Flugmálastjórn Bandaríkjanna losun í flugi áhrif og mótvægisaðgerðir

Losun

Flugmálastjórn Bandaríkjanna losun í flugi áhrif og mótvægisaðgerðir

Umhverfis- og orkuskrifstofa FAA janúar 2015

Myndir eru allar frá vefsíðueiganda en engar myndir fylgja skýrslunni.

Inngangur

Inngangur Flug, umhverfið og losun

Losun grunn Samgöngur eru nauðsynlegur þáttur í heilbrigði og velferð efnahagslífs þjóðarinnar.

Innan samgöngugeirans hefur atvinnuflug þróast í að verða hraðasti, öruggasti og víðtækasti ferðamátinn á rúmlega einni öld.

Hagkerfi heimsins nýtur mikils góðs af því að geta flutt fólk og vörur um allan heim – hratt og örugglega.

Tölfræðin er áhrifamikil.

Í dag nota yfir 3 milljarðar manna, nærri helmingur jarðarbúa, flugfélög heimsins.

Flugsamgönguiðnaðurinn skapar 56 milljónir beinna, óbeinna og afleiddra starfa um allan heim sem er tvöföldun á fjölda starfa á aðeins átta árum.

Þótt flugvélar flytji aðeins 0,5% af vörusendingum í heimsviðskiptum þá samsvarar það um 35% af verðmæti allra heimsviðskipta.¹

Þessi framleiðni næst með því að nota aðeins 2,2% af orku heimsins.²

Flug bætir lífsgæði – gerir okkur kleift að heimsækja vini og ættingja, ferðast, upplifa nýja staði og minnka heiminn.

Flug verður að þróast ef það á að halda áfram að mæta þörfum vaxandi hagkerfis og fjölgandi íbúa.

Á sama tíma verður flug að vera umhverfislega sjálfbært og starfa í sátt við þær takmarkanir sem þörfin fyrir hreint loft og vatn, takmörkuð hávaðaáhrif og lífvænlegt loftslag setja.

Flugmálastjórn Bandaríkjanna (FAA) vinnur með öðrum hagsmunaaðilum að því að umbreyta flugkerfinu til að takast á við áskoranir og tækifæri framtíðarinnar.

Í júlí 2012 gaf hún út

Stefnumótun um umhverfis- og orkumál í flugi³

þar sem skuldbinding FAA til umhverfisverndar, sem gerir viðvarandi vöxt í flugi kleift, er skilgreind og staðfest.

Í stefnumótuninni eru eftirfarandi leiðarljós: 1) að takmarka og draga úr framtíðarumhverfisáhrifum flugs niður á það stig að lýðheilsa og velferð séu vernduð og 2) að tryggja orkuframboð og sjálfbærni.

Næstu kynslóða flugsamgöngukerfi FAA (NextGen) mun koma á fót þeim áætlunum, kerfum og stefnum sem nauðsynlegar eru fyrir öruggari, móttækilegri og skilvirkari flugsamgöngur.

Skrifstofa umhverfis- og orkumála FAA (AEE) vinnur að því að þróa nýja tækni, rekstrarhætti, kerfi og eldsneyti til að tryggja að flug geti náð markmiðum NextGen um leið og áhrif flugs á umhverfið eru lágmörkuð.

AEE hefur sett stefnumótandi ramma til að leiðbeina rannsóknaráætlunum til að draga úr umhverfisáhrifum flugs.

Ramminn kveður á um samvinnu við Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna (EPA), Geimferðastofnun Bandaríkjanna (NASA) og aðrar alríkisstofnanir, auk hagsmunaaðila úr iðnaðinum og fræðasamfélaginu, til að tryggja að losun frá flugi stofni ekki heilsu bandarískra borgara í hættu eða rýri loftslag jarðar.

Flug hefur áhrif á umhverfið á marga vegu: fólk sem býr nálægt flugvöllum verður fyrir hávaða frá flugvélum; lækir, ár og votlendi geta orðið fyrir mengunarefnum sem berast með ofanvatni frá flugvöllum; og flugvélahreyflar losa mengunarefni út í andrúmsloftið.

Þessi grunnur lýsir losun sem tengist atvinnuflugi og þeim áhrifum á heilsu og velferð sem geta hlotist af þeirri losun frá flugi sem rýrir ekki aðeins loftgæði heldur einnig loftslagið í víðara samhengi.

Hávaði⁴ og vatnsgæði eru ekki til umfjöllunar í þessari skýrslu en er fjallað um í öðru efni frá FAA.

Efnisyfirlit

Útblástur frá flugi
Áhrif útblásturs
Að draga úr útblæstri frá flugi
Niðurstaða
Skammstafanir og upphafsstafasamlög
Heimildir
Lokaorð

Losun frá flugi

Flugvélar, bílar, vörubílar og önnur farartæki sem starfrækt eru á flugvellinum valda losun vegna bruna eldsneytis, eins og tekið er saman í töflu 1.

Flugvélahreyflar gefa frá sér koltvísýring (CO2), sem er um 70% útblástursins, og vatnsgufu (H2O), sem er um 30%.

Minna en 1% útblástursins samanstendur af mengunarefnum eins og köfnunarefnisoxíðum (NOx), brennisteinsoxíðum (SOx), kolmónoxíði (CO), að hluta til eða óbrunnum kolvetnum (HC), svifryki (PM) og öðrum snefilefnum.

Almennt er um 10 prósentum af mengunarlosun flugvéla⁵ losað nálægt yfirborði jarðar (í minna en 3000 feta hæð yfir jörðu).

Hin 90 prósentin af losun flugvéla eru losuð í meira en 3000 feta hæð.

Mengunarefnin CO og HC eru undantekningar frá þessari reglu þar sem þau myndast þegar flugvélahreyflar starfa við lægstu brunahagkvæmni (á meðan hjólin eru á jörðu niðri), sem gerir skiptingu þeirra um 30 prósent undir 3000 fetum og 70 prósent yfir 3000 fetum.⁶

Flugvélar eru ekki eini uppruni losunar frá flugi.

Aðflutnings- og þjónustubifreiðar á jörðu niðri brenna yfirleitt jarðefnaeldsneyti og valda svipaðri losun.

Þetta nær yfir umferð til og frá flugvellinum, skutlur og sendibíla sem þjónusta farþega og þjónustubúnað á jörðu niðri (GSE) sem þjónustar flugvélar.

Aðrir algengir losunarvaldar á flugvellinum eru meðal annars hjálparrafstöðvar (APU) sem sjá flugvélum við flugstöðvarhlið fyrir rafmagni og loftkælingu, staðbundnar aflgjafar flugvallarins og vinnuvélar sem starfa á flugvellinum.

Myndun og umbreyting losunar.

Mörg mengunarefnanna sem myndast í brunaferlinu umbreytast þegar þau losna út í andrúmsloftið.

Mengunarefni frá flugvélum umbreytast yfirleitt á þremur mismunandi svæðum:

1) Strax eftir að þau koma úr brunahólfinu innan hreyfilsins,

2) Aftan við hreyfilinn í heitum útblástursmekkinum og eftir að losunin hefur kólnað og blandast andrúmsloftinu.

Við úttak flugvélahreyfilsins blandast heitar brunagastegundir við andrúmsloftið og kæla gasstrauminn hratt.

Sumar gastegundir, eins og þung kolvetni, geta þéttst við þessar aðstæður og myndað úðaagnir.

Í útblástursmekkinum, þegar losunin heldur áfram að kólna, gangast sumar sameindir undir efnahvörf sem mynda aðrar sameindir sem geta einnig þéttst í agnir.

Litlar agnir í mekkinum rekast á og mynda stærri agnir, þótt þær séu enn smásæjar.

Svifrykið (PM) sem myndast í mekkinum getur verið á föstu eða fljótandi formi og innihaldið kolefni í formi sóts, ólífræn sölt (eins og ammóníumnítrat og ammóníumsúlfat) og þung kolvetni sem þéttast í úðaagnir.

Á sama hátt umbreytist losun loftkenndra efna og agna frá bílum, vörubílum og farartækjum á jörðu niðri, sem hafa útblástursrör, hvarfakúta eða agnasíur og hljóðdeyfa, í útblástursmekkinum eftir blöndun við andrúmsloftið.

Meginhluti þess svifryks sem tengist flugi og berst til nærsamfélaga flugvalla er losun agna sem verður við starfsemi á jörðu niðri og við flugtak og lendingu.

Nærsamfélög verða fyrir minni áhrifum af losun svifryks frá flughæð.

Tafla 1. Útblástur flugs

Útblástur	Lýsing	Uppruni útblásturs	Áhrif
CO2	Koltvísýringur er afurð fullkomins bruna kolvetniseldsneytis eins og bensíns, þotueldsneytis og dísilolíu. Kolefni í eldsneyti sameinast súrefni í loftinu og myndar CO2.	• Flugvélar • APU (Hjálparrafstövar) • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Ökutæki • Kyrrstæðar aflstöðvar • Byggingartæki	• Loftslagsbreytingar
H2O	Vatnsgufa er hin afurð fullkomins bruna þar sem vetni í eldsneytinu sameinast súrefni í loftinu og myndar H2O. Þetta er uppspretta vatnsins á slóðum flugvéla (e. contrails).	• Flugvélar • APU (Hjálparrafstövar) • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Ökutæki • Kyrrstæðar aflstöðvar • Byggingartæki	• Loftslagsbreytingar
NOx	Köfnunarefnisoxíð myndast þegar loft fer í gegnum bruna við háan hita/háan þrýsting og köfnunarefni og súrefni í loftinu sameinast og mynda NOx. Það stuðlar að myndun ósons og aukasvifryks.	• Flugvélar • APU (Hjálparrafstövar) • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Ökutæki • Kyrrstæðar aflstöðvar • Byggingartæki	• Loftgæði • Loftslagsbreytingar
HC	Kolvetni losna vegna ófullkomins bruna eldsneytis. Þau eru oft nefnd óbrunnin kolvetni (UHC) eða rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC) [VOC útilokar nokkur efnasambönd með litla hvarfvirkni sem finnast í mælingum á HC9]. Sum efnasamböndin í kolvetnislosuninni eru eitruð og hættuleg loftmengunarefni (HAP). Óson stuðlar að ósonmyndun.	• Flugvélar • APU (Hjálparrafstövar) • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Ökutæki • Kyrrstæðar aflstöðvar • Byggingartæki	• Loftgæði
CH4	Metan er einfaldasta kolvetnið. Farþegaflugvélar eru nettóneytendur metans í farflugi og eru ekki taldar upp í dálkinum yfir losunarvalda. Nettóáhrif metans frá flugvallarsvæðum eru mjög háð staðbundnum aðstæðum.	• APU (Hjálparrafstövar) • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Ökutæki • Kyrrstæðar aflstöðvar • Byggingartæki	• Loftgæði
CO	Kolmónoxíð myndast vegna ófullkomins bruna kolefnis í eldsneyti. Það stuðlar að ósonmyndun.	• Flugvélar • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Ökutæki • Byggingartæki	• Loftgæði
SOx	Brennisteinsoxíð myndast þegar lítið magn af brennisteini, sem er til staðar í nánast öllu jarðefnaeldsneyti, sameinast súrefni úr loftinu við bruna. Það stuðlar að myndun efri agna.	• Flugvélar • APU (Hjálparrafstövar) • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Byggingartæki	• Loftgæði • Loftslagsbreytingar
Sótagnir (ekki rokgjarnt)	Litlar sótagnir (einnig þekktar sem svart kolefni) sem myndast við ófullkominn bruna og úðaefni úr þéttum lofttegundum, sem eru nógu smáar til að hægt sé að anda þeim að sér, eru nefndar svifryk. Nánar er fjallað um þetta í kaflanum um áhrif á heilsu og umhverfi.	• Flugvélar • APU (Hjálparrafstövar) • GSE (Þjónustubúnaður á jörðu niðri) • Ökutæki • Kyrrstæðar aflstöðvar • Byggingartæki	• Loftgæði • Loftslagsbreytingar

Þegar útblástur frá flugvélum og ökutækjum blandast andrúmsloftinu eiga sér stað frekari efnahvörf.

Þessi hvörf eiga sér stað bæði með sameindum sem losna frá vélum flugvéla og ökutækja og sameindum sem þegar eru í loftinu.

Til dæmis myndast óson við hvarf rokgjarnra lífrænna efna og köfnunarefnisoxíða í hita og sólarljósi.

Einnig geta flókin efnahvörf og/eða kjarnamyndunarferli agna skapað nýjar agnir eða bæst við agnir sem fyrir eru.

Agnirnar sem myndast í kjölfarið geta verið einni stærðargráðu fleiri en frumagnirnar⁷

Talið er að þessar agnir standi fyrir meira en 95% af heildarmyndun agna 11 og hafi áhrif á fólk á mun víðara landsvæði.

Önnur dæmi eru umbreyting köfnunarefnisdíoxíðs (NO2) úr útblástursmekkinum í saltpéturssýrugufu (HNO3) sem hvarfast við ammóníak í andrúmsloftinu og myndar ammóníumnítratagnir (NH4NO3) og oxunarhvörf sem fela í sér loftkennd kolvetni úr mekkinum, sem gefa af sér þéttanleg lífræn efnasambönd sem mynda lífrænar úðaagnir.

Ammóníak, sem kemur aðallega frá landbúnaði, er helsti basíski þátturinn í andrúmsloftinu og er mjög hvarfgjarnt við myndun úðaagna.

Samanburður á losun frá flugsamgöngum sem hefur áhrif á loftslagsbreytingar og losun frá öðrum samgöngumátum.

Aðeins sum, en ekki öll, losun gróðurhúsalofttegunda, eins og CO2, er í beinum tengslum við eldsneytisnotkun og flestir samgöngumátar nota svipað eldsneyti.

Af þeim sökum er orkuþéttni – það magn orku sem notað er til að flytja einn farþega eina mílu – gagnlegur mælikvarði til að bera saman losun gróðurhúsalofttegunda milli mismunandi samgöngumáta.

Lestir, með 2.750 BTU/farþegamílu, hafa lægstu orkunotkun á farþegamílu meðal helstu samgöngumáta og almenningsvagnar þá hæstu með 4.364 BTU/farþegamílu⁸.

Flugvélar og bifreiðar hafa nýtni þar á milli.

Flugsamgöngur skera sig þó úr meðal samgöngumáta hvað varðar bætta eldsneytisnýtni á síðasta áratug.

Eins og sést á mynd 1: Samanburður á eldsneytisnýtni ökutækja, árið 2004 höfðu bifreiðar og flugfélög sem starfrækt voru í Bandaríkjunum mjög svipaða orkuþéttni, þar sem bifreiðar voru með 3.496 BTU/farþegamílu á móti flugfélögum með 3.505 BTU/farþegamílu.

Milli 2004 og 2012 lækkaði orkuþéttni bifreiða niður í 3.193 BTU/farþegamílu, sem er 8,8% bati.

Á sama tímabili dróst orkuþörf í flugi niður í 2.654 BTU/farþegamílu, sem er 24,3% bati, og er nú verulega lægri en í bifreiðum.

Þessi þróun var staðfest í nýlegri rannsókn.

Flug nálgast nú lestir sem orkunýtnasti ferðamátinn miðað við orkuþörf á farþegamílu.

Mynd 1: Samanburður á eldsneytisnýtni farartækja. Gögn frá Bandaríkjunum fyrir mismunandi ferðamáta úr ýmsum gagnagrunnum ríkisstofnana, tekin saman af Oak Ridge National Laboratory Center for Transportation Analysis13

Losun frá flugi í samanburði við aðra ferðamáta

Flugsamgöngur hafa vaxið hraðar en aðrir ferðamátar og er búist við að þær vaxi enn hraðar í framtíðinni.

Þrátt fyrir þennan vöxt hefur framlag flugs til losunarskrár í samanburði við aðrar samgönguuppsprettur verið hóflegt, sérstaklega í samanburði við umferð á vegum.

Þrátt fyrir að vöxtur í magni NOx-losunar frá flugi hafi verið meiri en vöxtur NOx-losunar frá umferð á vegum (þ.e. bílum og vörubílum), er magn losunar frá öðrum ferðamátum enn mun meira en frá flugi, eins og sýnt er á mynd 2: Losun frá samgöngum.

Að hluta til kemur þetta ekki á óvart þar sem mestur hluti starfsemi flugvéla fer fram í mikilli hæð þar sem losun hefur óviss og óbein áhrif á loftgæði við yfirborð jarðar og dreifist yfir stórt landsvæði.

Þetta er ólíkt bílum og vörubílum sem starfa aðallega innan eins loftgæðasvæðis og alltaf við yfirborð jarðar.

Mynd 2: Losun frá samgöngum í Bandaríkjunum 2011 heildarlosun mengunarefna frá helstu samgöngumátum í Bandaríkjunum14

Í framtíðinni mun losun köfnunarefnisoxíða (NOx) frá ökutækjum á vegum minnka vegna nýjustu umhverfisreglugerða, sem krefjast þess að meðaleldsneytisnýtni fyrirtækja verði nærri tvöfölduð, úr 29 mílum á gallonið nú í 54,5 mílur á gallonið fyrir árið 2025.

Engu að síður er líklegt að þrýstingur á losunarvalda í flugi verði áfram til staðar þar sem mörg ríki og sveitarfélög munu standa frammi fyrir þeirri áskorun að uppfylla nýja staðla fyrir óson og svifryk, um leið og það verður erfiðara og kostnaðarsamara að draga úr losun frá öðrum uppsprettum en flugi.

Losun frá flugi borin saman við aðra losunarvalda

Það er skiljanlegur áhugi á því að bera saman heildarmagn losunar frá flugvelli við losun frá orkuveri eða olíuhreinsunarstöð á sama svæði⁹.

Flugvellir eru hins vegar nokkuð frábrugðnir flestum öðrum losunarvöldum.

Líkt og borgir samanstanda þeir af margvíslegum losunarvöldum.

Flugvélar koma á flugvöllinn, dvelja þar stutta stund og fara síðan aftur, þar sem ný flugvél tekur á loft eða lendir á nokkurra mínútna fresti.

Fólksbílar, skutlur og leigubílar sem þjónusta flugvöllinn starfa ekki eingöngu þar heldur þjónusta einnig heimili, verslanir, fyrirtæki og opinberar stofnanir.

Rafmagnskatlar og kælivélar á flugvellinum eru með sérstök leyfi, líkt og sambærilegur búnaður á öðrum stöðum.

Af þessum sökum er erfitt að bera samsetningu þeirra losunarvalda sem mynda flugvöll saman við aðra losunarvalda eins og iðnaðarmannvirki eða orkuver.

Tafla 2. sýnir lista yfir framlag losunar frá flugvélum til heildarlosunarskrár helstu stórborgarsvæða þar sem framlag losunar frá flugvélum til heildarlosunar er hæst.

Tafla 2: Hlutdeild útblásturs frá flugvélum í útblástursskrám stórborgarsvæða

Höfuðborgarsvæði	NOx%	VOC%	PM2.5%
Washington, DC	1.22	0.57	0.21
Philadelphia	0.64	0.35	0.20
New York	1.40	0.42	0.41
Denver	1.42	0.54	0.31
San Francisco	1.57	0.63	0.29
Dallas	1.76	0.58	0.23
Minneapolis	1.07	0.59	0.39
Chicago	1.27	0.49	0.36

Hlutdeild flugvéla í LTO-aðgerðum (lendingu og flugtaki) á flugvöllum í atvinnuflugi í losunarskrám hefur verið reiknuð að meðaltali 0,37% fyrir SOx (á bilinu 0,002% til 6,91%) og 0,44% fyrir CO (á bilinu 0,06% til 4,36%).17

Losun frá flugi borin saman við aðra losunarvalda.

Það er skiljanlegur áhugi á því að bera saman heildarmagn losunar frá flugvelli við losun frá orkuveri eða olíuhreinsunarstöð á sama svæði.

Flugvellir eru hins vegar nokkuð frábrugðnir flestum öðrum losunarvöldum.

Líkt og borgir samanstanda þeir af margvíslegum losunarvöldum.

Flugvélar koma á flugvöllinn, dvelja þar stutta stund og fara síðan aftur, þar sem ný flugvél tekur á loft eða lendir á nokkurra mínútna fresti.

Fólksbílar, skutlur og leigubílar sem þjónusta flugvöllinn starfa ekki eingöngu þar heldur þjónusta einnig heimili, verslanir, fyrirtæki og opinberar stofnanir.

Rafmagnskatlar og kælivélar á flugvellinum eru með sérstök leyfi, líkt og sambærilegur búnaður á öðrum stöðum.

Af þessum sökum er erfitt að bera samsetningu þeirra losunarvalda sem mynda flugvöll saman við aðra losunarvalda eins og iðnaðarmannvirki eða orkuver.

Tafla 2 sýnir lista yfir framlag losunar frá flugvélum til heildarlosunarskrár helstu stórborgarsvæða þar sem framlag losunar frá flugvélum til heildarlosunar er hæst.

Tafla 2: Hlutdeild útblásturs frá flugvélum í útblástursskrám stórborgarsvæða

Höfuðborgarsvæði	NOx%	VOC%	PM2.5%
Washington, DC	1.22	0.57	0.21
Philadelphia	0.64	0.35	0.20
New York	1.40	0.42	0.41
Denver	1.42	0.54	0.31
San Francisco	1.57	0.63	0.29
Dallas	1.76	0.58	0.23
Minneapolis	1.07	0.59	0.39
Chicago	1.27	0.49	0.36

Áhrif hagvaxtar á losun

Umfang flugstarfsemi endurspeglar heildareftirspurn eftir ferðalögum og viðskiptum á heimsvísu.

Eftirspurn eftir ferðaþjónustu, bæði farþegaflutningum og fraktflutningum, hefur aukist verulega á síðasta þriðjungi aldarinnar.

Frá árinu 1980 hefur verg landsframleiðsla (VLF) í Bandaríkjunum aukist um 140%18 og flugferðir hafa aukist um 134%19 Til lengri tíma litið er búist við að eftirspurn eftir flugsamgöngum haldi áfram að aukast.

Núverandi spár gera ráð fyrir 2,3% árlegum vexti í fjölda farþega um borð á næstu tveimur áratugum, sem leiðir til 58% fleiri farþega.

Þar af leiðandi er búist við vexti í flugvélaflotanum og stækkun og frekari þróun núverandi flugvalla.

Þetta þýðir einnig að búist er við að losun frá flugstarfsemi aukist nema umbætur í rekstrarhagkvæmni, sjálfbært annað eldsneyti og tengd lágkolefnistækni sem fjallað er um hér að neðan geti vegið upp á móti þeim vexti.

Þróun í losun frá flugi

Þótt spáð sé vexti í flugstarfsemi er losun einnig háð öðrum þáttum, þar á meðal:

• Byggingarefni og tæknileg fágun flugvéla – því léttari, straumlínulagaðri og tæknilega fullkomnari sem flugvél er, því minna eldsneyti notar hún.

• Rekstur flugvéla – því minni tíma sem flugvél eyðir í akstur eða lausagang á jörðu niðri og því beinni leið sem flug getur farið, því minna eldsneyti notar hún.

Takmarkað eða þéttsetið loftrými, slæmt veður, þéttsetnir flugvellir og óhagkvæm starfsemi á jörðu niðri geta allt leitt til aukinnar losunar.

• Samsetning eldsneytis – þótt þörf sé á þeim í litlu magni, veldur tilvist brennisteins og þungra eða flókinna kolvetnissameinda eins og arómatískra efnasambanda svifryksmengun og dregur úr brennsluhagkvæmni.

Eins og sést á þróun eldsneytisnýtingar á mynd 1 hefur tækniframþróun í hönnun flugvélahreyfla dregið verulega úr eldsneytisnotkun og útblæstri flugvéla í hverju flugi á síðustu áratugum.

Á sama tímabili þróaði og tók iðnaðurinn í notkun ný, létt og sterk efni, sjálfvirk leiðsögu-, rekstrar- og hreyfilstjórnunarkerfi og nýtti sér gríðarlega nýja tölvugetu til að bæta loftaflfræðilega skilvirkni og samþætta mjög flókna rekstraruppbyggingu eins og flughafnakerfi með miðstöðvum og útibúum.

Þoturnar sem eru í notkun í dag eru yfir 70% sparneytnari á hvern sætiskílómetra en fyrstu þoturnar á sjöunda áratugnum.

Þrátt fyrir að nýjar flugvélar séu mun sparneytnari batnar meðaleldsneytisnýting flugflota heimsins hægt vegna þess að farþegaflugvélar eru yfirleitt í flotanum í 30–35 ár.

Eftir því sem þær eldast eru eldri vélar teknar úr notkun og nýjum skipt út fyrir þær eins og sýnt er á mynd 3: Vöxtur og endurnýjun farþegaflugvéla.

Nýjum flugvélum er einnig bætt við flotann til að auka afkastagetu.

Eftir 10 ár verða 52% flotans nýjar flugvélar og hlutfallið hækkar í 86% eftir 20 ár.

Þessar nýju flugvélar munu búa yfir háþróaðri tækni og getu sem samsvarar bættri eldsneytisnýtingu.

Mynd 3: Vöxtur og endurnýjun farþegaflugvéla.

Spá um vöxt og endurnýjun flugvélaflota á heimsvísu, byggð á sögulegri úreldingu stórra farþegaþota

Flugmálastjórn Bandaríkjanna (FAA) einbeitir sér nú að því að umbreyta loftrými þjóðarinnar.

Stofnunin hefur hleypt af stokkunum NextGen-áætluninni, sem mun endurskipuleggja flugumferðarstjórnarkerfi landsins.

Verulegri fyrirhöfn er varið í að draga úr umferðarþunga og töfum.

Fyrirhugaðar úrbætur munu einnig auka áreiðanleika kerfisins.

Þessar breytingar munu flýta fyrir minnkun útblásturs á hvert flug.

Unnið er að því að bæta það þotueldsneyti sem notað er, sem hefur þau áhrif að draga úr losun.

Nýtt annað eldsneyti, svo sem það sem framleitt er úr lífrænum efnum, gæti dregið verulega úr losun koltvísýrings frá flugi.

Með því að sníða gæði eldsneytis að hönnun hreyfilsins munu flugvélar geta losað minna fyrir hvert flug.

Málefni þotueldsneytis eru viðfangsefni rannsókna í áætluninni Partnership for Air Transportation Noise and Emissions Reduction (PARTNER).

Nýlokið verkefni

(Umhverfiskostnaðar- og ábatagreining á öðru þotueldsneyti) hefur bætt verulega skilning á umhverfiskostnaði og ávinningi af öðru þotueldsneyti.

Þar var losun gróðurhúsalofttegunda metin yfir lífsferil annars þotueldsneytis á skimunarstigi og þróað fyrsta stigs líkan fyrir framleiðslukostnað eldsneytis, þróaðar notkunarsviðsmyndir fyrir annað eldsneyti sem skila tiltekinni minnkun gróðurhúsalofttegunda og umhverfisgreiningin var útvíkkuð til að taka tillit til sjálfbærni hvað varðar land, vatn og loft.

Sjálfbærnimatið sem hófst í verkefni er aðalgrunnurinn að áframhaldandi rannsóknum sem víkka út notagildi þess mats til viðbótar tæknisettum og hráefnisvalkostum, til að þróa sviðsmyndir fyrir innleiðingu lífeldsneytis og til að framkvæma jöfnunargreiningar á milli mismunandi mælikvarða og valkosta.

Sjálfbærni annars þotueldsneytis er orðið áhersluefni í rannsóknum hjá FAA.

Niðurstöður þessarar vinnu eru mikilvægar fyrir umhverfis- og orkumarkmið NextGen sem tengjast þróun annars þotueldsneytis og veita eftirlitsaðilum, eldsneytisframleiðendum og eldsneytisinnkaupastofnunum mikilvægar upplýsingar um heildarsjálfbærni mismunandi hráefnis- og tæknivalkosta.

Áhrif losunar

Losun frá flugi hefur áhrif á bæði loftgæði og loftslag á heimsvísu.

Í samanburði við aðrar atvinnugreinar er atvinnuflug tiltölulega lítill þátttakandi í losun sem veldur áhyggjum vegna loftgæða og loftslagsbreytinga.

Hins vegar á losun frá flugi sér stað í veðurfarslega viðkvæmum efri lögum veðrahvolfsins og neðri lögum heiðhvolfsins þar sem hún getur haft óhófleg áhrif á loftslag.

Hún á sér einnig stað í mikilli hæð þar sem áhrifa hennar getur gætt í mikilli fjarlægð frá losunarstað.

Í þessum kafla ræðum við hvernig losun frá flugvélum hefur áhrif á heilsu manna og umhverfið og hvernig henni er stjórnað til að takmarka skaðleg áhrif.

Það eru þrír þættir sem þarf að hafa í huga þegar áhrif losunar eru metin:

1) Magn og eiginleikar losunar;

2) hvernig menn og viðkvæmt umhverfi verða fyrir henni; og

3) áhrif hennar á heilsu manna og umhverfið.

Mælingar á losun frá flugi

Hagsmunaaðilar í flugi, þar á meðal FAA, flugfélög, flugvéla- og hreyflaframleiðendur, NASA, EPA og bandaríski herinn, eiga sér langa sögu rannsókna til að mæla magn og samsetningu losunar frá flugi.

Á undanförnum árum hafa nokkur losunarmælingaverkefni aukið verulega þekkingu á losun frá flugvélum.

Tilraunirnar Aircraft Particle Emissions eXperiment (APEX) voru gerðar á árunum 2004 til 2006 og mældu losun á öllu aflsviði flugvélahreyfla sem notuðu ýmsar tegundir eldsneytis.

Í tilraununum var losun mæld við úttak hreyfilsins sem og neðar í útblástursmekkinum þegar hann kólnaði og blandaðist umhverfislofti til að meta þær efna- og eðlisfræðilegu breytingar sem eiga sér stað.

Hreyflar af ýmsum stærðum voru teknir með í þetta verkefni.

Í nýlegri tilraunum hefur losun frá öðrum uppsprettum í flugi verið mæld, svo sem frá APU, GSE og dekkjum og bremsum flugvéla.

Að þekkja magn og eiginleika losunar frá ýmsum uppsprettum í flugi er aðeins hluti af sögunni.

Það er einnig mikilvægt að vita um samanlagða losun þeirra á flugvöllum.

FAA, flugvellir, bandaríski herinn, samgöngurannsóknaráð vísindaakademíunnar, og aðrir hagsmunaaðilar hafa framkvæmt nokkur verkefni sem mældu losun og loftgæði á og við flugvelli.

Mælingar hafa verið gerðar á flugvöllum, í samfélögum við hliðina á flugvöllum og undan vindi frá flugvöllum, allt frá stórum miðstöðvarflugvöllum til lítilla, staðbundinna flugvalla.

Á síðasta áratug hafa mörg fleiri verkefni¹⁰ mælt og einkennt losun frá flugi.

Þessi verkefni hafa hjálpað vísindamönnum að skilja hvar losun á sér stað, úr hverju hún er, hvernig hún breytist efna- og eðlisfræðilega, hvernig hún dreifist í loftinu og hvar hún endar.

Í dag er mikið vitað um magn og tegund losunar sem kemur frá flugrekstri.

Hins vegar er krefjandi að fylgjast með losun frá fjölmörgum uppsprettum sem starfa samtímis, dreifast yfir flugvöll og verða fyrir áhrifum af breytilegum áætlunum og síbreytilegum áhrifum veðurs.

Til að skilja öll mæligögn og Aviation Emissions, Impacts & Mitigation: A Primer upplýsingar sem hafa safnast um losun hafa verið þróuð öflug tæki sem hjálpa til við að fylgjast með og meta áhrif losunar frá flugi.

Líkön af losun og útsetningu

Tölvulíkön eru þau tæki sem við notum til að meta umhverfisáhrif.

Fyrstu líkönin voru einföld og mældu losun frá einstökum uppsprettum.

Á síðasta áratug hefur FAA þróað safn hugbúnaðartækja sem gera ítarlegra mat á umhverfisáhrifum flugs kleift.

NASA, Transport Canada, iðnaðurinn og háskólasamfélagið aðstoðuðu við þetta margra ára þróunarferli.

Áherslan í þessari þróunarvinnu hefur verið að fella bestu vísindalegu þekkingu inn í tækin með því að byggja á þeim gögnum sem fengust úr mælingaverkefnunum.

Eftir að hafa magngreint losun frá mörgum uppsprettum yfir sama tímabil sýna núverandi líkön hvernig veður og aðrar aðstæður í andrúmsloftinu valda því að losunin færist eða dreifist út í umhverfið.

Að bæta við dreifingargetu var mikilvægur áfangi í þróun líkana.

Dreifingargreining gerir líkanagerðarmanninum kleift að reikna út styrk losunar á ýmsum stöðum innan og utan flugvallarins.

Þetta sýnir aftur á móti að hve miklu leyti farþegar, íbúar í nágrenninu og nærsamfélagið verða fyrir losun frá flugi.

Enn fremur geta þessi tæki veitt samanburð á styrk mengunarefna fyrir og eftir fyrirhugaðar endurbætur á flugvöllum til að sýna fram á áhrif verkefnisins.

Helsti byggingareining þessa nýja hugbúnaðartækjasafns er Aviation Environmental Design Tool (AEDT), sem samþættir núverandi hávaða- og losunarlíkön og hjálpar til við að meta innbyrðis tengsl.

AEDT er nú notað af bandarískum stjórnvöldum fyrir innlenda skipulagningu, umhverfiseftirlit og rannsóknargreiningu.

Annar þáttur í safninu, sem beinist að rannsóknarsamfélagi stjórnvalda, er mat á afköstum flugvéla með tækjum eins og Environmental Design Space (EDS)31, Piano (Project Interactive Analysis and Optimization), TASOPT (Transport Aircraft System OPTimization) og SUAVE (Stanford University Aerospace Vehicle Environment).

Þessi tæki eru notuð til að takast á við mismunandi tegundir spurninga sem spurt er.

EDS er greiningartæki fyrir flugvélar og hreyfla sem getur metið upprunahávaða, útblásturslosun, afköst og efnahagslegar breytur fyrir framtíðarflugvélahönnun við mismunandi tækni-, rekstrar-, stefnu- og markaðsaðstæður.

EDS getur metið innbyrðis tengsl milli hávaða, losunar og afkasta á flugvélarstigi.

PIANO er notað til að afla loftaflfræðilegra og afkastagagna fyrir flugvélaframleiðendur sem ekki veittu þessi gögn.

TASOPT var notað í PARTNER Project 48 (Development of a Distributed Approach to System Level Uncertainty Quantification) við að skapa nýja getu til hugmyndahönnunar flugvéla í tækjasafni FAA og við að þróa aðferð til að framkvæma magngreiningu á óvissu á kerfisstigi.

SUAVE er hönnunartæki sem gerir kleift að hanna hvaða loftfar sem er með hvaða nákvæmnisstigi sem er í stuðningsgögnum þess.

Það var notað í PARTNER Project 43 (Analysis of Mission Specifications).

Þetta gerir FAA kleift að greina áhrif framtíðarflugvélahönnunar á flugflotastigi.

Til að fullkomna tækjasafnið er Aviation Environmental Portfolio Management Tool (APMT) í þróun.

Upphaflega var APMT ætlað 11 Aviation Emissions, Impacts & Mitigation: A Primer til notkunar fyrir stjórnvöld og bætir það getu til umhverfisáhrifa- og efnahagsgreiningar við tækjasafnið.

Hægt er að keyra hvert líkan í þessu umhverfistækjasafni sjálfstætt, til að einbeita sér að sérstökum þáttum greiningarinnar en þau geta einnig starfað á samþættan hátt.

Þetta núverandi tækjasafn veitir getu til að einkenna og magngreina losun frá flugi, áhrif á heilsu og velferð og kostnað fyrir iðnað og neytendur á staðbundnum, svæðisbundnum, innlendum og alþjóðlegum vettvangi.

Notendur geta metið mismunandi stefnu-, tækni-, rekstrar- og markaðsaðstæður og einnig metið innbyrðis tengsl milli losunar og hávaða og skilið kostnaðaráhrifin.

Með þessu líkanasafni er hægt að meta mismunandi valkosti til að draga úr áhrifum losunar.

Til dæmis getur FAA metið umhverfisávinning af valkostum við nútímavæðingu flugumferðarstjórnunarkerfa, metið nýja hönnun hreyfla og flugvéla og metið heilsufarsleg og efnahagsleg áhrif af notkun annars konar eldsneytis.

Líkönin gera FAA einnig kleift að samræma aðgerðir við erlenda samstarfsaðila í gegnum Alþjóðaflugmálastofnunina (ICAO), milliríkjastofnun Sameinuðu þjóðanna sem ber ábyrgð á skipulagningu, framkvæmd og samhæfingu almenningsflugs á heimsvísu, og nefnd ICAO um umhverfisvernd í flugi (CAEP).

Losun frá flugi og loftgæði.

Svifryk, óson við jörðu, kolsýringur, brennisteinsoxíð, köfnunarefnisoxíð og blý eru algeng loftmengunarefni sem finnast í andrúmsloftinu víðs vegar um Bandaríkin.

Þessi mengunarefni geta skaðað heilsu manna og umhverfið og valdið eignatjóni.

Af þessum sex mengunarefnum eru svifryksmengun og óson við jörðu útbreiddustu heilsufarsógnirnar.

EPA setur reglur um óson við yfirborð jarðar, sem er ekki losað beint út í andrúmsloftið heldur myndast þegar köfnunarefnisoxíð og kolvetni hvarfast í andrúmsloftinu í sólarljósi.

Frá árinu 1980 hefur heildarlosun tiltekinna loftmengunarefna sem EPA setur reglur um (NOx, SOx, svifryk, CO og blý (Pb)) í Bandaríkjunum dregist verulega saman, samkvæmt skýrslu stofnunarinnar frá 2012, National Emissions Inventory (NEI) Air Pollutant Emissions Trends Data.

Eins og sýnt er á mynd 4 dróst losun NOx saman um 46 prósent, losun brennisteinsdíoxíðs (SO2) dróst saman um 63 prósent og losun svifryks sem er minna en 2,5 míkrómetrar (PM2,5) dróst saman um 11 prósent.

Að minnsta kosti helmingur þessarar minnkunar átti sér stað á síðustu fimm árum.

Þrátt fyrir þennan árangur valda óson við yfirborð jarðar og svifryk sem er minna en 2,5 míkrómetrar (PM2,5) enn vanda á mörgum svæðum í landinu¹¹.

Heildarlosun mengunarefna á landsvísu segir ekki alla söguna um framlag flugs til loftgæðavandamála á svæðum.

Gögn frá EPA staðfesta að verstu loftgæðin eru yfirleitt í og við borgir þar sem flugumferð fer einnig aðallega fram.

Lög um hreint loft (Clean Air Act), sem fjallað verður nánar um síðar í þessu skjali, krefjast þess að EPA ákvarði hvort svæði innan Bandaríkjanna uppfylli (þ.e. nái) landsbundin viðmið um loftgæði (National Ambient Air Quality Standards, NAAQS)¹².

Margir flugvellir í Bandaríkjunum eru á svæðum sem ekki uppfylla viðmiðin: 43 af 50 stærstu flugvöllunum eru á svæðum sem ekki uppfylla viðmið fyrir óson (O3) og 12 eru á svæðum sem ekki uppfylla viðmið fyrir PM2,5.42 Framlag flugs til heildarlosunar á svæði er yfirleitt lítið, eins og sýnt er í töflu 2.43

Mynd 4: Losun mengunarefna í Bandaríkjunum frá öllum losunaruppsprettum.

Árleg losun mengunarefna í Bandaríkjunum.

Samkvæmt lögum um umhverfisstefnu á landsvísu (National Environmental Policy Act) mega flugvallarframkvæmdir sem eru fjármagnaðar með opinberu fé ekki hafa áhrif á getu svæðis til að ná landsbundnum viðmiðunarmörkum fyrir loftgæði (NAAQS).

Fyrir verkefni sem auka afkastagetu gætu mótvægisaðgerðir vegna losunar verið nauðsynlegar til að stækkun flugvallar geti átt sér stað.

Slík verkefni geta falið í sér að skipta flugrútum og öðrum farartækjum yfir í sparneytnari og umhverfisvænni kosti, svo sem metangas eða rafmagn, setja upp rafmagnstengingar og forhitað loft við hliðin svo flugvélar þurfi ekki að keyra hjálparrafstöðvar sínar þegar þær standa við hlið, eða setja upp sólarrafhlöður til að framleiða rafmagn.

Undanfarin ár hafa vísindamenn sett fram þá tilgátu að losun frá flugvélum í flughæð, sérstaklega SOx og NOx, sé líkleg til að framleiða viðbótarsvifryk sem berst mjög langar vegalengdir (milli heimsálfa) og sest síðan á yfirborð jarðar og hefur áhrif á loftgæði¹³.

Þessar niðurstöður þarf að staðfesta til að skilja mikilvægi þessarar losunar.

FAA hefur nokkur rannsóknarverkefni í gangi til að öðlast betri skilning á vísindunum og aðferðunum sem um ræðir og til að magngreina staðbundin áhrif á loftgæði vegna losunar í flughæð.

Losun frá flugi og loftslagsbreytingar

Áhyggjur af losun gróðurhúsalofttegunda hafa farið vaxandi um allan heim.

Heildarlosun gróðurhúsalofttegunda í Bandaríkjunum hefur aukist að meðaltali um 0,4 prósent á ári síðan 1990.47 Losun frá samgöngum í Bandaríkjunum hefur aukist um tvöfalt hraðar og árið 2012 nam hún um 28% af heildarlosun CO2 í Bandaríkjunum, eins og sýnt er á mynd 5: Losun gróðurhúsalofttegunda í Bandaríkjunum eftir atvinnugreinum.

Flug er um 12% af losun frá samgöngum, eða 3,36% af heildarlosun CO2 í Bandaríkjunum.

Mynd 5: Losun gróðurhúsalofttegunda í Bandaríkjunum eftir atvinnugreinum (2012)

Mynd 6: Orkunotkun í samgöngum eftir ferðamáta (2012)

Á sama hátt benda nýjustu alþjóðlegu loftslagsrannsóknir til þess að framlag flugs til loftslagsbreytinga af mannavöldum sé á bilinu 3,5% til 4,9%.50 Spáð er að þetta hlutfall muni aukast í 4,4% til 6,2% fyrir árið 205051 nema ný tækni og stefnumótun verði tekin upp til að draga úr losun frá flugi.

Enn er mikil óvissa um áætluð áhrif á loftslagsbreytingar, sem unnið er að því að leysa með áframhaldandi rannsóknum.

Loftslagsáhrif losunar frá flugi eru nokkuð flókin og fela í sér bein loftslagsáhrif frá losun CO2 og vatnsgufu, óbein áhrif á loftslag vegna breytinga á dreifingu og styrk O3 og metans (CH4) vegna losunar NOx, bein áhrif (og óbein áhrif á ský) frá losuðum úðaögnum og forverum þeirra, og loftslagsáhrif tengd flugslóðum og myndun háskýja.

Loftslagsáhrif stafa af samspili sólar- og varmageislunar við lofttegundir eins og koltvísýring og vatnsgufu (sjá mynd 7 hér að neðan), auk mengunarefna eins og CO, HC og svartkolefnisagna (BC) sem myndast við ófullkominn bruna í brennsluhólfi gashverfilsins.

Losun SOx myndar brennisteinssýru í návist vatnsgufu, sem síðan hefur víxlverkun við ammóníak (NH3) í marklagi jarðar og myndar ammóníumsúlfatagnir.

Losun NOx hefur áhrif á myndun ósons og myndar saltpéturssýru (HNO3) í flughæð og ammóníumnítratagnir í marklaginu í návist ammóníaks, sem hefur þannig áhrif á loftgæði.

Sótagnirnar í flughæð hafa víxlverkun við önnur efni eins og brennisteinssýru og saltpéturssýru og mynda smáar agnir sem virka sem þéttikjarnar fyrir þéttingu vatnsgufu sem er til staðar í efri lofthjúpnum við ákveðnar aðstæður og mynda stærri agnir sem verða að flugslóðum.

Þessar flugslóðir eru sýnilegar meðfram flugleiðum og hafa stuttan líftíma, um nokkrar klukkustundir.

Stundum, við rétt veðurskilyrði, breiðast þessar flugslóðir út hornrétt á flugleiðirnar og mynda háský sem einnig hafa víxlverkun við skammbylgju- og langbylgjugeislun og hafa þannig áhrif á loftslag.

Mynd 7: Skýringarmynd af útblæstri frá bruna í flugvélum¹⁴.

Samspil útblásturs flugvéla við andrúmsloft og loftslagskerfi (t.d. efnafræðilegt, ör-eðlisfræðilegt, hreyfifræðilegt og geislunarlegt) er enn lítið þekkt og krefst frekari rannsókna.

Mynd 7 er skýringarmynd af núverandi skilningi á hugsanlegum áhrifum útblásturs frá bruna í flugvélum á loftslag og samfélagslega velferð.

Myndin hér að ofan sýnir einnig stefnumótandi afleiðingar á ýmsum stigum þessa útblásturs, þar sem stefnumótandi mikilvægi eykst eftir því sem neðar dregur.

Myndun lofttegunda og agna sem hafa víxlverkun við geislun hefur áhrif á loftslag og loftgæði við yfirborð. Það er því æskilegt að lágmarka þessar afurðir.

Mótvægisaðgerðir, svo sem að breyta flugleiðum til að koma í veg fyrir myndun slóða, endurhanna brunahólf hreyfla með háu hjástreymishlutfalli til að lækka hitastig og lágmarka myndun NOx, og draga úr óhreinindum eins og brennisteini í eldsneyti til að lágmarka myndun agna, eru allt dæmi um niðurstöður stefnumótandi ákvarðana til að lágmarka áhrif á loftslag.

Að lokum leiða slíkar aðgerðir til minni kostnaðar fyrir samfélagið og auka samfélagslega velferð í formi áhrifa á heilsu og vellíðan.

Losun frá flugi, áhrif og mótvægisaðgerðir: Inngangur

Fjölbreyttar umhverfisreglugerðir gilda um starfsemi og búnað á flugvöllum.

Vottunarkröfur gilda um losun kolmónoxíðs (CO), kolvetnis (HC), köfnunarefnisoxíða (NOx) og reyks frá flugvélahreyflum.

Aðkomubifreiðar á jörðu niðri lúta losunarstöðlum fyrir útblástur og búnaður til þjónustu á jörðu niðri (GSE) kann að lúta stöðlum fyrir vélar sem ekki eru í farartækjum.

Samsetning þotueldsneytis, dísilolíu og bensíns er öll háð reglugerðum til að takmarka skaðlega losun, tryggja rétt afköst hreyfla og eldsneytiskerfa og koma í veg fyrir áhyggjur af endingu hreyfla.

Lækkun á magni brennisteins í bensíni er réttlætt með þekktri minnkun á skilvirkni hvarfakúta, sem þýðir að þessi tæki eru síður fær um að fjarlægja losun úr útblæstri lofts.

Þannig er fjarlæging brennisteins leið til að draga úr annarri losun eiturefna úr útblæstri ökutækja á jörðu niðri.

Minnkun naftalena í eldsneyti dregur úr myndun kolefnisagna sem eru hugsanlega skaðlegar, þar sem þær geta valdið sliti á hverfilblöðum og myndað heita bletti sem geta leitt til ótímabærrar bilunar í hreyflum.

Mörg rekstrarstarfsemi og búnaður krefjast leyfa.

Flugmálastjórn Bandaríkjanna (FAA) verður að íhuga loftgæðaáhrif aðgerða sem hún tekur að sér, veitir leyfi fyrir eða fjármagnar og ákvarða að stækkunaráætlanir flugvalla séu í samræmi við svæðisbundnar loftgæðaáætlanir.

Lög um hreint loft (CAA)¹⁵ eru helstu, yfirgripsmiklu loftgæðalögin í Bandaríkjunum.

CAA stofnar Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna (EPA) sem þá stofnun sem ber ábyrgð á að setja viðeigandi loftgæðastaðla og þróa reglugerðir til að uppfylla þá staðla.

EPA setur staðla fyrir loftgæði á landfræðilegum svæðum sem almennt tákna stórborgarsvæði.

Samkvæmt CAA setur EPA landsbundna loftgæðastaðla (NAAQS) fyrir NO2, SO2, PM2.5, CO, O3 og blý (Pb). EPA setur flesta reglugerðarstaðla en mörg leyfisveitingaferli eru í höndum ríkisstofnana.

Að því er varðar flugvélahreyfla krefst CAA þess að EPA hafi samráð við FAA og veitir FAA heimild til að framfylgja losunarstöðlum EPA fyrir flugvélahreyfla með vottunarreglugerðum sínum¹⁶.

FAA ber ábyrgð á að tryggja að þessar reglugerðir stangist ekki á við öryggis- og aðrar rekstrarkröfur flugvéla.

Til dæmis eru meira en 60 staðlar¹⁷ sem gilda meðal annars um hönnun flugvélahreyfla, byggingarefni, endingu, mælitæki og stjórnun og öryggi. Þetta er til viðbótar við kröfur um loftræstingu eldsneytis og losun útblásturs fyrir flugvélar með hverfilhreyflum¹⁸ sem tilgreina samræmi við losunarstaðla EPA fyrir útblástur flugvéla.

Lög um umhverfisstefnu þjóðarinnar frá 1969 (NEPA)¹⁹ krefjast þess að alríkisstofnanir íhugi umhverfisáhrif aðgerða sinna, sem gætu falið í sér styrki, lán, leigusamninga, leyfi og samþykki áætlana eða verkefna.

NEPA gildir um flestar flugvallarframkvæmdir vegna fjármögnunar eða samþykkis FAA.

Sumar aðgerðir sem eru háðar endurskoðun NEPA virkja einnig „almennt samræmi“-ákvæði CAA, sem leitast við að tryggja að aðgerðir sem alríkisstjórnin samþykkir trufli ekki áætlun svæðis um að uppfylla loftgæðastaðla²⁰.

Alríkisstofnanir verða að tryggja að fyrirhuguð losun frá alríkisaðgerðum á flugvöllum sem staðsettir eru á svæðum sem ekki uppfylla kröfur

samræmist

viðeigandi framkvæmdaáætlun ríkisins.

Á alþjóðavettvangi hefur Alþjóðaflugmálastofnunin (ICAO) lengi verið vettvangur til að meta umhverfisárangur flugvélahreyfla.

ICAO hefur beitt nálgun sem byggir á

tækniframförum

og hækkað staðla innan getu sannreyndrar tækni og vottaðra vara (hreyfla og flugvéla) frekar en nálgun sem byggir á

tæknikröfum,

sem myndi setja staðla byggða á tækni sem er ekki vottuð eða er jafnvel ekki til.

Ástæðan fyrir nálgun ICAO er einföld – sú mikla áhersla sem lögð er á öryggi í flugrekstri takmarkar notkun á ósannreyndri nýrri tækni. Heilsu- og umhverfisáhrif losunar frá flugi.

Svifryk (PM).

Flugmálastjórn Bandaríkjanna (FAA) heldur áfram að styrkja rannsóknir 60 til að skilja og meta hvernig losun frá flugi stuðlar að staðbundnum og svæðisbundnum loftgæðum, með blöndu af mælingum og líkanrannsóknum með fullkomnustu tölvuverkfærum, og til að meta hugsanlega aukna heilsufarsáhættu vegna loftmengunarefna eins og svifryks, ósons og hættulegra loftmengunarefna.

Þessar rannsóknir byggja á umfangsmiklum rannsóknum á heilsufarsáhrifum sem Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna (EPA) og læknisfræðilegar rannsóknarstofnanir hafa unnið að í mörg ár.

Rannsóknir til þessa benda til þess að fínt svifryk beri ábyrgð á meirihluta heilsufarsáhættu af völdum losunar frá flugi, þótt óson hafi einnig veruleg heilsufarsáhrif.

Alhliða greining á heilsufarsáhrifum ætti einnig a fela í sér áhrif ósons og annarra mengunarefna.

Í umbreytingarferlinu myndast agnir í ýmsum stærðum. Almennt gildir að því minni sem ögnin er, því lengra ferðast hún í andrúmsloftinu, því lengur helst hún svífandi í andrúmsloftinu og því meiri áhættu stafar af henni fyrir heilsu manna.

Svifryk felur í sér bæði frumsvifryk, sem losnar beint út í loftið, og afleitt svifryk, sem myndast við eðlis- og efnafræðilega ferla í andrúmsloftinu.

Auðvelt er að anda að sér PM 2,5 og því getur það skapað aukna heilsufarsáhættu.

Þessar agnir eru of litlar til að falla auðveldlega úr andrúmsloftinu.

Þær geta borist þúsundir kílómetra og verið í andrúmsloftinu í daga til vikur²¹.

Auk þess gleypa og endurkasta fínar agnir sem svífa í andrúmsloftinu ljósi, sem er helsta orsök skerts skyggnis (móðu) í hlutum Bandaríkjanna.

“C:\Users\ADMIN\Downloads\gieng troi 1.png” – 1

Ofurfínar agnir eru undirflokkur PM2,5 og eru minni en 0,1 míkrómetri í þvermál.

Mörg heilsufarsáhrif eru tengd útsetningu fyrir svifryki, þar á meðal áhrif á öndunarfæri, hjarta- og æðakerfi og taugakerfi²².

Minni agnir, sem eru minni en 2,5 míkrómetrar í þvermál og eru dæmigerðar fyrir losun frá flugi, hafa tilhneigingu til að skapa meiri áhættu þar sem þær fara dýpra inn í lungu og blóðrás og valda áhrifum á hjarta- og æðakerfi og hafa jafnvel áhrif á taugakerfið.

Útsetning manna fyrir smáum ögnum getur aukið hjarta- og lungnasjúkdóma sem leiðir til fjölgunar innlagna á sjúkrahús, heimsókna á bráðamóttöku og fjarvista úr skóla eða vinnu.

Eldri fullorðnir, börn og fólk með hjarta- eða lungnasjúkdóma eru viðkvæmust fyrir útsetningu fyrir svifryki.

Bráðabirgðarannsóknir benda til þess að af ótímabærum dauðsföllum sem tengjast losun frá öllum brunagjöfum séu innan við 1% tengd losun frá flugi.

Í framtíðinni mun hlutfallsleg heilsufarsáhætta af

Útblástur frá flugi verður fyrir miklum áhrifum af breyttum bakgrunnsstyrk mengunarefna og fólksfjölgunar auk breytinga á útblæstri sem ekki tengist flugi.

Umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna (EPA) setti fyrstu staðlana fyrir svifryk árið 1971.

Staðlarnir voru endurskoðaðir árin 1987, 1997, 2006 og aftur árið 2013.66 EPA setur ekki lengur reglur um agnir stærri en 10 míkrómetra (t.d. sand og stórar rykagnir), sem upphaflegu staðlarnir beindust að, þar sem þær eru ekki taldar auðveldlega innöndunarhæfar.

Styrkur svifryks á tilteknum stað er summa allra svæðisbundinna uppspretta svifryks og svæðisbundins bakgrunnsstyrks.

Svifryksútblástur frá flugvöllum og öðrum svæðisbundnum uppsprettum blandast tiltölulega fljótt við bakgrunnsstyrk svifryks.

Samsetning útblásturs frá flugvöllum og öðrum svæðisbundnum uppsprettum og bakgrunnsstyrks svifryks leiðir til heildarmagns svifryks í andrúmsloftinu sem er háð flóknum ferlum í andrúmsloftinu, þar á meðal efnahvörfum og flutningi mengunar.

Þetta gerir það erfitt að einangra framlag flugvallarstarfsemi frá öllum öðrum útblástursuppsprettum á svæðinu.

Auk NAAQS-staðla CAA-laganna eru aðrar reglugerðir sem hafa bein eða óbein áhrif á svifryksútblástur frá flugi.

Til dæmis hefur Alþjóðaflugmálastofnunin (ICAO) sett vottunarstaðla fyrir flugvélahreyfla²³ sem takmarka reyklosun, mælda með „reyktölu“²⁴.

Reykstaðlarnir tóku gildi árið 1983.

Þar sem reykur er vísbending um svifryksútblástur hafa þessir staðlar haft óbein áhrif á svifryksútblástur flugvéla undanfarin 30 ár.

Eins og áður hefur komið fram sameinast brennisteinn í þotueldsneyti súrefni úr loftinu við bruna og myndar SO2, en hluti þess myndar að lokum afleitt svifryk.

Brennisteinslosun er í beinu samhengi við brennisteinsinnihald eldsneytisins.

Alþjóðlega viðurkenndir staðlar²⁵ fyrir Jet A, sem er þotueldsneytið sem notað er í Bandaríkjunum, takmarka brennisteinsinnihald eldsneytis við að hámarki 0,30% miðað við þyngd (3.000 PPM S).

Í reynd er vegið meðaltal brennisteinsmagns í Jet A, sem mælt var í könnun árið 2010, þó vel undir dæmigerðum hámarksmörkum.

Fjögurra mánaða vegið meðaltal brennisteinsmagns í Bandaríkjunum í heild var 544 PPMS, sem er 23% lækkun frá 2007 til 2010.70 EPA hefur krafist þess að birgjar dísileldsneytis fyrir tæki sem ekki eru á vegum minnki brennisteinsinnihald eldsneytis niður í sömu ofurlágu brennisteinsmörk og krafist er fyrir dísil á vegum.

Þetta gerir tækjum sem ekki eru á vegum kleift að nota háþróaða útblásturshreinsitækni.

Þessar kröfur um mörk brennisteins í dísileldsneyti og staðlar um útblástur hreyfla munu draga úr svifryksútblæstri frá tækjum sem ekki eru á vegum um 90%.71 Þjónustubúnaður á jörðu niðri (GSE) sem notar annað eldsneyti eins og metangas og própan hefur 25% minni svifryksútblástur og þau sem eru knúin rafmagni²⁶ hafa engan svifryksútblástur.

2007 lagði EPA til nýja útblástursstaðla²⁷ fyrir dísilvélar sem ekki eru á vegum.

Þessir staðlar eru teknir upp í áföngum á árunum 2008 til 2014 og krefjast þess að vélaframleiðendur framleiði nýjar vélar með háþróaðri útblásturshreinsitækni.

Nýr þjónustubúnaður á jörðu niðri með dísilvélum þarf að uppfylla þessa staðla.

Þessi nýi búnaður nær útblástursárangri sem er sambærilegur við bíla nútímans.

Staðbundnar útblástursuppsprettur á flugvöllum eru meðal annars ýmiss konar mannvirki og búnaður eins og hitakatlar, neyðarrafstöðvar, brennsluofnar, slökkviliðsæfingasvæði og eldsneytisgeymar. Margar af þessum tegundum búnaðar krefjast sérstakra rekstrarleyfa með losunarmörkum fyrir svifryk.

Kyrrstæðir uppsprettustaðir eru yfirleitt um 12% af svifrykslosun á flugvöllum²⁸.

Einstakar agnategundir sem virðast ekki skaðlegar geta verið það þegar þær koma fyrir í blöndu.

Svifryk getur verið fast efni, eins og ryk, aska eða sót, og það getur líka verið algjörlega fljótandi úðabrúsi eða fast efni í vökvablöndum.

Aðgerðir til að draga úr ögnum munu draga úr öllum þáttum blandnanna.

Fjöldi vísindarannsókna hefur tengt svifryk, sérstaklega fínar agnir, annaðhvort eitt og sér eða í bland við aðra loftmengun, við ýmsa alvarlega heilsufarskvilla.

Tengslin við skaðleg heilsufarsáhrif hafa gert fínt svifryk að aðaláhyggjuefni í flugrannsóknum.²⁹

Þetta eru efni fyrir áframhaldandi og framtíðarrannsóknir.

Köfnunarefnisoxíð (NOx).

ICAO hefur sett alþjóðleg vottunarmörk³⁰ fyrir losun köfnunarefnisoxíða (NOx) frá þotuhreyflum sem takmarka magn NOx sem losað er.

EPA hefur tekið upp vottunarstaðla ICAO sem landsreglugerðir³¹.

FAA framfylgir síðan þessum stöðlum með vottun hreyfla.

Núverandi losunarstaðlar fyrir NOx fyrir flugvélahreyfla voru settir árið 2012³² , sem er herðing á fyrri stöðlum.

Þetta er fjórða breytingin frá því að upphaflegu staðlarnir voru samþykktir árið 1981.

Nýir staðlar tóku gildi fyrir hreyfla sem teknir voru í notkun frá og með 2013, sem endurspeglar 12 prósenta minnkun NOx miðað við staðlana frá 2008.

CAEP hjá ICAO hefur síðan mælt með nýjum vottunarstöðlum sem fela í sér frekari 15 prósenta minnkun NOx, með gildistökudegi árið 2014³³.

Fyrir flugvélar eru nýir NOx-vottunarstaðlar í skoðun sem munu draga úr heildar NOx-losun þeirra.

Enn er gert ráð fyrir að NOx-losun frá flugi verði minni en 3 prósent af NOx-birgðum samgangna árið 2020³⁴.

Þó að engar lands- eða alþjóðlegar reglugerðir séu til staðar um losun gróðurhúsalofttegunda sem eiga við um flugvélar eða aðra uppsprettustaði á flugvöllum, hefur flugiðnaðurinn einnig tekið verulegum framförum á þessu sviði.

Flugvélar eiga sér langa sögu um stöðugt bætta eldsneytisnýtni (mælt í eldsneytisnotkun á farþegamílu), sem dregur úr allri losun gróðurhúsalofttegunda.

Til dæmis, samkvæmt Boeing, er Boeing-787 20 prósentum skilvirkari en Boeing-767, sem hún leysir af hólmi³⁵ og Boeing-737N (Max) brennir 14% minna eldsneyti en Boeing-737-800NG nútímans³⁶.

Eldsneytisnýtni og orkusparnaður eru einnig forgangsatriði á mörgum flugvöllum³⁷.

Framtíðarreglugerðir

FAA vinnur í gegnum ICAO að því að meta stefnumöguleika til að takmarka eða draga úr losun gróðurhúsalofttegunda frá alþjóðaflugi.

ICAO hefur þróað ýmsa staðla, stefnur og leiðbeiningarefni fyrir beitingu samþættra aðgerða til að takast á við hávaða frá flugvélum og losun frá hreyflum.

Viðleitnin felur í sér framfarir í nýrri flugvélatækni, rekstrarumbætur og þróun og notkun á öðrum eldsneytistegundum, auk skuldbindingar um að þróa alþjóðlega markaðstengda aðgerð fyrir alþjóðaflug og viðeigandi flugvalla- og landnotkunarskipulag.

Í gegnum CAEP hjá ICAO styður FAA þróun á CO2 losunarstaðli fyrir flugvélar.

Gert er ráð fyrir að staðallinn muni draga úr CO2 losun flugvéla með því að samþætta eldsneytissparandi tækni í hönnun og þróun flugvéla.

Það hefur verið

þróaður þannig að virkar úrbætur sem sjást með CO2-staðlinum muni samsvara minnkun á CO2-losun frá flugvélum í daglegum rekstri.

CAEP er einnig að þróa vottunarstaðal fyrir svifryk frá flugvélahreyflum.

Í október 2013 samþykkti 38. þing ICAO yfirgripsmikla ályktun um loftslagsbreytingar sem felur í sér skuldbindingu um að þróa alþjóðlega markaðstengda aðgerð til að takast á við losun gróðurhúsalofttegunda frá alþjóðaflugi.

Bandaríkin eru skuldbundin til að vinna að þróun tillögu um alþjóðlega markaðstengda aðgerð (MBM).

Hún verður að teljast fylling í þann aðgerðapakka sem inniheldur tækni, rekstur og annað eldsneyti.

Þessar aðgerðir stuðla að því að ná metnaðarfullu markmiði ICAO um kolefnishlutlausan vöxt fyrir árið 2020 miðað við grunnlínuna frá 2005.

Bandaríkin taka þátt í að styðja bæði stefnumótun og tæknilega vinnu sem stuðlar að tillögunni um alþjóðlega markaðstengda aðgerð.

Undir þessu margþætta regluverki og sjálfviljakerfi hefur flugið náð verulegum árangri í umhverfismálum.

Í ljósi þess hve flókin greinin er og þörf er á mismunandi aðferðum og tæknilegri nálgun fyrir mismunandi gerðir farartækja og búnaðar, mun samræmt átak halda áfram milli fluggeirans og hinna mörgu eftirlitsstofnana sem deila ábyrgð á umhverfismálum.

Að draga úr losun frá flugi.

Skilvirkni hvers hluta innlenda loftrýmiskerfisins (NAS) hefur áhrif á myndun og afleidd áhrif losunar frá flugi.

Hver hluti NAS – flugrekstur, efni og tækni í flugvélum og samsetning eldsneytis – hefur tekið verulegum framförum í að draga úr losun á síðasta áratug.

Reglur eru í gildi til að takmarka skaðleg áhrif losunar frá flugi á heilsu manna og umhverfið. FAA, í nánu samstarfi við iðnaðinn og aðrar ríkisstofnanir, heldur áfram að fjárfesta verulega í rannsóknum og tækniþróun til að bæta aðgerðir til að draga úr losun.

Þessi kafli lýsir nálgun FAA við að takast á við umhverfisáhyggjur og greinir frá nokkrum framtíðarrannsóknar- og þróunarverkefnum. AÐFERÐAÁÆTLUN TIL AÐ DRAGA ÚR LOSUN FRÁ FLUGI – Fimm stoða umhverfisnálgun.

FAA setur sérstök markmið sín fyrir umhverfisverkefni byggð á nýjustu vísindalegu þekkingu á umhverfisáhrifum flugs.

Stofnunin byggir á fimm stoða heildstæðri og samþættri nálgun til að setja þau sérstöku verkefni sem nauðsynleg eru til að ná umhverfismarkmiðum í flugi.

STOÐ 1: Bætt vísindaleg þekking og samþætt líkanagerð.

Umhverfisgreiningar flugs, ákvörðun áhrifa og ákvarðanir um mótvægisaðgerðir fyrir NextGen-verkefni verða að byggjast á traustum vísindalegum grunni.

Þetta krefst áframhaldandi fjárfestinga í rannsóknum til að bæta vísindalegan skilning á áhrifum flugs.

Auk þess auðveldar þróun og notkun háþróaðra ákvarðanastuðningstækja, sem taka tillit til innbyrðis tengsla áhrifa og kostnaðar- og ábatagreininga á mögulegum lausnum, upplýstari ákvarðanatöku.

Væntanlegar lausnir og samsetningar lausna hafa mismunandi áhrif, ávinning og kostnað.

Sumar lausnir hámarka árangur á einu sviði umhverfisverndar á kostnað annars; þar sem gerðar eru málamiðlanir eru þær skýrt skilgreindar og eins gagnsæjar og mögulegt er.

Hæfnisetur (COE).

FAA hefur lengi átt farsælt samstarf við rannsóknarsamfélag háskóla landsins og unnið með meira en 75 bandarískum framhaldsskólum og háskólum til að efla mikilvægar rannsóknir sem kennarar og nemendur stunda.

Í næstum tvo áratugi hafa þessi verkefni stuðlað verulega að framförum í flugvísindum og tækni á sama tíma og þau hafa veitt stofnuninni og iðnaðinum mikla arðsemi af fjárfestingum.

Með hæfnisetrum

FAA nýta stjórnvöld, akademískar stofnanir og iðnaður sameiginleg úrræði sem tiltæk eru fyrir flugrannsóknir og hámarka tæknilega hæfni í þágu almennings.

Áhrif annars konar eldsneytis á slóða og losun í háflugi (ACCESS).

NASA hóf ACCESS-áætlunina sem framhald af APEX-losunarmælingaverkefnunum sem hluta af rannsóknaráætlun sinni um losun í flugi (Fundamental Aeronautics Aviation Emissions Research).

Með virkri þátttöku FAA voru í fyrsta ACCESS-verkefninu tekin sýni af losun flugvéla í háflugi með prófunum í flugi á 50/50 blöndu af annars konar þotueldsneyti og hefðbundnu þotueldsneyti.

Prófanir voru gerðar við mismunandi aflstillingar í mismunandi hæð. Einnig voru gerðar umfangsmiklar mælingar á stærð og styrk ískristalla til að meta myndun slóða.

Viðbótarprófanir á öðruvísi þotueldsneyti og mælingar á útblæstri í flugi verða hluti af framtíðar ACCESS-verkefnum sem framkvæmd verða á næstu árum.

Þessi verkefni gætu einnig gefið tækifæri til að sannreyna líkönin sem notuð eru til að meta áhrif útblásturs frá flugi.

Vegvísir um greiningu útblásturs frá flugi (AEC). AEC-vegvísirinn er sameinaður vegvísir um rannsóknir og þróun (R&D) á sviði reglugerða til að skilja og magngreina útblástur frá flugvélum.

FAA, NASA, DOD og EPA eru öll aðilar að samræmingarráði AEC-vegvísisins.

Unnið er að vegvísinum í samvinnu við framleiðendur, flugvelli, flugfélög og aðra hagsmunaaðila. Vegvísirinn samhæfir rannsóknarstarfsemi og miðlar niðurstöðum rannsókna til hagsmunaaðila og annarra sem hafa hagsmuna að gæta varðandi svifryk, hættuleg loftmengunarefni (HAP) og annan útblástur frá flugsamgöngum.

Markmið vegvísisins er að öðlast nauðsynlegan skilning á myndun, samsetningu, vexti og flutningsferlum útblásturs til að meta útblástur frá flugi og skilja áhrif hans á heilsu manna og umhverfið.

AEC-vegvísirinn fjármagnar ekki rannsóknarverkefni en hann hjálpar stofnunum að forgangsraða rannsóknum og nýta fjárveitingar sínar til að áorka meiru en þær myndu annars gera.

Samstarfsrannsóknaráætlun flugvalla (ACRP).

FAA fjármagnar hagnýta rannsóknaráætlun sem er drifin áfram af iðnaðinum og þróar skammtímalausnir á vandamálum sem flugvallarrekendur standa frammi fyrir. Samgöngurannsóknaráð (TRB) Vísindaakademíu Bandaríkjanna stýrir ACRP.

Áætlunin framkvæmir hagnýtar rannsóknir á vandamálum sem eru sameiginleg meðal flugvallarrekenda og sem aðrar rannsóknaráætlanir alríkisins taka ef til vill ekki nægilega á.

Talsverður fjöldi ACRP-verkefna hefur tekið á umhverfismálum, allt frá mælingaherferðum á útblæstri til líkanagerðar og endurbóta á líkönum, auk hagnýtrar leiðsagnar fyrir flugvelli til að bæta umhverfisárangur sinn.

Af 15 milljóna dala árlegri fjárveitingu FAA til ACRP eru 5 milljónir dala ætlaðar til umhverfisverkefna.

Þar sem ACRP er tilgreint í endurheimtarlöggjöf FAA,³⁸ er gert ráð fyrir að þessi áætlun haldi áfram í framtíðinni.

Rannsóknir á loftslagsbreytingum vegna flugs.

Árið 2010 hóf FAA þriggja ára rannsóknarverkefni um loftslagsbreytingar vegna flugs (ACCRI) sem hluta af rannsóknaráætlun sinni um loftslagsbreytingar til að meta áhrif útblásturs frá flugi á loftslagsbreytingar frá grunnlínu ársins 2006 og fram til framtíðar (2050).

Það mat áhrif úðaefna, áhrif af völdum flugslóða, áhrif háskýja af völdum flugslóða og óbein áhrif úðaefna.

Auk þeirra tækja sem FAA þróaði notuðu þessar rannsóknir fjölda stórra almennra hringrásarlíkana og einfaldra loftslagslíkana, gervihnatta- og rannsóknarstofumælinga og ítarlegra örsmárra líkana af úðaefnum og ísögnum.

Í þessari rannsókn voru viðurkennd hugsanleg áhrif óbeinna áhrifa úðaefna og flugslóða.

Magngreining þessara áhrifa er viðfangsefni yfirstandandi loftslagsrannsókna.³⁹

Núverandi vísindalegt álit, eins og það kemur fram í þessu átaki, leggur áherslu á nauðsyn þess að draga úr óvissu um leið og efnafræðileg og eðlisfræðileg áhrif flugs á loftslagið eru greind.

Viðbótarrannsóknir eru nú í gangi þar sem gögn frá 2012 eru greind til að meta áreiðanleika þeirra og nákvæmni.

STOÐ 2: Nútímavæðing flugumferðarstjórnar.

Þróun og samþætting háþróaðra verklagsreglna og endurbóta á innviðum eykur rekstrargetu sem virkar á skilvirkari hátt, bætir orkunýtingu og dregur þannig úr umhverfisáhrifum.

Nútímavæðing og endurbætur á flugumferðarstjórn sem gerðar eru sem hluti af NextGen auka skilvirkni í rekstri loftfara, bæði í lofti og á jörðu niðri á flugvöllum.

Aukin skilvirkni sparar tíma og eldsneyti.

Minni eldsneytisnotkun dregur úr losun koltvísýrings sem hefur áhrif á loftslag og annarri losun sem hefur skaðleg áhrif á loftgæði.

Afkastamiðaðar leiðsöguleiðir (þar á meðal svæðisleiðsögn (RNAV) og nauðsynleg leiðsögugeta (RNP)) geta dregið úr eldsneytisbrennslu, losun og flugtíma.

Fínstillt lækkunarflug (OPD) getur dregið úr hávaða, losun og eldsneytisnotkun.

Ný tækni og verklagsreglur sem fínstilla starfsemina frá hliði að hliði eru sýndar í samvinnu við alþjóðlega samstarfsaðila í Evrópu og á Asíu-Kyrrahafssvæðinu til að draga úr eldsneytisbrennslu, losun og hávaða.

Eitt mikilvægasta verkefnið til að bæta rekstur er NextGen.

Umbreyting flugsamgöngukerfisins – NextGen.

FAA hefur hafið umbreytingu flugsamgöngukerfisins með NextGen, sem er umbreyting á flugumferðarstjórnarkerfinu.

Umhverfissýn FAA fyrir NextGen er að veita umhverfisvernd sem gerir viðvarandi vöxt í flugi kleift.

NextGen mun veita mörg tækifæri til að ná markmiðum um minnkun losunar með því að hvetja til og koma til móts við breytingar sem eru nauðsynlegar fyrir skilvirkni kerfisins og endurbótum á rekstri.

FAA er að þróa NextGen-getu sem mun leiðbeina og fylgjast með loftförum á nákvæmari og skilvirkari hátt í lofti og á jörðu niðri til að spara eldsneyti, draga úr losun og stjórna áhrifum hávaða á samfélög.

Auk þess vinnur stofnunin að því að draga úr eldsneytisbrennslu, losun og hávaða frá loftförum með nýstárlegri flugtækni.

Þannig falla umhverfismarkmið FAA vel að víðtækari markmiðum stofnunarinnar.

STOÐ 3: Ný flugvéla- og flugvallartækni.

Sögulega séð hefur ný tækni skilað mestum árangri við að draga úr umhverfisáhrifum flugs.

Ný hreyfla- og fluggrindartækni gegnir áfram lykilhlutverki við að ná umhverfis- og orkumarkmiðum í flugi.

FAA og aðrar stofnanir styðja framfarir í hreyflatækni og hönnun fluggrinda til að leggja grunninn að næstu kynslóð loftfara.

Tæknistefna þess gerir ráð fyrir flugflota hljóðlátari og hreinni loftfara sem starfa á skilvirkari hátt með minni orku.

FAA og NASA, ásamt varnarmálaráðuneytinu, samræma náið viðleitni sína í rannsóknum á flugtækni í gegnum landsáætlun um rannsóknir og þróun í flugvísindum.

Hver stofnun einbeitir sér að mismunandi þáttum en þær deila sömu landsmarkmiðum.

Áhersla FAA er á að þroska tækni til notkunar á næstunni á meðan NASA einbeitir sér að víðtækara tímabili tækniþróunar.

CLEEN-áætlun FAA (Continuous Lower Energy, Emissions and Noise) er NextGen-verkefni til að flýta fyrir þróun og markaðssetningu umhverfisvænnar flugtækni og sjálfbærs annars konar eldsneytis.

Flugtæknin einblínir á að draga úr hávaða, losun og eldsneytisbrennslu loftfara.

Samkvæmt þessari áætlun hefur FAA veitt fimm ára samninga til Boeing, General Electric,

Honeywell, Pratt & Whitney og Rolls-Royce.

Gert er ráð fyrir að heildarfjárfesting alríkisins verði 125 milljónir dala á fimm árum.

Stöðug minnkun á orku, útblæstri og hávaða (CLEEN).

CLEEN-áætlunin er fimm ára verkefni til að flýta fyrir tækniþróun.

Framfarir sem verða vegna áætlunarinnar draga úr útblæstri flugvéla, eldsneytisbrennslu og hávaða með samstarfsverkefni FAA og iðnaðarins þar sem fyrirtæki leggja til að minnsta kosti 50% eða meira af fjármagninu.

CLEEN hefur sýnt fram á hreyflatækni sem minnkaði NOx-útblástur við lendingu og flugtak um meira en 60 prósent og er það undir ICAO-staðlinum sem var tekinn upp árið 2004.

Einnig er verið að þróa flugvélatækni sem stuðlar að 33% markmiði um minni eldsneytisbrennslu flugvéla miðað við núverandi tækni með samsvarandi minnkun á orkunotkun og losun gróðurhúsalofttegunda.

Einnig er verið að þróa endurbætta hreyflatækni, flugtæknibúnað, loftaflfræði flugvéla og þyngdartengda tækni sem mun draga enn frekar úr eldsneytisbrennslu flugvéla.

Gert er ráð fyrir að þessi árangur komi fram í flugflota almenningsflugs á næstu árum.

CLEEN hefur einnig lagt mikið af mörkum við þróun og innleiðingu á öðruvísi þotueldsneyti sem kemur beint í stað eldsneytis úr jarðolíu.

Annað þotueldsneyti er verið að prófa til að staðfesta umhverfisávinning, tæknilegan möguleika og efnahagslegan kostnað.

Viðleitni CLEEN við tækniþroskun flugvéla og þróun og innleiðingu á öðru eldsneyti mun hjálpa FAA að tryggja að NextGen veiti umhverfisvernd sem leyfir viðvarandi vöxt í flugi.

Í kjölfar velgengni CLEEN-áætlunarinnar til þessa hefur FAA sett ný markmið fyrir annan áfanga áætlunarinnar, CLEEN II, frá 2015 til 2020. CLEEN II mun aftur hafa þætti sem beinast að útblæstri, eldsneytisbrennslu og hávaða.

Gert er ráð fyrir að ný tækni, ný hönnun flugvéla, ný kerfishönnun og nýtt annað eldsneyti úr þessari áætlun komi í notkun í almenningsfluginu í lok þessa áratugar og muni ná fram minni útblæstri, eldsneytisbrennslu og hávaða á komandi áratugum.

VALE-áætlunin (Voluntary Airport Low Emission) og tilraunaáætlun um núlllosunartæki og innviði á flugvöllum (ZEV).

Flugvallasvið FAA hefur tvær sérstakar áætlanir í gangi til að draga úr útblæstri frá stoðbúnaði á jörðu niðri og öðrum flugvallartækjum.

VALE-áætlunin víkkar út hæfi fyrir lágútblástursverkefni á flugvöllum samkvæmt Flugvallaumbótaáætluninni (AIP) og áætluninni um farþegagjöld (PFC).

Með notkun fjármögnunar og hvata í formi útblástursheimilda styður frjálsa áætlunin við að breyta flugvallartækjum og stoðbúnaði á jörðu niðri yfir í lágútblásturstækni og breyta innviðum flugvalla fyrir annað eldsneyti, útvega rafmagn og loft við flugstöðvarhlið fyrir kyrrstæðar flugvélar, tilraunaáætlun til að kanna endurbótatækni fyrir stoðbúnað á jörðu niðri á flugvöllum og aðrar tengdar útblástursbætur.

Milli 2005 og 2012 hefur verið fjárfest fyrir meira en 146 milljónir dala úr AIP, PFC og samsvarandi staðbundnum sjóðum í gegnum VALE-áætlunina til að draga úr útblæstri á flugvöllum.

ZEV-áætlunin90 gerir FAA kleift að veita flugvöllum fjármagn úr AIP til að kaupa núlllosunartæki og gera nauðsynlegar breytingar á innviðum til að hlaða eða á annan hátt fylla á eldsneyti þessara tækja.

ZEV-áætlunin, sem var heimiluð árið 2012, hvetur til notkunar og þróunar á rafknúnum ökutækjum og ökutækjum með vetnisrafala.

Það eru Honeywell, Pratt & Whitney og Rolls-Royce.

Gert er ráð fyrir að heildarfjárfesting alríkisins verði 125 milljónir dala á fimm árum.

Stöðug minnkun á orku, útblæstri og hávaða (CLEEN).

CLEEN-áætlunin er fimm ára verkefni til að flýta fyrir tækniþróun.

CLEEN hefur sýnt fram á hreyflatækni sem minnkaði NOx-útblástur við lendingu og flugtak um meira en 60 prósent og er það undir ICAO-staðlinum sem var tekinn upp árið 2004.

Einnig er verið að þróa endurbætta hreyflatækni, flugtæknibúnað, loftaflfræði flugvéla og þyngdartengda tækni sem mun draga enn frekar úr eldsneytisbrennslu flugvéla.

Gert er ráð fyrir að þessi árangur komi fram í flugflota almenningsflugs á næstu árum.

CLEEN hefur einnig lagt mikið af mörkum við þróun og innleiðingu á öðruvísi þotueldsneyti sem kemur beint í stað eldsneytis úr jarðolíu.

Annað þotueldsneyti er verið að prófa til að staðfesta umhverfisávinning, tæknilegan möguleika og efnahagslegan kostnað.

Viðleitni CLEEN við tækniþroskun flugvéla og þróun og innleiðingu á öðru eldsneyti mun hjálpa FAA að tryggja að NextGen veiti umhverfisvernd sem leyfir viðvarandi vöxt í flugi.

VALE-áætlunin (Voluntary Airport Low Emission) og tilraunaáætlun um núlllosunartæki og innviði á flugvöllum (ZEV).

Flugvallasvið FAA hefur tvær sérstakar áætlanir í gangi til að draga úr útblæstri frá stoðbúnaði á jörðu niðri og öðrum flugvallartækjum.

VALE-áætlunin víkkar út hæfi fyrir lágútblástursverkefni á flugvöllum samkvæmt Flugvallaumbótaáætluninni (AIP) og áætluninni um farþegagjöld (PFC).

Milli 2005 og 2012 hefur verið fjárfest fyrir meira en 146 milljónir dala úr AIP, PFC og samsvarandi staðbundnum sjóðum í gegnum VALE-áætlunina til að draga úr útblæstri á flugvöllum.

ZEV-áætlunin 90 gerir FAA kleift að veita flugvöllum fjármagn úr AIP til að kaupa núlllosunartæki og gera nauðsynlegar breytingar á innviðum til að hlaða eða á annan hátt fylla á eldsneyti þessara tækja.

ZEV-áætlunin, sem var heimiluð árið 2012, hvetur til notkunar og þróunar á rafknúnum ökutækjum og ökutækjum með vetnisrafala.

STOÐ 4: Sjálfbært, annað eldsneyti fyrir flugvélar

Þróun og innleiðing á sjálfbæru, annars konar flugeldsneyti gerir kleift að bæta umhverfið, tryggja orkuöryggi og efnahagslegan stöðugleika í flugi.

Fluggeirinn hefur skuldbundið sig til að skipta yfir í annars konar eldsneyti fyrir eldsneytisbirgðir sínar. Stjórnvöld og iðnaðurinn vinna saman með samræmingaraðilum eins og Commercial Aviation Alternative Fuels Initiative (CAAFI) og styðja við rannsóknir á annars konar eldsneyti.

Skammtímaverkefni fela í sér að bæta nýjum eldsneytisflokkum við viðurkenndan staðal fyrir annars konar þotueldsneyti frá American Society for Testing and Materials (ASTM) International og framkvæma flugprófanir á loftförum sem nota annars konar eldsneyti til að staðfesta hæfi þess og umhverfisávinning.

Hingað til hafa þessi verkefni leitt til vottunar á þremur tegundum annars konar þotueldsneytis af hálfu ASTM International.

Forskrift ASTM International D756692 nær yfir framleiðslu á flugvélaeldsneyti sem samanstendur af hefðbundnum og tilbúnum blöndunaríhlutum.

Hingað til hafa þrjár tegundir annars konar þotueldsneytis verið samþykktar til blöndunar við þotueldsneyti af staðlasamtökunum ASTM International.

Þar á meðal er eldsneyti úr lífmassa, kolum eða jarðgasi, þekkt sem Fischer-Tropsch (FT) þotueldsneyti; eldsneyti úr fitu, jurtaolíum og feiti, þekkt sem vetnismeðhöndlaðir estrar og fitusýrur (HEFA) þotueldsneyti; og eldsneyti úr gerjuðum sykrum, þekkt sem tilbúin ísóparaffín (SIP) þotueldsneyti.

Um þessar mundir eru fleiri eldsneytistegundir í mati fyrir framtíðarsamþykki.

Eitt af helstu verkefnunum á þessu sviði er Farm to Fly, sem hófst í júlí 2010, í kjölfar þess að landbúnaðarráðuneyti Bandaríkjanna (USDA), Airlines for America, Inc.

(A4A) og Boeing Company (Boeing) undirrituðu ályktun sem formfesti skuldbindingu þeirra um að vinna saman að verkefninu.

FARM TO FLY 2.0 áætlunin mun

hraða framboði á viðskiptalega hagkvæmum og sjálfbærum lífeldsneytisiðnaði fyrir flug í Bandaríkjunum, auka innlent orkuöryggi, koma á fót svæðisbundnum aðfangakeðjum og styðja við byggðaþróun.

Í apríl 2013 gengu USDA og FAA til liðs við samstarfsaðila úr iðnaðinum frá Airlines for America (A4A), Aerospace Industries Association (AIA), Airports Council-North America (ACI-NA), National Business Aviation Association (NBAA) og General Aviation Manufacturers Association (GAMA) í víðtækara

Farm to Fly 2.0 samstarfi

til að gera kleift að koma á fót viðskiptalega hagkvæmum, sjálfbærum aðfangakeðjum fyrir lífþotueldsneyti í Bandaríkjunum sem geta stutt markmiðið um eins milljarðs gallona framleiðslugetu og notkun á lífþotueldsneyti fyrir fluggeirann fyrir árið 2018.

Í júlí 2014 undirritaði orkumálaráðuneyti Bandaríkjanna (DOE) einnig samninginn sem samstarfsaðili.

Commercial Aviation Alternative Fuels Initiative (CAAFI). CAAFI94 er bandalag flugfélaga, flugvéla- og hreyflaframleiðenda, orkuframleiðenda, rannsakenda, alþjóðlegra þátttakenda og bandarískra ríkisstofnana sem stofnað var til að þróa og innleiða annars konar þotueldsneyti fyrir almenningsflug.

Markmið CAAFI er að þróa valkosti fyrir annars konar þotueldsneyti sem bjóða upp á jafngilt öryggisstig og standast samanburð á kostnaði við jarðolíu-undirstaða þotueldsneytis, en bjóða jafnframt upp á umhverfisbætur og tryggt orkuframboð fyrir flug.

Hingað til hefur CAAFI séð þrjár eldsneytisþróunarleiðir samþykktar af ASTM og yfir 1500 alþjóðlegar sýnikennslu- og áætlunarflugferðir með annars konar eldsneyti.

Þar sem flug er alþjóðlegt í eðli sínu, mjög samþætt í aðfangakeðju eldsneytis og hefur verulega getu til að samræma og samstilla sig innan iðnaðarins, er það mjög vænlegur frumkvöðull meðal viðskiptavina fyrir annars konar eldsneyti.

Skipt yfir í blýlaust flugbensín (UAT áætlun).

Næstum allt flugbensín (avgas) sem notað er til að knýja stimpilvélar í almenningsflugi er merkt

100 lítið blý.

100 lítið blý inniheldur lítið magn af tetraetýlblýi, sem eykur oktan eldsneytisins.

Háoktaneldsneyti er nauðsynlegt í mörgum flugvélum svo stimpilvélar þeirra

banki

ekki, sem getur valdið alvarlegum vélarskemmdum.

Hins vegar hafa EPA og Centers for Disease Control and Prevention (CDC) komist að því á síðasta áratug að ekkert magn af blýi í blóði er öruggt.

Af þeim sökum er þrýstingur á flugsamfélagið og stjórnvöld að útrýma blýlosun frá flugvélum.

Að beiðni flug-, olíu- og annarra hagsmunaaðila hefur FAA hafið og er að innleiða UAT-áætlunina, sem kallar á tveggja fasa nálgun til að bera kennsl á og samþykkja rekstrarlega öruggt blýlaust flugbensín.

Einn hluti áætlunarinnar er stofnun Piston Aircraft Fuels Initiative, sem samanstendur af meðlimum frá FAA, almenningsflugiðnaðinum og olíuhagsmunaaðilum sem munu fjármagna og samræma auðkenningu og samþykki á vænlegustu blýlausu eldsneytiskostunum.

Á sama tíma vinnur EPA að því að öðlast betri skilning á blýlosun frá flugvélum og hugsanlegri útsetningu með vöktun, líkanagerð, lýðfræðilegum og öðrum rannsóknum.

Markmið FAA er að hafa staðgengil fyrir blýbætt flugbensín tiltækan fyrir árið 2018, sem er nothæfur fyrir flestar almenningsflugvélar.

STOÐ 5: Stefnumótun, umhverfisstaðlar og markaðstengdar aðgerðir.

Þróun og innleiðing viðeigandi stefnu, staðla, áætlana og kerfa eru mikilvæg skref til að samþætta hagstæða tækni og rekstrarnýjungar hratt inn í flugflotann, flugvallarumhverfið og allt landsflugkerfið.

Dæmi um þetta er þróun NextGen umhverfisstjórnunarkerfisins (EMS), sem samþættir umhverfisverndarmarkmið inn í NextGen.

Samstarf stjórnvalda og iðnaðarins beinir kröftum og nýtir fjármagn á þann hátt sem er hagstæður fyrir flug og góður fyrir umhverfið.

Á alþjóðavettvangi leiða Bandaríkin viðleitni hjá ICAO til að takmarka og draga úr alþjóðlegri losun frá flugi, einkum með þróun á CO2-staðli fyrir flugvélar og kröfu um PM-vottun fyrir hreyfla.

ICAO hefur auk þess samþykkt að kanna metnaðarfyllri markmið fyrir fluggeirann, þar á meðal kolefnishlutlausan vöxt til meðallangs tíma og samdrátt til langs tíma.

FAA kannar virkni ýmissa stefnumiða, þar á meðal efnahagslegra hvata til að takmarka og draga úr CO2-losun.

Auk þess, til að ná umhverfis- og orkumarkmiðum til lengri tíma litið, er þörf á stefnumótun sem flýtir fyrir samþættingu nýrrar tækni í borgaralega flugflotann samanborið við venjulegan hraða innleiðingar og endurnýjunar.

Aviation Sustainability Center (ASCENT).

FAA stofnaði nýlega nýja afburðamiðstöð fyrir annars konar þotueldsneyti og umhverfi.

ASCENT mun kanna leiðir til að ná umhverfis- og orkumarkmiðum fyrir NextGen, sem mun veita umhverfisvernd sem gerir viðvarandi vöxt í flugi kleift.

Aviation Emissions, Impacts & Mitigation: A Primer ASCENT er skipulagt sem samstarf með kostnaðarskiptingu við akademíuna til að veita stuðning við rannsóknir og þróun til að upplýsa um umhverfisskuldbindingar og metnaðarfull markmið FAA.

Til að ná metnaðarfullu markmiði fyrir árið 2018 um notkun eins milljarðs gallona af annars konar þotueldsneyti á ári og hjálpa til við að tryggja víðtæka notkun sjálfbærs annars konar þotueldsneytis til lengri tíma litið, mun ASCENT aðstoða FAA og samfélagið með rannsóknum til að þróa hagkvæmt framboð auk þess að tryggja samþykki ASTM International fyrir annars konar þotueldsneyti.

Partnership for Air Transportation Noise and Emissions Reduction (PARTNER).

PARTNER, afburðamiðstöð FAA, var meðstyrkt af NASA, Transport Canada, varnarmálaráðuneyti Bandaríkjanna og umhverfisverndarstofnun Bandaríkjanna.

PARTNER samanstóð af 12 háskólum, og um 50 ráðgjafarnefndarmeðlimum, þar á meðal flugvélaframleiðendum, flugfélögum, flugvöllum, lands-, ríkis- og sveitarstjórnum, fag- og viðskiptasamtökum, frjálsum félagasamtökum og samfélagshópum.

Þau voru sameinuð til að efla samvinnu og samstöðu til að efla sameiginlega umhverfisárangur, skilvirkni, öryggi og tryggingar.

Sem hvati til samvinnu var krafist jafns mótframlags fyrir alríkisfé sem veitt var til PARTNER.

Háskólarnir lögðu fram hluta af þessu mótframlagi, en mestur hluti þess var fenginn frá þeim samtökum sem áttu fulltrúa í ráðgjafarnefndinni.

Þetta samstarfsferli ýtti undir einstök rannsóknarverkefni um losun, rekstur, aðra orkugjafa, hávaða og stefnumótunarmat sem náði til breiðs hóps þátttakenda.

Meira en 48 rannsóknarverkefnum hefur verið lokið eða eru í gangi og samanlögð fjárhagsáætlun þeirra nemur meira en 56 milljónum dala á síðustu 10 árum.

Þegar PARTNER-áætluninni lauk var ný þekkingarmiðstöð, ASCENT, stofnuð. Sum PARTNER-verkefnanna voru flutt yfir til ASCENT, sem fjallað var um hér að ofan, í gegnum samkeppnisferli.

Að draga úr losun frá flugi í framtíðinni.

FAA hefur náð verulegum árangri í að takast á við umhverfismál með þeirri stefnu og áætlunum sem stofnunin hefur skapað undir fimm stoða umhverfisnálguninni.

Ný hönnun og tækni í hreyflum, eins og þær sem þróaðar voru í CLEEN-áætluninni, bæta eldsneytisnýtingu enn frekar, um leið og hávaði, NOx- og svifrykslosun minnkar.

Í nýrri hönnun loftfara er notast við háþróuð tölvulíkön til að bæta rekstrarafköst og eldsneytisnýtingu og draga þannig úr allri mengun samtímis.

Ný tækni og starfshættir í flugumferðarstjórn draga úr losun með því að minnka eldsneytisnotkun.

Flugvellir nota búnað með lítilli losun og verið er að þróa aðra þotueldsneytisgjafa sem munu draga verulega úr áhrifum flugs á loftslagsbreytingar og loftgæði.

Hins vegar verður þörf á frekari framförum til að draga úr umhverfisáhrifum til að mæta áskorunum framtíðarinnar sem stafa af vexti í flugi og þörfinni á að draga úr losun umfram núverandi stig, sérstaklega með tilliti til losunar sem hefur áhrif á loftslag.

Ljóst er að áhrif losunar frá flugi á heilsu og hnattrænt loftslag munu stýra rannsóknaráætlun FAA í framtíðinni.

Þessi áhrif eru stöðugt túlkuð í gegnum reglugerðir og stefnumótun, eins og lög um hreint loft (Clean Air Act), lög um umhverfisstefnu þjóðarinnar (National Environmental Policy Act), NextGen-áætlun FAA og kröfur ICAO, sem aftur setja ný afkastamarkmið sem þarf að ná.

Þessar kröfur eru metnar með fimm stoða umhverfisnálguninni til að skilgreina rannsóknaráætlanir og markmið eins og fram kemur á mynd 8: Skilgreining rannsóknarverkefna.

Policy Act), NextGen-áætlun FAA og kröfur ICAO, sem aftur setja ný viðmið um afköst sem ná þarf.

Þessum fyrirmælum er fylgt eftir með fimm stoða umhverfisnálgun til að skilgreina rannsóknaráætlanir og markmið eins og fram kemur á mynd 8: Skilgreining rannsóknarverkefna.

Flugmálastjórn Bandaríkjanna (FAA) hefur sett sér metnaðarfull markmið fyrir framtíðina.

Eins og fram kemur í stefnuyfirlýsingu um umhverfis- og orkumál í flugi⁴⁰, er markmið FAA varðandi loftgæði að ná fram algerri minnkun á verulegum heilsu- og velferðaráhrifum sem rekja má til flugs, þrátt fyrir vöxt í flugi.

Loftslagsmarkmið stofnunarinnar er að takmarka áhrif CO2-losunar frá flugvélum á hnattrænt loftslag með því að ná kolefnishlutlausum vexti fyrir árið 2020 miðað við árið 2005 (þ.e. enginn vöxtur í CO2-losun) og að ná fram hreinni minnkun á loftslagsáhrifum frá allri losun í flugi fyrir árið 2050. Orkunýtnimarkmið Bandaríkjanna er að ná að minnsta kosti 1 prósents árlegri aukningu á orkunýtni í bandaríska loftrýmiskerfinu.

FAA viðurkennir einnig metnaðarfull orkumarkmið Alþjóðaflugmálastofnunarinnar (ICAO) fyrir alþjóðaflug, sem eru 2 prósenta aukning á ári.

Samanlagt tákna þessi markmið verulega framför í umhverfisárangri flugs en til að ná þeim þarf metnaðarfulla rannsóknar- og þróunaráætlun.

Losun, áhrif og mótvægisaðgerðir í flugi: Inngangur Skipulagning er hafin fyrir CLEEN II með nýjum, krefjandi markmiðum fyrir nýja tækni, nýja hönnun flugvéla, nýja kerfishönnun og nýtt annað eldsneyti.

Gert er ráð fyrir nýjum losunarmælingarverkefnum eins og ACCESS í samvinnu við NASA og samstarfi við alþjóðasamfélagið um þróun staðla fyrir losun svifryks og CO2 frá hreyflum.

Uppfæra þarf dreifingarlíkön í losunarlíkönum til að mæta þeim kröfuharðari upplýsingum sem þarf til að skilja að fullu heilsufarsáhættu.

FAA óskar eftir betri skilningi á samhengi losunar og hávaða og tengdum áhrifum þeirra.

Mun meiri upplýsingar þarf til að skilja loftslagsáhrif losunar frá flugi sem ekki er CO2.

FAA getur ekki náð þessum metnaðarfullu markmiðum ein.

Áframhaldandi samvinna við aðrar alríkisstofnanir eins og NASA, EPA, DOD, DOE og USDA, auk samstarfs við fyrirtæki, iðnaðarsamtök og vísindasamfélagið, verður nauðsynlegt.

Að ná rannsóknarmarkmiðum mun gera flugiðnaðinum kleift að draga verulega úr umhverfisáhrifum sínum og hefja minnkun á heildarlosun sinni á svifryki, NOx og CO2.

Þetta tekur þó tíma.

Eins og áður hefur komið fram tekur það 20 ár fyrir 86% flotans að ná frammistöðu núverandi nýrrar tækni.

Þetta gerir einnig ráð fyrir að fjármagn verði til staðar til að halda áfram núverandi verkefnum og styðja við ný verkefni eins og áætlað er.

Í lögum um nútímavæðingu og umbætur FAA frá 2012 (FAA Reauthorization)100 var kveðið á um að óháð, utanaðkomandi nefnd sérfræðinga færi yfir orku- og umhverfistengdar rannsóknaráætlanir.

Yfirferðin fór fram sumarið 2013⁴¹ til að ákvarða hvort áætlanirnar

(1) hefðu vel skilgreind, forgangsröðuð og viðeigandi rannsóknarmarkmið;

(2) væru rétt samræmdar við rannsóknaráætlanir hjá NASA, National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og öðrum viðeigandi stofnunum;

(3) hefðu úthlutað viðeigandi fjármagni til rannsóknarmarkmiðanna; og (4) hefðu fyrirkomulag til að yfirfæra niðurstöðurnar í víðtækari starfsemi FAA.

Yfirferð óháðu nefndarinnar leiddi í ljós að rannsóknir FAA eru vel skilgreindar, forgangsraðaðar á áhrifaríkan hátt og hafa viðeigandi markmið.

Nefndin komst einnig að því að rannsóknirnar eru vel samræmdar við aðrar stofnanir og að verulegar tilraunir hafa verið gerðar til að yfirfæra rannsóknir til annarra deilda FAA.

Hins vegar er

fjármögnun, og mun áfram verða, veruleg takmörkun á getu FAA til að ná orku- og umhverfismarkmiðum sínum.

Þeir fullyrtu enn fremur að við núverandi fjármögnunarstig hafi áætlanirnar úthlutað viðeigandi fjármagni til að ná rannsóknarmarkmiðum, en með hugsanlegum niðurskurði á framtíðarfjármögnun gæti árangur rannsóknarmarkmiða verið í hættu.

Frekari alríkisfjárfesting í rannsóknum og tækniþróun í flugi verður nauðsynleg til að uppfylla skuldbindingar stjórnvalda.

Niðurstaða

Losun, áhrif og mótvægisaðgerðir í flugi: Inngangur Flug er flókinn og mikilvægur iðnaður sem þjónar ekki aðeins Bandaríkjunum heldur öllum heiminum.

Það veitir þeim löndum sem tileinka sér það gríðarlegan efnahagslegan ávinning.

Hraði þess og aðgengi henta vel nútímasamfélagi þar sem hnattvæðing, tækniþróun og rétt-í-tíma framleiðsla umbreyta heiminum.

Til að viðhalda sínu miðlæga hlutverki í samgöngum verður flugið að tryggja að það geti dregið úr öllum umhverfislegum takmörkunum sem stafa af starfsemi þess.

Það eru eiginleikar sem aðgreina flug frá öðrum samgöngumátum og iðngreinum sem þarf að taka tillit til í umhverfisdrifnum aðgerðum.

Flug leggur mikla áherslu á öryggi, sem krefst þess að aðeins sé tekin upp sannreynd og tæknilega traust tækni til að draga úr umhverfisáhrifum.

Flugvélar eru dýrar og hafa langan líftíma, sem krefst langs aðdraganda fyrir nýja tækni til að verða víða innleidd í flotann.

Flugvéla- og hreyflaframleiðendur sem og flugfélög þurfa að fjárfesta í fjármagni til að smíða og reka flugvélar með nýrri tækni til að flugið geti notið umhverfis- og rekstrarávinnings.

Innviðir flugvalla krefjast verulegrar skipulagningar og byggingarframkvæmda, auk stuðnings almennings og fjármagns.

Slíkar íhuganir auka áskorunina við að ná þeim metnaðarfullu væntingum um umhverfis- og orkuárangur sem gert er ráð fyrir í NextGen umbreytingu bandaríska flugkerfisins.

Innan þessa ramma takmarkana hefur flugið á öruggan og framsækinn hátt bætt umhverfisárangur sinn.

Þessari skuldbindingu um að starfa í jafnvægi við umhverfið og styðja við gagnlegar umhverfislegar mótvægisaðgerðir er eindregið lýst í stefnuyfirlýsingu FAA um umhverfis- og orkumál í flugi, sem er enn frekar ýtt undir með áætlun um minnkun losunar gróðurhúsalofttegunda í flugi⁴².

Eldsneytisnýtni, sem er einn sterkur mælikvarði á umhverfisárangur, hefur stöðugt batnað.

Flugvélahreyflar hafa orðið skilvirkari og verið hannaðir með umhverfisárangur í huga.

Regluverk hafa verið þróuð til að takmarka losunarvöxt frá mörgum flugtengdum uppsprettum.

Umbætur á skilvirkum rekstri hins flókna flugnets hafa haft jákvæð áhrif á umhverfið.

Nýtt eldsneyti er í þróun til að draga úr skaðlegri losun sem og áhrifum flugs á loftslagsbreytingar.

Mikið af þessari framför er bein afleiðing rannsókna sem gerðar eru í áætlunum sem skipulagðar eru og stjórnað af umhverfis- og orkuskrifstofu FAA. FAA, ásamt EPA og NASA, er skuldbundið til að tryggja að losun frá flugi stofni ekki heilsu manna í hættu, rýri ekki hnattrænt loftslag eða takmarki hreyfanleika og efnahagslegan ávinning flugs sem samfélagið nýtur.

Stöðug, samræmd viðleitni þess og áframhaldandi árangur í tæknirannsóknum og þróun mun tryggja að markmið NextGen náist og umhverfismarkmiðum verði náð.

Og víðtæk þátttaka og viðvarandi skuldbinding um að vinna með öllum hagsmunaaðilum mun tryggja að Bandaríkin verði leiðandi á heimsvísu í rannsóknum, þróun og innleiðingu tæknilegra, rekstrarlegra og stefnumótandi frumkvæða sem taka á bæði vaxtartækifærum og umhverfisáskorunum flugs.

Losun, áhrif og mótvægisaðgerðir í flugi

Inngangur Þegar horft er til framtíðar hefur FAA komið á stefnumótandi ramma fyrir skipulagningu og framkvæmd rannsóknaráætlunar um losun til að halda áfram að draga úr umhverfisáhrifum losunar frá flugi.

Þetta felur í sér að halda áfram að bæta skilning á hlutverki losunar frá flugi á heilsufarsáhrif á yfirborði jarðar sem og loftslagsbreytingar.

FAA vinnur með iðnaðinum og öðrum hagsmunaaðilum að því að efla afköst innlendra og alþjóðlegra flugkerfa sem og að bæta einstaka kerfishluta.

Til dæmis, innan ICAO, heldur FAA áfram að vinna að alhliða lausnapakka til að draga úr áhrifum hávaða og losunar frá flugi á sama tíma og unnið er að því að bæta orkunýtni og öryggi.

Bandaríkin eru skuldbundin til að sækjast eftir þróun alþjóðlegs markaðstengds kerfis (MBM) fyrir alþjóðaflug í gegnum ICAO.

Alþjóðlega MBM-kerfið er talið fylla í eyður í lausnapakkanum sem inniheldur umbætur á tækni, rekstri og sjálfbæru öðru eldsneyti til að ná kolefnishlutleysi fyrir flugiðnaðinn á heimsvísu.

Skammstafanir og tákn Losun frá flugi, áhrif og mótvægisaðgerðir

Inngangur ACCESS

–Áhrif annars konar eldsneytis á slóða og losun í háflugi ACCRI

– Rannsóknarverkefni um loftslagsbreytingar í flugi ACRP

– Samstarfsrannsóknaráætlun flugvalla AEC

– Vegvísir um losunareinkenni í flugi AEE

– Skrifstofa umhverfis- og orkumála AIP

– Endurbótaáætlun flugvalla APEX

– Tilraun um losun agna frá flugvélum APU

– Hjálparaflstöð ASCENT

– Sjálfbærnimiðstöð flugs ASTM

– Bandaríska félagið um prófanir og efni BC

– Sót BTU

– Bresk varmaeining CAA

– Lög um hreint loft CAAFI

– Frumkvæði um annað eldsneyti í atvinnuflugi CAEP

– Nefnd um umhverfisvernd í flugi CCR

– Rannsóknir á loftslagsbreytingum CDC

– Sóttvarnastofnun CH4 – Metan CLEEN

– Stöðugt lægri orka, losun og hávaði CO

– Kolmónoxíð CO2 – Koltvísýringur COE

– Hæfnisetur EMS

– Umhverfisstjórnunarkerfi EPA

– Umhverfisverndarstofnun FAA

– Flugmálastjórn Bandaríkjanna GDP

– Verg landsframleiðsla GSE

– Þjónustubúnaður á jörðu niðri HAP

– Hættulegt loftmengunarefni HC

– Kolvetni HNO3

– Saltpéturssýra H2O

– Vatn H2SO4

– Brennisteinssýra ICAO

– Alþjóðaflugmálastofnunin LTO

– Lending og flugtak MBM

– Markaðstengd aðgerð 33 Losun frá flugi, áhrif og mótvægisaðgerðir: Inngangur N2

– Köfnunarefni NAAQS

– Landsbundin viðmið um loftgæði NASA

– Geimferðastofnun Bandaríkjanna NEPA

– Landsbundin lög um umhverfisstefnu NextGen

– Næstu kynslóðar flugumferðarkerfi NH3

– Ammóníak NH4NO3

– Ammóníumnítrat (NH4)2SO4

– Ammóníumsúlfat N2O

– Hláturgas NOAA

– Haf- og loftslagsstofnun Bandaríkjanna NO2

– Köfnunarefnisdíoxíð NOx

– Köfnunarefnisoxíð O2

– Súrefni O3

– Óson OPD

– Bestuð lækkunarsnið PARTNER

– Samstarf um minnkun hávaða og losunar í flugsamgöngum Pb

– Blý PFC

– Farþegaaðstöðugjöld PM

– Sótagnir PM2.5

– Sótagnir 2,5 míkron og minni R&D

– Rannsóknir og þróun RNAV

– Svæðisleiðsögn RNP

– Nauðsynleg leiðsögunákvæmni S

– Brennisteinn SO2

– Brennisteinsdíoxíð SOx

– Brennisteinsoxíð TRB

– Samgöngurannsóknaráð UHC

– Óbrunnin kolvetni UAT

– Sameiginleg umbreytingaráætlun fyrir flugvélaeldsneyti VALE

– Sjálfboðaliðaáætlun um litla losun á flugvöllum VOC

– Rokgjörn lífræn efnasambönd ZEV – Tilraunaáætlun um núlllosunartæki og innviði á flugvöllum

Aviation Emissions, Impacts & Mitigation: A Primer, January 2015

Heimild: Federal Aviation Administration. Aviation Emission, impact & Mitigation: A Primer, January 2025

Þýðendur: Friðrik Kjartansson og erlendur.is (Málstaður)

Skráning: Friðrik Kjartansson

Yfirlestur: malfridur.is (Málstaður)

Ibid ↩︎
Transportation Energy Data Book, US Department of Energy, Edition 33, July 31, 2014 ↩︎
Transportation Energy Data Book, US Department of Energy, Edition 33, July 31, 2014 ↩︎
Home – Transportation Energy Data Book Transportation Energy Data Book ↩︎
7Simone, N.W., et al. Rapid estimation of global civil aviation emissions with uncertainty quantification. Transport. Res. Part D (2013), Rapid estimation of global civil aviation emissions with uncertainty quantification – ScienceDirect ↩︎
Based on mass balance analysis using emission factors from the ICAO Aircraft Engine Emissions
Databank for representative aircraft engines, ICAO Aircraft Engine Emissions Databank | EASA ↩︎
Jathar, S.H., et al, Modeling the formation and properties of traditional and non-traditional secondary
organic aerosol: problem formulation and application to aircraft exhaust, Atmospheric Chemistry and
Physics, 12, 9025–9040, 2012 ↩︎
Transportation Energy Data Book, Edition 33, July 31, 2014. Home – Transportation Energy Data Book Transportation Energy Data Book ↩︎
See EPA Air Emission Sources, State and County Emissions Summaries < ↩︎
Til dæmis APEX-verkefni sem skjalfest eru í ACRP-skýrslu 9 [lokabending 32]; ACRP-skýrslu 71, Leiðbeiningar um magngreiningu á framlagi losunar frá flugvöllum til staðbundinna loftgæða; og ACRP-verkefni 02-17, Mæling á svifrykslosun frá hjálparvélum, dekkjum og hemlum flugvéla. ↩︎
Sjáðu nýjustu niðurstöður EPA um loftgæði á landsvísu ↩︎
Breytingar á lögum um loftgæði frá 1990, I. bálkur – Ákvæði um að ná og viðhalda innlendum viðmiðunarmörkum fyrir loftgæði, 101(d)(1) grein, 15. nóvember 1990. ↩︎
Áhrif flugs á loftgæði við yfirborð, Barrett, Steven, Rannsóknarstofa í flugi og umhverfi, MIT, kynning á 11. fundi helstu þátttakenda í AEC Roadmap, 14. maí 2013 ↩︎
Brasseur o.fl., „Impact of Aviation on Climate: FAA’s Aviation Climate Change Research Initiative (ACCRI) Phase II“. Sent inn, Bulletin of American Meteorological Society (BAMS), október 2014 ↩︎
42 USC § 7401 et seq ↩︎
36 FR 8186, Apr 30, 1971 ↩︎
40 CFR Parts 50, 51, 52 et al. National Ambient Air Quality Standards for Particulate Matter; Final Rule, January 15, 2013 2012-30946.pdf ↩︎
14 CFR hluti 34, Kröfur um eldsneytisloftun og útblástursmengun fyrir flugvélar með þotuhreyflum, 1. janúar 2011 ↩︎
NEPA [42 U.S.C. 4321 o.fl.] voru undirrituð sem lög 1. janúar 1970. Reglugerðir sem innleiða NEPA eru bindandi fyrir allar alríkisstofnanir [40 CFR hlutar 1500-15081]. ↩︎
Umræðu um gildi almenns samræmis fyrir flugvelli má finna í skýrslu ACRP nr. 84, Handbók um undirbúning útblástursskrár flugvalla fyrir innleiðingaráætlanir ríkja, á bls. 12. ↩︎
Heilbrigðisáhætta af völdum svifryks frá langdrægri loftmengun yfir landamæri, Alþjóðaheilbrigðismálastofnunin, sameiginlegur verkefnahópur WHO/samningsins um heilsufarsleg áhrif loftmengunar, 2006. ↩︎
Heilsuáhrif örfínna agna, John R. Froines, Ph.D., Southern California Particle Center, ↩︎
Alþjóðaflugmálastofnunin, Alþjóðlegir staðlar og ráðlagðar starfsvenjur, Umhverfisvernd, 16. viðauki við samninginn um alþjóðaflugmál, II. bindi, Útblástur frá flugvélahreyflum ↩︎
Reyktala er víddarlaust hugtak sem mælir reykútblástur, það er að segja kolefniskennd efni í útblæstri sem hindra ljósgeislun. ↩︎
ASTM International D 1655-04a, staðalforskrift fyrir flugvélaeldsneyti fyrir hverfilhreyfla ↩︎
Svifryk losnar við raforkuframleiðslu í virkjunum, en raforkuframleiðsla veitufyrirtækja er vel stjórnað ferli í samanburði við brunahreyfla og heildarárangurinn er minni losun svifryks. ↩︎
Svifryk losnar við raforkuframleiðslu í virkjunum, en raforkuframleiðsla veitufyrirtækja er vel stjórnað ferli í samanburði við brunahreyfla og heildarárangurinn er minni losun svifryks. ↩︎
40 CFR hluti 1039 – Takmörkun útblásturs frá nýjum og notuðum þjöppukveikivélum utan vega ↩︎
Sjá til dæmis ACRP-verkefni 02-42, Skilningur á loftgæðum og lýðheilsuathuganir tengdum flugvöllum. Einnig starfsemi ↩︎
Alþjóðaflugmálastofnunin, alþjóðlegir staðlar og ráðlagðir starfshættir, viðauki 16 við samninginn um alþjóðaflugmál, II. bindi, losun frá flugvélahreyflum, þriðja útgáfa 2008. ↩︎
40 CFR 87.89, Compliance with Smoke Emission Standards, July 1, 2012 ↩︎
Federal Register 31. desember 2012, blaðsíður 76842 -76854,
< https://www.federalregister.gov/articles/2012/12/31/2012-31109/exhaust-emissions-standards-for-new- aircraft-gas-turbine-engines-and-identification-plate-for> ↩︎
40 CFR hlutar 87 og 1068, Eftirlit með loftmengun frá loftförum og flugvélahreyflum; losunarstaðlar og prófunaraðferðir, Federal Register/bindi 77, nr. 117/mánudagur, 18. júní, 2012/Reglur og reglugerðir, http://www.gpo.gov/fdsys/pkg/FR-2012-06-18/pdf/2012-13828.pdf ↩︎
Sjá til dæmis núverandi og framtíðarútblástur köfnunarefnisoxíðs (NOx) eftir flutningsmáta:
2002, 2010, 2020, http://ops.fhwa.dot.gov/freight/freight_analysis/nat_freight_stats/docs/07factsfigures/table5_13.htmUS
DOT, Federal Highway Administration; also, van Velthoven, Peter, The impact of emissions from shipping,
aviation and road traffic on atmospheric composition and climate, < ↩︎
http://www.knmi.nl/research/biennial/05-06_Transport.pdf>, Konunglega veðurstofa Hollands,
innviða- og umhverfisráðuneytið, 2009. ↩︎
Boeing endurskoðar eldsneytisnýtingu 737 Max til hækkunar ↩︎
Flugferðir og hagkvæmni: Hvernig bandarískir flugvellir spara orku < http://www.ase.org/resources/air travel-and-efficiency-how-us-airports-are-saving-energy>. Sjá einnig til dæmis ACRP-verkefni 02-16,
Handbók um hagnýtar aðferðir til að draga úr losun gróðurhúsalofttegunda á flugvöllum < http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/acrp/acrp_rpt_078.pdf> and ACRP Project 02-06, Guidebook on
Undirbúningur útblástursskýrslna gróðurhúsalofttegunda fyrir flugvelli.
< http://onlinepubs.trb.org/onlinepubs/acrp/acrp_rpt_011.pdf>. ↩︎
FAA Modernization and Reform Act of 2012 < http://www.faa.gov/regulations_policies/reauthorization/media/PLAW-112publ95[1].pdf> ↩︎
Aviation Climate Change Research Initiative (ACCRI) Phase II Report, Brasseur, Guy P., o.fl., US Federal Aviation Administration, Washington, DC, 18. apríl 2013. Einnig fyrirhuguð rannsóknarverkefni um loftslagsbreytingar, Impact of Cruise Altitude Emissions on Surface Air Quality – Characterizing the Uncertainties in Surface Air Quality og 2050 Alternative Fuels Scenarios. ↩︎
Stefna í umhverfis- og orkumálum í flugi, samgönguráðuneyti Bandaríkjanna, Flugmálastjórn Bandaríkjanna
júlí 2012 ↩︎
Óháð úttekt á orku- og umhverfistengdum rannsóknaráætlunum FAA, júní 2013. ↩︎
Aðgerðaáætlun um minnkun losunar gróðurhúsalofttegunda frá flugi – DOT/FAA júní 2012 ↩︎

Heimild: Losun frá flugi, áhrif og mótvægisaðgerðir: Grunnatriði

Þýðendur: Friðrik Kjartansson og erlendur.is (Málstaður)

Skráning: Friðrik Kjartansson

Yfirlestur: malfridur.is (Málstaður)

Friðrik Kjartansson

Flugmálastjórn Bandaríkjanna losun í flugi áhrif og mótvægisaðgerðir

Umhverfis- og orkuskrifstofa FAA janúar 2015

Inngangur

Inngangur Flug, umhverfið og losun

Efnisyfirlit

Losun frá flugi

Myndun og umbreyting losunar.

Tafla 1. Útblástur flugs

Losun frá flugi í samanburði við aðra ferðamáta

Losun frá flugi borin saman við aðra losunarvalda

Áhrif hagvaxtar á losun

Þróun í losun frá flugi

Áhrif losunar

Mælingar á losun frá flugi

Líkön af losun og útsetningu

Losun frá flugi og loftgæði.

Losun frá flugi og loftslagsbreytingar

Losun frá flugi, áhrif og mótvægisaðgerðir: Inngangur

Framtíðarreglugerðir

Efni eftir mánuðum