气候变化和飞行:航空业在全球二氧化碳排放量中占什么份额?

(Original Article : https://ourworldindata.org/co2-emissions-from-aviation#:~:text=The%20first%20is%20the%20disconnect,dioxide%20(CO2)%20emissions.)

在气候问题的辩论中,飞行是一个备受争议的话题。有以下几个原因:

首先飞行在个人碳排放和集体碳排放中的角色是脱节的。航空旅行主导着飞行常客对气候变化的个人贡献。但航空总体仅占全球二氧化碳(CO2)排放量的2.5%,这是因为飞行人数存在巨大的不平等现象-许多人根本负担不起机票的费用。

第二个是航空排放如何归因于国家。国内航班的二氧化碳排放量计入一个国家的排放量中,国际航班而不是,而是有自己的类别:“燃油”。它们不计入任何国家的排放量,这一事实意味着,几乎没有任何动力去减少国际航班的排放。

还需要注意的是,与最常见的温室气体(二氧化碳,甲烷或一氧化二氮)不同,《巴黎协定》并未将这些来自航空的非二氧化碳却对气候变化有影响的因素入其中。这意味着它们很容易被忽视,尤其是因为国际航空不算在任何国家的排放清单或目标之内。

航空在全球排放和气候变化中起着多大影响?在本文中,我们将介绍一些有用的关键数字。

全球航空(包括国内和国际的客运和货运)占:

  • 温室气体排放量的1.9%(包括所有温室气体,不仅是二氧化碳)
  • 二氧化碳排放量的2.5%
  • “有效辐射驱动力”的3.5% – 衡量其对变暖影响的更接近的量度。

后两个数字是2018年的数据,第一个数字是2016年的数据,这些是此类数据的最新数据。

航空占全球二氧化碳排放量的2.5%

正如我们将在本文后面看到的那样,航空业有许多过程会导致气候变化。但是最受关注的是二氧化碳的排放。大多数飞行都是由航空燃油驱动的,尽管有些是部分使用生物燃料运行的,但燃烧时会转化为二氧化碳。

在最近的一篇论文中,研究人员David Lee及其同事重建了全球航空从1940年开始的二氧化碳年排放量,该排放量是根据国际能源署(IEA)的燃油消耗数据,以及罗伯特·索森(Robert Sausen)和乌尔里希·舒曼(Ulrich Schumann)在2000年发表的估计。

下图显示了自1940年以来全球航空排放的时间序列。据估计,到2018年,全球航空(包括客运和货运)排放了10.4亿吨的二氧化碳。

这占2018年二氧化碳总排放量的2.5%。

自1980年代中期以来,航空排放量增加了一倍。但是,它们的增长速率与二氧化碳总排放量的增长速率相近,这意味着其在全球排放量中所占的份额一直相对稳定:在2%至2.5%的范围内。

非二氧化碳气体对气候的影响意味着航空业占全球变暖的3.5%

航空业约占全球二氧化碳排放量的2.5%,但其实航空业对气候变化的总体影响却更高,这是因为航空旅行不仅会排放二氧化碳,而且还会以多种更复杂的方式影响气候。

飞机不仅会从燃烧的燃料中释放出二氧化碳,还会影响大气中其他气体和污染物的浓度。它们导致臭氧(O3)的短期增加,但以长期来看会减少臭氧。它们也导致甲烷(CH4)、减少影响水蒸气的排放、煤烟、硫化溶胶、和水凝结尾迹。这些影响中,有些会导致变暖,而其他一些则会引起降温效果。但总体而言,变暖效果更强。

大卫·李(David Lee)等研究人员在2020年将所有这些影响都包括在内,量化了航空对全球变暖的总体影响。为此,他们计算了所谓的“辐射驱动力”。辐射驱动力测量能量从太空传入与辐射回太空之间的差异,如果吸收的能量多于辐射的能量,则大气会变暖。

在此图表中,我们看到了他们对不同元素的辐射驱动力的估计。当我们将它们结合起来时,航空大约占辐射驱动力的3.5%,即变暖的3.5%。

尽管二氧化碳受到了最多的关注,但它却只能解释不到航空导致变暖的一半。三分之二(66%)来自非二氧化碳的驱动力。飞机水汽尾迹,也就是从飞机排气中流出的水蒸气,占最大的份额。

我们还没有使航空旅行脱碳的技术

航空业对气候变化的贡献,占全球变暖的3.5%,或二氧化碳排放量的2.5%,通常比人们想象的要少,与其他行业相比,目前航空业的排放量相对较小。

关键的挑战是脱碳的难度很大。我们有可以减少许多最大排放源的解决方案,例如电力或公路运输,现在的问题只不过是怎么减少它们的排放量。我们可以部署可再生能源和核能技术,并发展电动汽车,但是我们还没有成熟的方案来解决航空排放问题。

现在有一些新的设计概念正在涌现,例如,空中客车公司宣布了将在2035年前推出首架使用氢燃料电池的零排放飞机的计划。电动飞机可能是一个可行的概念,但由于电池技术和容量的限制,电动飞机很可能只限于小型飞机。

创新的解决方案可能会出现,但还可能有不小的一段距离。

效率的提高意味着空中交通的增长比排放的增长更快。

在过去的半个世纪中,全球航空排放量增加了很多。但是,航空旅行量增长得更快。

自1950年以来,航空排放量几乎增长了7倍。自1960年以来增加了三倍。空中交通流量,这里定义为乘客收入公里数(RPK), 以数量级单位增加:自1950年以来几乎增加了300倍;自1960年以来增长了75倍[您可以在我们的互动图表中找到此数据] .

排放量的缓慢增长意味着航空效率得到了极大的提高。在该图表中,我们既显示了自1950年以来全球航空公司运输量的增长,又显示了航空效率,以乘客收入公里数所排放的二氧化碳量来衡量(RPK)。 2018年,每个RPK排放约125克的二氧化碳。在1960年,这个数字是2018年的11倍。在1950年,它是20倍。过去50年中,航空效率大幅提高。

这些改进来自以下几个方面:飞机设计和技术的改进;更大的飞机尺寸(每次飞行可容纳更多乘客);并且满载量也增加了。最后一个指标称为“乘客负载系数”。乘客负载系数衡量的是乘客收入公里数(RPK)占可用座公里数(ASK)的百分比,即每架飞机满载时的行驶公里数。如果每架飞机都已满员,则载客率将为100%。如果只占四分之三的席位,那就是75%。

全球载客率从1950年的61%增加到2018年的82%(您可以在此处的交互式图表中找到此数据)。

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