo que las emisiones de CO2 . [14] Como las partículas de hollín son lo suficientemente grandes como para servir como núcleos de condensación, se cree que causan la mayor formación de estelas de condensación. La producción de hollín se puede reducir reduciendo el compuesto aromático del combustible para aviones. [15] [16] [17]
En 1999, el IPCC estimó que el forzamiento radiativo de la aviación en 1992 era 2,7 (2 a 4) veces mayor que el del CO 2 solo, excluyendo el efecto potencial del aumento de las nubes cirros. [6]
Esta cifra se actualizó para el año 2000, y se estimó que el forzamiento radiativo de la aviación era de 47,8 mW/m 2 , 1,9 veces mayor que el efecto de las emisiones de CO 2 solas, 25,3 mW/m 2 . [7]
En 2005, una investigación de David S. Lee, et al., publicada en la revista científica Atmospheric Environment , estimó el efecto de forzamiento radiativo acumulado de la aviación en 55 mW/m2 , que es el doble del efecto de forzamiento radiativo de 28 mW/m2 de las emisiones acumuladas de CO2 por sí solas, excluyendo los cirros inducidos. [18]
En 2012, una investigación de la Universidad de Chalmers estimó este factor de ponderación en 1,3-1,4 si no se incluyen los cirros inducidos por la aviación, 1,7-1,8 si se incluyen (dentro de un rango de 1,3-2,9). [19] Esta relación depende de cómo crece la actividad de la aviación. Si el crecimiento es exponencial, la relación es constante. Pero si el crecimiento se detiene, la relación bajará porque el CO2 en la atmósfera debido a la aviación seguirá aumentando, mientras que los otros efectos se estancarán. [1]
Aún existen incertidumbres sobre las interacciones NO x –O 3 –CH 4 , la formación de estelas de condensación producidas por la aviación, los efectos de los aerosoles de hollín en los cirros y la medición del forzamiento radiativo no relacionado con el CO 2 . [5]
En 2018, el CO 2 representó 34,3 mW/m 2 del forzamiento radiativo efectivo (ERF, en la superficie) de la aviación, con un alto nivel de confianza (± 6 mW/m 2 ), el NO x 17,5 mW/m 2 con un bajo nivel de confianza (± 14) y las estelas de condensación de aire 57,4 mW/m 2 , también con un bajo nivel de confianza (± 40). [1]
Todos los factores combinados representaron 43,5 mW/m 2 (1,27 el del CO 2 solo) excluyendo las estelas de condensación de aire y las estelas de condensación de aire y 101 mW/m 2 (± 45) incluyéndolas, el 3,5% del ERF antropogénico de 2290 mW/m 2 (± 1100). [1] De nuevo, hay que recordar que el efecto del CO 2 se acumula de año en año, a diferencia del efecto de las estelas de condensación de aire y las estelas de condensación de aire.
Volumen
En 2018, el tráfico aéreo alcanzó los 4.300 millones de pasajeros con 37,8 millones de salidas, un promedio de 114 pasajeros por vuelo y 8,26 billones de RPK , un viaje promedio de 1.920 km (1.040 millas náuticas), según la OACI . [20]
El tráfico estaba experimentando un crecimiento continuo, duplicándose cada 15 años, a pesar de los shocks externos: un crecimiento anual promedio del 4,3% y las previsiones de Airbus esperan que el crecimiento continúe. [21]
Si bien la industria de la aviación es más eficiente en el consumo de combustible , reduciendo a la mitad la cantidad de combustible quemado por vuelo en comparación con 1990 a través de avances tecnológicos y mejoras operativas, las emisiones generales han aumentado a medida que aumenta el volumen de viajes aéreos . [22]
Entre 1960 y 2018, los RPK aumentaron de 109 a 8.269 mil millones. [1]
En 1992, las emisiones de las aeronaves representaban el 2% de todas las emisiones de CO2 de origen humano , habiendo acumulado un poco más del 1% del aumento total de CO2 de origen humano durante 50 años. [10]
Para 2015, la aviación representó el 2,5% de las emisiones globales de CO2 . [ 23]
En 2018, las operaciones comerciales globales emitieron 918 millones de toneladas (Mt) de CO2 , el 2,4% de todas las emisiones de CO2 : 747 Mt para el transporte de pasajeros y 171 Mt para las operaciones de carga. [3]
Entre 1960 y 2018, las emisiones de CO2 aumentaron 6,8 veces, de 152 a 1.034 millones de toneladas por año. [1]
Las emisiones de los vuelos aumentaron un 32% entre 2013 y 2018. [24]
Emisiones de GEI de la aviación dentro del Espacio Económico Europeo para el RCDE UE , mostrando los 10 principales emisores (2013-2019). [25]
Entre 1990 y 2006, las emisiones de gases de efecto invernadero de la aviación aumentaron un 87% en la Unión Europea . [26]
En 2010, alrededor del 60% de las emisiones de la aviación procedieron de vuelos internacionales, que están fuera de los objetivos de reducción de emisiones del Protocolo de Kioto . [27] Los vuelos internacionales tampoco están cubiertos por el Acuerdo de París , para evitar un mosaico de regulaciones individuales de cada país. Sin embargo, ese acuerdo fue adoptado por la Organización de Aviación Civil Internacional , limitando las emisiones de carbono de las aerolíneas al nivel del año 2020, al tiempo que permite a las aerolíneas comprar créditos de carbono de otras industrias y proyectos. [28]
En 1992, el IPCC estimó que el forzamiento radiativo de las aeronaves era del 3,5% del forzamiento radiativo total de origen humano. [29]
Por pasajero
Entre 1950 y 2018, la eficiencia por pasajero aumentó de 0,4 a 8,2 RPK por kg de CO 2 . [1]
Como representa una gran parte de sus costos, el 28% en 2007, las aerolíneas tienen un fuerte incentivo para reducir su consumo de combustible, reduciendo así su huella ambiental. [30]
Los aviones a reacción se han vuelto un 70% más eficientes en el consumo de combustible entre 1967 y 2007. [30] La eficiencia del combustible
de los aviones de pasajeros mejora continuamente, el 40% de la mejora proviene de los motores y el 30% de las estructuras. [31]
Las ganancias de eficiencia fueron mayores al principio de la era de los aviones a reacción que después, con un aumento del 55-67% de 1960 a 1980 y un aumento del 20-26% de 1980 a 2000. [32]
El consumo medio de combustible de los nuevos aviones se redujo un 45% entre 1968 y 2014, lo que supone una reducción anual compuesta del 1,3% con una tasa de reducción variable. [33]
En 2018, las emisiones de CO2 por tonelada-kilómetro de facturación (RTK) se redujeron en más de la mitad en comparación con 1990, en un 47%. [34]
La intensidad energética de la aviación pasó de 21,2 a 12,3 MJ/RTK entre 2000 y 2019, una reducción del 42%. [35]
En 2018, las emisiones de CO2 ascendieron a 747 millones de toneladas en el transporte de pasajeros, para 8,5 billones de pasajeros-kilómetro transportados (RPK), lo que arroja un promedio de 88 gramos de CO2 por RPK. [3]
El Departamento de BEIS del Reino Unido calcula que una emisión de vuelo de larga distancia es de 102 g de CO2 por pasajero-kilómetro y 254 g de CO2 equivalente , incluidas las emisiones de gases de efecto invernadero que no son CO2 , vapor de agua, etc.; para un vuelo doméstico en Gran Bretaña. [24]
La OACI tiene como objetivo una mejora de la eficiencia del 2% por año entre 2013 y 2050, mientras que la IATA tiene como objetivo un 1,5% para 2009-2020 y reducir las emisiones netas de CO2 a la mitad para 2050 con respecto a 2005. [35]
Evolución
En 1999, el IPCC estimó que el forzamiento radiativo de la aviación podría representar 190 mW/m2 o el 5% del forzamiento radiativo total de origen humano en 2050, con una incertidumbre que oscila entre 100 y 500 mW/m2 . [ 36] Si otras industrias logran reducciones significativas en las emisiones de gases de efecto invernadero con el tiempo, la participación de la aviación, como proporción de las emisiones restantes, podría aumentar.
Alice Bows-Larkin estimó que el presupuesto anual global de emisiones de CO2 se consumiría en su totalidad en las emisiones de la aviación para mantener el aumento de la temperatura debido al cambio climático por debajo de los 2 °C a mediados de siglo. [37] Dado que las proyecciones de crecimiento indican que la aviación generará el 15% de las emisiones globales de CO2 , incluso con el pronóstico de tecnología más avanzado, estimó que mantener los riesgos de un cambio climático peligroso por debajo del 50% para 2050 superaría todo el presupuesto de carbono en los escenarios convencionales. [38]
En 2013, el Centro Nacional de Ciencias Atmosféricas de la Universidad de Reading pronosticó que el aumento de los niveles de CO2 provocará un aumento significativo de las turbulencias en vuelo que experimentarán los vuelos transatlánticos a mediados del siglo XXI. [39] Esta predicción está respaldada por datos que muestran que los incidentes de turbulencia severa aumentaron un 55% entre 1979 y 2020, atribuidos a cambios en la velocidad del viento a grandes altitudes . [40]
Las emisiones de CO2 de la aviación aumentan a pesar de las innovaciones en materia de eficiencia en aeronaves, grupos motopropulsores y operaciones de vuelo. [41] [42]
Los viajes aéreos siguen creciendo. [43] [44]
En 2015, el Centro para la Diversidad Biológica estimó que las aeronaves podrían generar43 Gt de emisiones de dióxido de carbono hasta 2050, consumiendo casi el 5% del presupuesto global de carbono restante. Sin regulación, las emisiones globales de la aviación podrían triplicarse para mediados de siglo y podrían emitir más de3 Gt de carbono al año en un escenario de alto crecimiento y de continuidad de las actividades habituales . Muchos países han prometido reducciones de emisiones en el marco del Acuerdo de París, pero la suma de estos esfuerzos y promesas sigue siendo insuficiente y no abordar la contaminación de los aviones sería un fracaso a pesar de los avances tecnológicos y operativos. [45]
La Agencia Internacional de Energía proyecta que la participación de la aviación en las emisiones globales de CO2 podría crecer del 2,5% en 2019 al 3,5% en 2030. [46]
En 2020, las emisiones de la aviación internacional a nivel mundial fueron alrededor de un 70% más altas que en 2005 y la OACI pronostica que podrían crecer más de un 300% adicional para 2050 en ausencia de medidas adicionales. [4]
Para 2050, los efectos negativos de la aviación sobre el clima podrían reducirse con un aumento del 2% en la eficiencia del combustible y una disminución de las emisiones de NOx , debido a tecnologías aeronáuticas avanzadas, procedimientos operativos y combustibles alternativos renovables que reducen el forzamiento radiativo debido al aerosol de sulfato y al carbono negro. [5]
El tráfico aéreo provoca ruido de aeronaves , lo que altera el sueño, afecta negativamente el rendimiento escolar de los niños y podría aumentar el riesgo cardiovascular de los vecinos del aeropuerto. [47] La alteración del sueño se puede reducir prohibiendo o restringiendo los vuelos nocturnos , pero las molestias disminuyen progresivamente y la legislación difiere entre países. [47]
Una aproximación de descenso continuo (CDA) es más silenciosa, ya que se produce menos ruido cuando los motores están casi al ralentí. [52] La CDA puede reducir el ruido en tierra entre 1 y 5 dB por vuelo. [53]
Los aeropuertos pueden generar una importante contaminación del agua debido al uso y manejo extensivo de combustible para aviones, lubricantes y otros productos químicos. Los derrames de productos químicos se pueden mitigar o prevenir mediante estructuras de contención de derrames y equipos de limpieza, como camiones de vacío, bermas portátiles y absorbentes. [54]
Los líquidos anticongelantes utilizados en climas fríos pueden contaminar el agua, ya que la mayoría de ellos caen al suelo y la escorrentía superficial puede llevarlos a arroyos, ríos o aguas costeras cercanas. [55] : 101 Los líquidos anticongelantes se basan en etilenglicol o propilenglicol . [55] : 4 Los aeropuertos utilizan descongelantes de pavimento en superficies pavimentadas, incluidas pistas y calles de rodaje, que pueden contener acetato de potasio , compuestos de glicol, acetato de sodio , urea u otros productos químicos. [55] : 42
Durante la degradación en aguas superficiales, el etileno y el propilenglicol ejercen altos niveles de demanda bioquímica de oxígeno , consumiendo el oxígeno que necesita la vida acuática. Las poblaciones microbianas que descomponen el propilenglicol consumen grandes cantidades de oxígeno disuelto (OD) en la columna de agua . [56] : 2–23
Los peces, macroinvertebrados y otros organismos acuáticos necesitan niveles suficientes de oxígeno disuelto en aguas superficiales. Las bajas concentraciones de oxígeno reducen el hábitat acuático utilizable porque los organismos mueren si no pueden trasladarse a áreas con niveles suficientes de oxígeno. Las poblaciones de organismos que se alimentan en el fondo pueden reducirse o eliminarse por niveles bajos de OD, lo que cambia el perfil de especies de una comunidad o altera interacciones críticas en la red alimentaria . [56] : 2–30
Los líquidos anticongelantes a base de glicol son tóxicos para los seres humanos y otros mamíferos. [57] [58] Se están realizando investigaciones sobre líquidos anticongelantes alternativos no tóxicos. [57]
Contaminación del aire
La aviación es la principal fuente humana de ozono, un peligro para la salud respiratoria , que causa aproximadamente 6.800 muertes prematuras al año. [59]
Los motores de los aviones emiten partículas ultrafinas (UFP) en los aeropuertos y sus alrededores, al igual que el equipo de apoyo en tierra . Durante el despegue, se midieron de 3 a 50 × 10 15 partículas por kg de combustible quemado, [60] mientras que se observan diferencias significativas según el motor. [61] Otras estimaciones incluyen de 4 a 200 × 10 15 partículas por cada 0,1–0,7 gramos, [62] o de 14 a 710 × 10 15 partículas, [63] o de 0,1–10 × 10 15 partículas de carbono negro por cada 0,046–0,941 g. [64]
En los Estados Unidos , 167.000 motores de aviones de pistón , que representan tres cuartas partes de los aviones privados , queman Avgas , liberando plomo al aire. [65] La Agencia de Protección Ambiental estimó que esto liberó 34.000 toneladas de plomo a la atmósfera entre 1970 y 2007. [66] La Administración Federal de Aviación reconoce que el plomo inhalado o ingerido conduce a efectos adversos en el sistema nervioso, los glóbulos rojos y los sistemas cardiovascular e inmunológico. La exposición al plomo en bebés y niños pequeños puede contribuir a problemas de comportamiento y aprendizaje y a un menor coeficiente intelectual. [67]
Mitigación
La huella ambiental de la aviación se puede mitigar reduciendo los viajes aéreos, optimizando las rutas de vuelo, limitando las emisiones, restringiendo los vuelos de corta distancia, aumentando los impuestos y disminuyendo los subsidios a la industria de la aviación. La innovación tecnológica también podría mitigar el daño al medio ambiente y al clima, por ejemplo, mediante el desarrollo de aeronaves eléctricas, biocombustibles y una mayor eficiencia en el uso de combustible.
En diciembre de 2020, el Comité de Cambio Climático del Reino Unido afirmó que: "Las opciones de mitigación consideradas incluyen la gestión de la demanda, mejoras en la eficiencia de las aeronaves (incluido el uso de aeronaves eléctricas híbridas ) y el uso de combustibles de aviación sostenibles (biocombustibles, residuos biológicos para aviones y combustibles sintéticos para aviones) para reemplazar los combustibles fósiles para aviones". [70]
En febrero de 2021, el sector de la aviación europea presentó su iniciativa de sostenibilidad Destino 2050 para alcanzar cero emisiones de CO2 en 2050:
mejoras en la tecnología aeronáutica para reducir las emisiones en un 37%;
SAF para el 34%;
medidas económicas para el 8%;
Mejoras en cajeros automáticos y operaciones en un 6%;
Mientras que el tráfico aéreo debería crecer un 1,4% anual entre 2018 y 2050. [71]
La iniciativa está liderada por ACI Europe , ASD Europe , A4E , CANSO y ERA . [71]
Esto se aplicaría a los vuelos dentro y fuera del mercado único europeo y del Reino Unido . [71]
En octubre de 2021, la IATA se comprometió a alcanzar emisiones netas de carbono cero para 2050. [72] En 2022, la OACI acordó apoyar un objetivo de emisiones netas de carbono cero para 2050. [73]
El sector de la aviación podría descarbonizarse para 2050 con un crecimiento moderado de la demanda, mejoras continuas de la eficiencia , nuevos motores de corta distancia, mayor producción de SAF y eliminación de CO2 para compensar el forzamiento no relacionado con el CO2 . [ 74]
Con una demanda de transporte aéreo constante y una eficiencia de las aeronaves, descarbonizar la aviación requeriría casi cinco veces la producción mundial de biocombustibles de 2019 , compitiendo con otros sectores difíciles de descarbonizar, y de 0,2 a 3,4 Gt de eliminación de CO2 para compensar el forzamiento no relacionado con el CO2 . [ 74]
Las compensaciones de carbono serían preferibles si los créditos de carbono son menos costosos que los SAF, pero pueden ser poco confiables, mientras que una ruta específica podría evitar las estelas de condensación . [74]
A partir de 2023, el combustible representa el 20-30% de los costos operativos de las aerolíneas , mientras que el SAF es 2-4 veces más caro que el combustible fósil para aviones . [74]
Las reducciones proyectadas de los costos del hidrógeno verde y la captura de carbono podrían hacer que los combustibles sintéticos sean más asequibles, y los menores costos de las materias primas y las mayores eficiencias de conversión ayudarían a los biocombustibles FT y HEFA. [74]
Los incentivos de políticas como los créditos fiscales para combustibles de aviación más limpios y los estándares de combustibles con bajas emisiones de carbono podrían inducir mejoras, y la fijación de precios del carbono podría hacer que los SAF sean más competitivos, acelerando su implementación y reduciendo sus costos a través del aprendizaje y las economías de escala . [74]
Según un estudio de la Royal Society de 2023 , alcanzar el cero neto requeriría reemplazar el combustible fósil de aviación con una fuente de energía baja o nula en carbono, ya que es poco probable que las tecnologías de baterías proporcionen suficiente energía específica . [75] Los biocombustibles se pueden introducir rápidamente y con poca modificación de las aeronaves, pero están restringidos por la escala y la disponibilidad de materia prima, y pocos son bajos en carbono. [75]
Producir suficiente electricidad renovable para producir hidrógeno verde sería un desafío costoso y necesitaría una modificación sustancial de las aeronaves y la infraestructura. [75] Los combustibles sintéticos necesitarían poca modificación de las aeronaves, pero requieren una materia prima de hidrógeno verde y una captura directa de CO2 en el aire a gran escala a altos costos. [75] El amoníaco
bajo en carbono también necesitaría hidrógeno verde costoso a escala, y necesitaría modificaciones sustanciales de las aeronaves y la infraestructura. [75]
En su Sexto Informe de Evaluación , el IPCC señala que los biocombustibles sostenibles, el hidrógeno de bajas emisiones y los derivados (incluidos el amoníaco y los combustibles sintéticos) pueden contribuir a mitigar las emisiones de CO2 , pero que siguen existiendo algunas emisiones residuales de GEI difíciles de reducir que deberían compensarse con la implementación de métodos de eliminación del dióxido de carbono . [76]
El 29 de marzo de 2003, durante una audiencia en el Senado , los defensores de la propulsión por hidrógeno como ZeroAvia o Universal Hydrogen lamentaron que los actuales fabricantes, como GE Aerospace o Boeing, apoyaran el combustible de aviación sostenible (SAF, por sus siglas en inglés) porque no requiere cambios importantes en la infraestructura existente. [77]
Un informe de abril de 2023 del Sustainable Aero Lab estima que los aviones en producción actuales constituirán la gran mayoría de la flota de 2050, ya que los aviones eléctricos no tendrán suficiente alcance y los aviones de hidrógeno no estarán disponibles lo suficientemente pronto: los principales impulsores de la descarbonización serán el SAF; la sustitución de aviones regionales por aviones turbohélice ; y los incentivos para sustituir los aviones más antiguos por otros de nueva generación. [78]
La industria aérea se enfrenta a un importante desafío climático debido a la escasez de opciones de combustible limpio, ejemplificado por el reciente establecimiento de la instalación de 200 millones de dólares de LanzaJet Inc. en Georgia, la primera en convertir etanol en combustible compatible con motores a reacción, con un objetivo de producción anual de 9 millones de galones de combustible de aviación sostenible (SAF). Este volumen, sin embargo, es minúsculo comparado con la demanda global, como lo demuestra el hecho de que las aerolíneas del mundo consumieron 90 mil millones de galones de combustible para aviones el año pasado, e incluso las principales aerolíneas como IAG SA (empresa matriz de British Airways ) utilizaron solo el 0,66% de su consumo total de combustible como SAF, con el objetivo de aumentar esto al 10% para 2030. Incentivos como el crédito SAF de $ 1,75 por galón ofrecido por la Ley de Reducción de la Inflación de EE. UU ., que expirará en 2027, tienen como objetivo impulsar el uso de SAF, mientras que LEK Consulting pronostica que la tecnología de alcohol a jet se convertirá en la fuente dominante de SAF a mediados de la próxima década. Mientras tanto, las tecnologías emergentes como el e-queroseno, aunque potencialmente reducen significativamente los impactos climáticos, enfrentan desafíos económicos ya que cuestan casi siete veces más que el combustible para aviones tradicional, y el futuro de las 45 plantas de energía a líquidos propuestas en Europa sigue siendo incierto, según Transport & Environment . [79]
Las operaciones de aeronaves eléctricas no producen emisiones y la electricidad se puede generar mediante energía renovable . Las baterías de iones de litio, incluidos el embalaje y los accesorios, ofrecen una densidad energética de 160 Wh/kg , mientras que el combustible de aviación proporciona 12 500 Wh/kg. [80] Como las máquinas eléctricas y los convertidores son más eficientes, su potencia en el eje disponible está más cerca de los 145 Wh/kg de batería, mientras que una turbina de gas proporciona 6555 Wh/kg de combustible: una relación de 45:1. [81] Para Collins Aerospace , esta relación de 1:50 prohíbe la propulsión eléctrica para aeronaves de largo alcance . [82] En noviembre de 2019, el Centro Aeroespacial Alemán estimó que los aviones eléctricos grandes podrían estar disponibles en 2040. Es poco probable que los aviones grandes de largo recorrido se vuelvan eléctricos antes de 2070 o en el siglo XXI, mientras que los aviones más pequeños pueden electrificarse. [83] En mayo de 2020, el avión eléctrico más grande era un Cessna 208B Caravan modificado .
Para el Comité sobre Cambio Climático del Reino Unido (CCC), los grandes cambios tecnológicos son inciertos, pero la consultora Roland Berger apunta a 80 nuevos programas de aviones eléctricos en 2016-2018, totalmente eléctricos para los dos tercios más pequeños e híbridos para los aviones más grandes, con fechas de servicio comercial previstas a principios de la década de 2030 en rutas de corta distancia como Londres a París, y no se espera que los aviones totalmente eléctricos estén disponibles antes de 2045. [84] Berger predice una cuota de CO2 del 24% para la aviación para 2050 si la eficiencia del combustible mejora un 1% al año y si no hay aviones eléctricos o híbridos, cayendo al 3-6% si los aviones de 10 años son reemplazados por aviones eléctricos o híbridos debido a restricciones regulatorias, a partir de 2030, para alcanzar el 70% de la flota de 2050. [84] Sin embargo, esto reduciría en gran medida el valor de la flota de aviones existente. [84]
Las limitaciones en el suministro de celdas de batería podrían obstaculizar su adopción en la aviación, ya que compiten con otras industrias como los vehículos eléctricos . Las baterías de iones de litio han demostrado ser frágiles y propensas a incendiarse y su capacidad se deteriora con el tiempo. Sin embargo, se están buscando alternativas, como las baterías de iones de sodio . [84]
Aviones propulsados por hidrógeno
En 2020, Airbus presentó conceptos de aviones propulsados por hidrógeno líquido como aviones de pasajeros de cero emisiones, listos para 2035. [85]
La aviación, al igual que los procesos industriales que no se pueden electrificar, podría utilizar principalmente combustible basado en hidrógeno. [86]
Un estudio de 2020 de las empresas conjuntas Clean Sky 2 y Fuel Cells and Hydrogen 2 de la UE concluyó que el hidrógeno podría impulsar aeronaves de corto alcance en 2035. [87] Una aeronave de corto alcance (<2000 km, 1100 nmi) con un híbrido de pila de combustible /turbinas podría reducir el impacto climático en un 70-80% por un coste adicional del 20-30%, un avión de pasajeros de alcance medio con turbinas de H2 podría tener un impacto climático reducido del 50-60% por un sobrecoste del 30-40%, y una aeronave de largo alcance (>7000 km, 3800 nmi) también con turbinas de H2 podría reducir el impacto climático en un 40-50% por un coste adicional del 40-50%. [87] Se requeriría investigación y desarrollo, en tecnología aeronáutica y en infraestructura de hidrógeno, regulaciones y estándares de certificación. [87]
Un biocombustible de aviación (también conocido como biocombustible para aviones [88] o biocombustible de aviación (BAF) [89] ) es un biocombustible utilizado para propulsar aeronaves y es un combustible de aviación sostenible (SAF). La Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) lo considera un elemento clave para reducir el impacto ambiental de la aviación. [90] El biocombustible de aviación se utiliza para descarbonizar los viajes aéreos de media y larga distancia. Estos tipos de viajes generan la mayor cantidad de emisiones y podrían extender la vida útil de los tipos de aeronaves más antiguos al reducir su huella de carbono. El queroseno parafínico sintético (SPK) se refiere a cualquier combustible no basado en petróleo diseñado para reemplazar el combustible para aviones de queroseno , que a menudo, pero no siempre, se fabrica a partir de biomasa.
Los biocombustibles son combustibles derivados de biomasa de plantas, animales o desechos; dependiendo del tipo de biomasa que se utilice, podrían reducir las emisiones de CO2 entre un 20 y un 98 % en comparación con el combustible para aviones convencional . [91]
El primer vuelo de prueba con biocombustible mezclado se realizó en 2008, y en 2011 se permitió el uso de combustibles mezclados con un 50 % de biocombustibles en vuelos comerciales. En 2023, la producción de SAF fue de 600 millones de litros, lo que representa el 0,2 % del uso mundial de combustible para aviones. [92]
Viajes aéreos en el Reino Unido por quintil de ingresos a lo largo del tiempo [95]Distribución mundial del consumo de combustible de aviación [96]
La aviación es uno de los tres sectores identificados en un estudio donde las "opciones del lado de la demanda" pueden tener un gran efecto en "alcanzar los niveles de SDS ". [97] Según un estudio, la consecución del objetivo de temperatura global de 1,5-2 °C requiere reducciones sustanciales de la demanda en los sectores críticos de la aviación, el transporte marítimo, el transporte de mercancías por carretera y la industria, en caso de que no se produzcan emisiones negativas a gran escala. [98] Según el modelo IMAGE utilizado para proyectar escenarios destinados a limitar los aumentos de la temperatura global a 1,5 °C y 2 °C, se sugiere que lograr una descarbonización profunda dentro del sector de la aviación dentro del plazo especificado depende de una reducción de los viajes aéreos en ciertos mercados. [98] Las disminuciones en la intensidad de carbono de la energía de la aviación en escenarios netos cero "dependen en gran medida de los cambios proyectados en la demanda de la aviación y la intensidad energética". [99] Los importantes desafíos de la expansión sostenible del combustible de aviación, incluida la seguridad alimentaria , los impactos en la comunidad local y las cuestiones de uso de la tierra, subrayan la importancia de los esfuerzos simultáneos de reducción de la demanda. [99] Por ejemplo, según un informe de la Royal Society , para producir suficiente biocombustible para abastecer a la industria de la aviación del Reino Unido sería necesario utilizar la mitad de las tierras agrícolas del país, lo que supondría una gran presión sobre el suministro de alimentos. [100] [101]
Se estima que el turismo generará hasta un 40% de las emisiones globales totales de CO2 para el año 2050. [102] De las opciones de consumo para mitigar el cambio climático investigadas en un estudio, las opciones de consumo con "el mayor potencial de mitigación propugnan la reducción de los viajes en coche y en avión". [103] Un estudio proyectó una posible reducción de las "emisiones directas de CO2 del transporte de alrededor del 50% a finales de siglo en comparación con la línea de base" mediante factores de comportamiento combinados. [104]
Según el Sexto Informe de Evaluación del IPCC , "el mayor potencial de Evitar " en la mitigación del lado de la demanda, que consiste en las opciones de Evitar - Cambiar - Mejorar (ASI), "proviene de la reducción de la aviación de larga distancia y la provisión de infraestructura urbana de baja emisión de carbono para distancias cortas". [105] Enumera las siguientes medidas de movilidad relacionadas: [105]
Evitar : integrar la planificación del transporte y el uso del suelo, teletrabajo, menos vuelos de larga distancia, días festivos locales [105]
Se encontró que los factores socioculturales que promueven la preferencia por los viajes en tren en lugar de los vuelos de larga distancia tienen el potencial de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de la aviación entre un 10% y un 40% para 2050. [105]
Emisiones per cápita de vuelos nacionales e internacionales
A principios de 2022, el Banco Europeo de Inversiones publicó los resultados de su Encuesta sobre el Clima 2021-2022, que muestra que el 52% de los europeos menores de 30 años, el 37% de las personas de entre 30 y 64 años y el 25% de las personas de 65 años o más planean viajar en avión para sus vacaciones de verano en 2022; y el 27% de los menores de 30 años, el 17% de las personas de entre 30 y 64 años y el 12% de las personas de 65 años o más planean viajar en avión a un destino lejano. [107]
En Suecia, el concepto de " vergüenza de volar " o "flygskam" se ha citado como una causa de la caída de los viajes aéreos. [109] La compañía ferroviaria sueca SJ AB informa que el doble de suecos eligieron viajar en tren en lugar de en avión en el verano de 2019 en comparación con el año anterior. [110] El operador aeroportuario sueco Swedavia informó de un 4% menos de pasajeros en sus 10 aeropuertos en 2019 en comparación con el año anterior: una caída del 9% para los pasajeros nacionales y del 2% para los pasajeros internacionales. [111]
Subsidios personales
La mitigación del cambio climático puede ser respaldada por las asignaciones personales de carbono (PCAs, por sus siglas en inglés), en las que todos los adultos reciben "una asignación de carbono igual y comercializable que se reduce con el tiempo de acuerdo con los objetivos nacionales". [112] [113] [114] [ citas excesivas ] Todos tendrían una parte de las emisiones de carbono permitidas y necesitarían comercializar más asignaciones de emisiones. [115] [ ¿ importancia? ] Una alternativa sería racionar los vuelos de todos: un "límite individual para los viajes aéreos, que las personas pueden comercializar entre sí". [116]
Las medidas financieras pueden desalentar a los pasajeros de las aerolíneas y promover otros modos de transporte y motivar a las aerolíneas a mejorar la eficiencia del combustible. Los impuestos a la aviación incluyen:
Se puede influir en el comportamiento de los consumidores reduciendo los subsidios a la aviación no sostenible y subvencionando el desarrollo de alternativas sostenibles. En septiembre-octubre de 2019, un impuesto al carbono sobre los vuelos contaría con el apoyo del 72% de los ciudadanos de la UE, según una encuesta realizada para el Banco Europeo de Inversiones . [121]
Los impuestos a la aviación podrían reflejar todos sus costos externos y podrían incluirse en un esquema de comercio de emisiones . [122]
Las emisiones de la aviación internacional escaparon a la regulación internacional hasta que la conferencia trienal de la OACI en 2016 acordó el esquema de compensación CORSIA . [123]
Debido a los bajos o inexistentes impuestos al combustible de aviación , los viajes aéreos tienen una ventaja competitiva sobre otros modos de transporte. [124] [125]
Compensación de carbono
El dinero generado por las compensaciones de carbono de las aerolíneas a menudo se destina a financiar proyectos de energía verde, como parques eólicos .
Una compensación de carbono es un medio de compensar las emisiones de la aviación ahorrando suficiente carbono o absorbiéndolo nuevamente en las plantas a través de la fotosíntesis (por ejemplo, plantando árboles mediante reforestación o forestación ) para equilibrar el carbono emitido por una acción particular.
Sin embargo, la permanencia y adicionalidad de los créditos de carbono pueden ser cuestionables. [74] Más del 90% de los créditos de compensación de la selva tropical certificados por el Estándar de Carbono Verificado de Verra pueden no representar reducciones genuinas de carbono. [126]
En el Reino Unido, el transporte reemplazó a la generación de energía como la mayor fuente de emisiones. Esto incluye la contribución del 4% de la aviación. Se espera que esta cifra se expanda hasta 2050 y es posible que sea necesario reducir la demanda de pasajeros. [84] Para el Comité sobre Cambio Climático del Reino Unido (CCC), el objetivo del Reino Unido de una reducción del 80% entre 1990 y 2050 todavía era alcanzable a partir de 2019, pero el comité sugiere que el Acuerdo de París debería ajustar sus objetivos de emisiones. [84]
Su posición es que las emisiones en sectores problemáticos, como la aviación, deberían compensarse con la eliminación de gases de efecto invernadero , la captura y almacenamiento de carbono y la reforestación. [84]
El Reino Unido incluirá la aviación y el transporte marítimo internacionales en sus presupuestos de carbono y espera que otros países también lo hagan. [135]
Compensaciones de aerolíneas
Algunas aerolíneas han sido neutrales en carbono , como Costa Rican Nature Air [136] o afirman serlo, como Canadian Harbour Air Seaplanes [ 137 ]. La empresa de bajo costo y larga distancia Fly POP aspira a ser neutral en carbono [138] .
En 2019, Air France anunció que compensaría las emisiones de CO2 de sus 450 vuelos nacionales diarios, que transportan a 57.000 pasajeros, a partir de enero de 2020, mediante proyectos certificados. La compañía también ofrecerá a sus clientes la opción de compensar voluntariamente todos sus vuelos y pretende reducir sus emisiones en un 50% por pasajero/km de aquí a 2030, en comparación con 2005. [139]
A partir de noviembre de 2019, la aerolínea de bajo coste británica EasyJet decidió compensar las emisiones de carbono de todos sus vuelos mediante inversiones en proyectos de reducción de carbono atmosférico . Afirma ser el primer operador importante en ser neutro en carbono, con un coste de 25 millones de libras para su ejercicio económico 2019-2020. Sus emisiones de CO2 fueron de 77 g por pasajero en su ejercicio económico 2018-2019, frente a los 78,4 g del año anterior. [140]
Desde enero de 2020, British Airways comenzó a compensar las emisiones de sus 75 vuelos nacionales diarios mediante inversiones en proyectos de reducción de carbono. La aerolínea busca alcanzar la neutralidad de carbono para 2050 con aviones de bajo consumo de combustible, combustibles sostenibles y cambios operativos. Los pasajeros que vuelen al extranjero pueden compensar sus vuelos por 1 libra a Madrid en clase económica o 15 libras a Nueva York en clase ejecutiva. [141]
La aerolínea de bajo costo estadounidense JetBlue planeó utilizar compensaciones por las emisiones de sus vuelos nacionales a partir de julio de 2020, convirtiéndose en la primera aerolínea importante de Estados Unidos en hacerlo. También planea utilizar combustible de aviación sostenible fabricado a partir de desechos por la refinería finlandesa Neste a partir de mediados de 2020. [142] En agosto de 2020, JetBlue se volvió completamente neutral en carbono para sus vuelos nacionales en Estados Unidos, utilizando mejoras de eficiencia y compensaciones de carbono. Delta Air Lines se comprometió a hacer lo mismo en un plazo de diez años. [143]
Para alcanzar la neutralidad de carbono en 2050, United Airlines invierte en la construcción en Estados Unidos de la mayor instalación de captura y almacenamiento de carbono a través de la empresa 1PointFive, de propiedad conjunta de Occidental Petroleum y Rusheen Capital Management, con tecnología de Carbon Engineering , con el objetivo de alcanzar compensaciones cercanas al 10%. [144]
Un sistema mejorado de gestión del tráfico aéreo , con rutas más directas que los corredores aéreos subóptimos y altitudes de crucero optimizadas, permitiría a las aerolíneas reducir sus emisiones hasta en un 18%. [30] En la Unión Europea, se ha propuesto un Cielo Único Europeo desde 1999 para evitar la superposición de restricciones del espacio aéreo entre los países de la UE y reducir las emisiones. [145] En 2007, 12 millones de toneladas de emisiones de CO 2 al año fueron causadas por la falta de un Cielo Único Europeo. [30] A septiembre de 2020, el Cielo Único Europeo aún no se ha logrado por completo, lo que ha costado 6 mil millones de euros en retrasos y ha causado 11,6 millones de toneladas de emisiones de CO 2 en exceso . [146]
Mejoras operativas
Relación entre el coste económico y la influencia del clima en el tráfico transatlántico
Emisiones distintas de CO2
Además del dióxido de carbono, la aviación produce óxidos de nitrógeno ( NO incógnita), partículas, hidrocarburos no quemados (UHC) y estelas de condensación . Las rutas de vuelo se pueden optimizar : modelización del CO 2 , H 2O y NO incógnitaLos efectos de los vuelos transatlánticos en invierno muestran que el forzamiento climático en los vuelos hacia el oeste se puede reducir hasta en un 60% y aproximadamente en un 25% en los vuelos hacia el este que siguen la corriente en chorro , lo que cuesta entre un 10 y un 15% más debido a las distancias más largas y las altitudes más bajas que consumen más combustible, pero un aumento de los costos del 0,5% puede reducir el forzamiento climático hasta en un 25%. [147] Una altitud de crucero de 2000 pies (~600 m) más baja que la altitud óptima tiene un forzamiento radiativo un 21% menor, mientras que una altitud de crucero de 2000 pies más alta tiene un forzamiento radiativo un 9% mayor. [148]
Óxidos de nitrógeno ( NO incógnita)
A medida que los diseñadores trabajan para reducir el NO incógnitaLas emisiones de los motores a reacción disminuyeron más del 40% entre 1997 y 2003. [51] Viajar a una altitud 2.000 pies (610 m) menor podría reducir las emisiones de NO incógnita-forzamiento radiativo provocado desde 5 mW/m 2 a ~3 mW/m 2 . [149]
Partículas
Los motores modernos están diseñados para que no se produzca humo en ningún momento del vuelo, mientras que las partículas y el humo eran un problema con los primeros motores a reacción en configuraciones de alta potencia. [51]
Hidrocarburos no quemados (UHC)
Producidos por una combustión incompleta , se generan más hidrocarburos sin quemar con presiones de compresor bajas y/o temperaturas de cámara de combustión relativamente bajas, y se han eliminado en los motores a reacción modernos a través de un diseño y una tecnología mejorados, al igual que las partículas. [51]
Estelas de vapor
La formación de estelas de condensación se reduciría reduciendo la altitud de crucero con tiempos de vuelo ligeramente mayores, pero esto estaría limitado por la capacidad del espacio aéreo , especialmente en Europa y América del Norte, y el aumento del consumo de combustible debido a una menor eficiencia a altitudes más bajas, lo que aumentaría las emisiones de CO2 en un 4%. [150] El forzamiento radiativo de las estelas de condensación se podría minimizar mediante horarios : los vuelos nocturnos causan el 60-80% del forzamiento para solo el 25% del tráfico aéreo, mientras que los vuelos de invierno contribuyen con la mitad del forzamiento para solo el 22% del tráfico aéreo. [151] Como el 2% de los vuelos son responsables del 80% del forzamiento radiativo de las estelas de condensación, cambiar la altitud de vuelo en 2000 pies (610 m) para evitar una alta humedad para el 1,7% de los vuelos reduciría la formación de estelas de condensación en un 59%. [152] El estudio ECLIF3 del DLR , en el que se vuela un Airbus A350 , muestra que el combustible de aviación sostenible reduce la formación de cristales de hielo en las estelas de condensación en un 56% y de partículas de hollín en un 35%, tal vez debido a un menor contenido de azufre , así como a un bajo contenido de aromáticos y naftaleno . [153]
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Obras citadas
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Lectura adicional
Institucional
"Emisiones, impactos y mitigación de la aviación: una introducción" (PDF) . Oficina de Medio Ambiente y Energía de la FAA . Enero de 2015.
"Informe medioambiental sobre la aviación europea" (PDF) . EASA . 2019. Archivado desde el original (PDF) el 16 de marzo de 2019.
"Informe ambiental". OACI . 2019.
Preocupaciones
"airportwatch.org.uk". AirportWatch se opone a cualquier expansión de la aviación y de los aeropuertos que pueda dañar el medio ambiente humano o natural, y promueve una política de aviación para el Reino Unido que esté en total conformidad con los principios del desarrollo sostenible.
Industria
"Aviación: beneficios más allá de las fronteras". Grupo de Acción del Transporte Aéreo . Información sobre las numerosas medidas que se están aplicando en el sector para limitar el impacto de la aviación en el medio ambiente.
"sustainableaviation.co.uk". Aviación sostenible. Enfoque colectivo de la aviación del Reino Unido para afrontar el desafío de garantizar un futuro sostenible.
"El marco de acción climática del sector de la aviación" (PDF) . Air Transport Action Group . Noviembre de 2015.
"Hacer posible la aviación con emisiones netas cero" (PDF) . Asociación Misión Posible . Julio de 2022. Una estrategia de transición respaldada por la industria y alineada con el objetivo de 1,5 °C
"Instituto del Cielo Sostenible". Instituto del Cielo Sostenible.
Estudios
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Hannah Ritchie (22 de octubre de 2020). «Cambio climático y vuelos: ¿qué proporción de las emisiones globales de CO2 provienen de la aviación?». Our World in Data .
"La industria de la aviación quiere alcanzar el nivel cero de emisiones netas, pero no pronto". The Economist . 14 de mayo de 2023.
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