항공이 환경에 미치는 영향

Environmental effects of aviation
1940년과 2018년 사이 항공 CO2 배출량은 전체 CO2 배출량의 0.7%에서 2.65%로 증가했다.[1]
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오염
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분류

화석 연료 연소로 인한 다른 배출물과 마찬가지로, 항공기 엔진은 기체, 소음 및 미립자를 발생시켜, 그들의 지구적 영향과 지역 대기 질에 미치는 영향에 대한 환경적 우려를 제기한다.[2] 제트 여객기는 가장 잘 이해되는 온실가스인 이산화탄소(CO2)를 배출하고, 과학적인 이해도가 낮은 질소산화물, 콘트라레일, 미립자 등을 배출함으로써 기후변화에 기여한다. 이들의 복사력은 CO의2 1.3–1.4로 추정되며, 과학적인 이해도가 매우 낮은 유도 권운은 제외된다. 2018년 글로벌 상업운전은 전체 CO2 배출량의 2.4%를 발생시켰다.

제트 여객기는 1967~2007년 연비가 70% 이상 향상됐고, 2018년 수익톤킬로미터(RTK)당 CO2 배출량은 1990년의 47%에 달했다. 2018년 CO2 배출량은 km당 수익 승객 1인당 평균 88g의 CO를2 배출했다. 항공산업은 연료 효율이 높은 반면 항공여행량이 늘면서 전체 배출량은 증가했다. 2020년까지 항공 배출량은 2005년보다 70% 증가했고 2050년에는 300% 성장할 수 있었다.

항공기 소음 공해는 수면과 아이들의 교육을 방해하고 심혈관 위험을 증가시킬 수 있다. 공항은 제트 연료의 광범위한 취급과 제빙 화학물질로 인해 수질 오염이 발생할 수 있으며, 이를 포함하지 않을 경우 인근 수역을 오염시킬 수 있다. 항공 활동은 오존과 초미세먼지를 배출하는데, 이 두 가지 모두 건강에 유해하다. 일반 항공에 사용되는 피스톤 엔진은 Avgas를 연소시켜 독성 납을 방출한다.

항공기의 환경적 설치 공간은 항공기 또는 항공 교통 제어의 연비 개선으로 감소할 수 있으며 비행 경로가 최적화되어
x NO, 미립자 또는 철도에서 기후에 대한 비CO2 영향을 낮출 수 있다. ICAO의 코르시아의 일부인 항공 바이오 연료, 배출물 거래 및 탄소 상쇄는 CO2 배출량을 낮출 수 있다. 단거리 비행 금지, 열차 연결, 개인 선택, 항공세 및 보조금 등을 통해 항공 사용량을 낮출 수 있다. 연료 동력 항공기는 하이브리드 전기 항공기와 전기 항공기로 대체하거나 수소 동력 항공기로 대체될 수 있다.

기후변화

요인들

2020년[1] 추정 항공 배출량에서 발생하는 방사능 오염 물질
참고 항목: 복사 강제력

비행기는 기체(이산화탄소, 수증기, 질소산화물 또는 일산화탄소 - 배출 시 CO가2 되기 위한 산소와 결합) 및 대기 먼지(완전 연소된 탄화수소, 황산화물, 검은 탄소)를 방출하여 그들 자신과 대기와 상호작용한다.[3] 동력 항공기에서 배출되는 주요 온실가스 배출량은 CO인2 반면 제트 여객기는 대류권을 비행하면서 4가지 방법으로 기후변화에 기여한다.[4]

이산화탄소(CO2)
이산화탄소2 배출은 기후변화에 대한 가장 중요하고 가장 잘 이해되는 공헌이다.[5] CO2 배출의 영향은 고도에 관계없이 유사하다. 승객과 직원이 공항에 접근하기 위해 사용하는 공항 지상 차량, 공항 건설과 항공기 제조에 의해 발생하는 배출물 또한 항공 산업으로부터의 온실 가스 배출에 기여한다.[6]
질소산화물(NO
x, 질소산화물 및 이산화질소)
대류권에서는 NO의
x 배출이 대류권 상층에 오존(O
3) 형성을 선호한다. 8~13km(26,000~43,000ft)의 고도에서 NO 배출은
x 표면 NO
x 배출보다 O
3 농도가 더 크며 이는 지구 온난화 효과가 더 크다. O
3 표면 농도의 영향은 국지적이고 국지적이지만 대류권 중상위 수준에서 세계적으로 잘 혼합된다.[7] 또한
x 배출은 O형성
3 효과를 상쇄시키지는 못하지만 다른 온실 가스인 메탄의 주변 수준을 감소시켜 기후 냉각 효과를 초래한다. 성층권의 항공기 황과 물 방출은 O를
3 고갈시키는 경향이 있으며, 이러한 영향은 정량화되지 않았지만 NO에 의한
x O 증가를
3 부분적으로 상쇄한다.[8] 경비행기와 소형 통근기는 대류권이 아닌 대류권 아래쪽으로 비행한다.
콘트라레일스와 시러스 구름
구름과 권운
연료 연소는 차고 습한 조건에서 높은 고도에서 응축되는 수증기를 가시 선 구름인 응축 궤적(콘크리트)으로 생성한다. 그들은2 이산화탄소 배출보다는 덜 심각하지만 지구 온난화 효과가 있는 것으로 생각된다.[9] 저고도 항공기에서는 드물게 회항한다. 권운은 지속적인 회랑의 형성 후에 발달할 수 있고 추가적인 지구 온난화 효과를 가져올 수 있다.[10] 그들의 지구 온난화 기여도는 불확실하며 항공의 전반적인 기여도를 추정할 때 권운 강화는 종종 배제된다.[5]
미립자
황산염과 그을음 입자는 다른 배출물에 비해 직접적인 영향이 적은데 황산염 입자는 냉각 효과가 있고 방사선을 반사하는 반면 그을음은 온난화 효과가 있고 열을 흡수하는 반면 구름의 특성과 형성은 입자의 영향을 받는다.[11] 입자로부터 진화하는 콘트라레일 및 권운은 CO2 배출보다 복사 강제력 효과가 더 클 수 있다.[12] 그을음 입자가 응축핵 역할을 할 수 있을 정도로 크기 때문에 가장 많은 콘트라레일 형성을 일으키는 것으로 생각된다. 제트 연료의 방향족 화합물을 감소시킴으로써 그을음 발생을 줄일 수 있다.[13][14][15]

1999년, IPCC는 권선 구름 강화의 잠재적 영향을 제외하고 1992년 항공의 복사 강제력을2 CO의 2.7배에서 4배로 추정했다.[4] 이는 2000년에 갱신되었으며, 항공의 복사 강제력은 CO2 배출 효과만 25.3 mW/m의2 1.9배인 47.8 mW/m으로2 추정되었다.[5]

2005년에 David S에 의한 연구. 과학전문지 '대기환경'에 게재된 Lee, et al.는 항공의 누적 복사 강제력 효과를 55mW/m로2 추정했는데, 이는 유도 권운(cirrus cloud)을 제외한 CO2 배출량만 28mW/m의2 2배에 달하는 것으로 과학적인 이해도가 매우 낮다.[16] 2012년 찰머스 대학의 연구에서는 항공 유도 권선이 포함되지 않을 경우 1.3–1.4, 포함되면 1.7-1.8(1.3–2.9 범위 이내)[17]으로 가중치를 추정했다.

불확실성은 NOx–O3–CH4 상호작용, 항공에서 생산된 콘트라레일 형성, 그을음 에어로졸이 권운에 미치는 영향 및 비CO2 복사 강제력 측정에 여전히 남아 있다.[3]

2018년2 CO는 항공의 유효 복사 강제력(ERF, 지표면) 34.3mW/m를2 나타냈으며, 높은 신뢰도(± 6mW2/m), NO x 17.5 mW/m의2 낮은 신뢰도(± 14)와 57.4 mW/m의2 회선 권선(± 40)도 낮다.[1] 조합된 모든 요인은 콘트라레일 권선(contrail cirrus)을 제외한 43.5mW/m2(CO만2 1.27), 이들을 포함한 101mW/m2(±45)을 나타내며, 2290mW/m(±11002)의 인공 ERF의 3.5%를 나타냈다.[1]

볼륨

ICAO에 따르면 2018년까지 항공 교통량은 43억 명에 달해 출발 3780만 명, 비행당 평균 114명, 평균 1,920km(1,040nmi)의 여정인 8조 2,600억 RPK에 달했다.[18] 교통은 외부 충격에도 불구하고 15년마다 두 배씩 증가하는 지속적인 성장을 경험하고 있었다. - 연평균 4.3%의 증가율과 에어버스 예측은 이러한 증가세가 지속될 것으로 예상한다.[19] 항공산업은 기술발전과 운항개선을 통해 1990년에 비해 비행당 연료소모량을 절반으로 줄일 정도로 연료효율성이 높은 반면, 항공여행량이 늘면서 전체 배출량은 증가했다.[20] 연간 6%에서 현재의 비행 수요 증가율은 항공업계의 연비 개선폭인 연간 1%를 능가한다.[21][dubious – discuss] 1960년과 2018년 사이에 RPK는 109에서 8,269억으로 증가했다.[1]

1992년 항공기 배출량은 전체 인공 CO2 배출량의 2%를 차지했으며, 50년 동안 총 인공 CO2 증가량의 1%를 약간 초과했다.[8] 2015년까지 항공은 전 세계 CO2 배출량의 2.5%를 차지했다.[22] 2018년 글로벌 상업운항에서는 CO 배출량이22 9억1800만톤(Mt)으로 전체 CO 배출량의 2.4%인 여객운송용 747mt, 화물용 171mt를 배출했다.[23] 19602~2018년 CO 배출량은 연간 152만4000t에서 10억3400만t으로 6.8배 증가했다.[1] 2013~2018년 항공편 배출량이 32% 증가했다.[21]

1990년과 2006년 사이에, 유럽 연합에서 항공으로 인한 온실 가스 배출은 87% 증가했다.[24] 2010년에는 항공 배출량의 약 60%가 국제선 항공편에서 발생했는데, 이는 교토 의정서의 배출량 감축 목표치를 벗어난 것이다.[25] 국제선 항공편도 개별 국가의 규제에 얽매이지 않기 위해 파리 협정의 적용을 받지 않는다. 그러나 이 협정은 국제민간항공기구가 채택한 것으로 항공사의 탄소배출량을 2020년 수준으로 제한하는 한편 항공사는 다른 산업과 프로젝트에서 탄소배출권을 구매할 수 있게 했다.[26]

1992년, 항공기 복사 강제력은 IPCC에 의해 인간이 만든 복사 강제력의 3.5%로 추정되었다.[27]

승객당

1950년과 2018년 사이에 승객당 효율은 CO2 kg당 0.4에서 8.2 RPK로 증가했다.[1]
참고 항목: 항공기의 연비

항공사는 2007년까지 28%에 달하는 비용에서 큰 비중을 차지하기 때문에 항공사의 연료 소비량을 낮추어 환경 설치 공간을 줄일 수 있는 강력한 인센티브를 갖고 있다.[28] 제트 여객기는 1967년에서 2007년 사이에 70% 더 연료 효율이 높아졌다.[28] 제트 여객기 연비는 지속적으로 개선되며, 개선의 40%는 엔진에서, 30%는 에어프레임에서 나온다.[29] 제트기 시대 초기에는 1960년부터 1980년까지 55-67%의 증가와 1980년부터 2000년까지 20-26%의 증가와 함께 효율성 증가가 더 컸다.[30]

신형 항공기의 평균 연료소모량은 1968년부터 2014년까지 45% 감소해 연간 1.3%의 감소율과 가변 감축률을 합산했다.[31] 2018년까지 수익톤 킬로미터(RTK)당 CO2 배출량은 1990년에 비해 절반 이상 감소해 47%[32]를 기록했다. 항공 에너지 강도는 2000년부터 2019년까지 21.2에서 12.3 MJ/RTK로 42% 감소하였다.[33]

2018년 승객2 수송의 CO 배출량은 총 7억4700만 톤으로 8조 5000억 수익 승객 킬로미터(RPK)에 달했으며, RPK당 평균 88g의2 CO를 배출했다.[23] 영국 국무부는 영국 국내선 항공기의 경우 승객 킬로미터당 102g의 장거리2 비행 배출량과 비 CO2 온실가스 배출량, 수증기 등을 포함한 254g의 CO2 등가량을 계산한다.[21]

ICAO는 2013~2050년 연간 2%의 효율성 향상을 목표로 하고 있으며 IATA는 2009~2020년 1.5%를 목표로 하고 있으며 2005년 대비 2050년까지 순수 CO2 배출량을 절반으로 줄이는 것을 목표로 하고 있다.[33]

진화

2020년까지 세계 국제 항공 배출량은 2005년보다 약 70% 증가했으며 추가 조치가 없을 경우 2050년까지 300% 이상 증가할 수 있다.[34] ICAO는 보다 연료 효율이 높은 항공기, 지속 가능한 항공 연료, 개선된 항공 교통 관리, 그리고 코르시아를 통해 탄소 배출량을 줄이는 것을 목표로 한다.

1999년 IPCC는 항공 복사력이 2050년 전체 인공 복사 강제력의 5%인 190mW/m를2 나타낼 수 있다고 추정했으며, 불확실성은 100~500mW/m이다2.[35] 만약 다른 산업들이 시간이 지남에 따라 온실 가스 배출의 현저한 감소를 이룬다면, 나머지 배출량의 비율로서 항공의 몫은 증가할 수 있다.

앨리스 보우-라킨은 기후변화 온도 상승분을 세기 중반까지 2°C 이하로 유지하기 위해 연간 세계2 CO 배출 예산이 항공 배출에 의해 전적으로 소비될 것이라고 추정했다.[36] 성장 예측이 항공이 전 세계2 CO 배출량의 15%를 발생시킬 것이라는 점을 감안할 때, 그녀는 2050년까지 위험한 기후 변화 위험을 50% 미만으로 유지하는 것이 전통적인 시나리오에서 전체 탄소 예산을 초과할 것이라고 추정했다.[37]

2013년 독서대 국립대기과학센터는 CO레벨2 증가가 21세기 중반까지 대서양 횡단 항공편에서 경험하는 기내 난기류를 크게 증가시킬 것으로 전망했다.[38]

항공 CO2 배출량은 항공기, 발전소 및 비행 운영에 대한 효율적 혁신에도 불구하고 증가한다.[39][40] 항공 여행은 계속 증가하고 있다.[41][42]

2015년 생물다양성센터는 항공기가 2050년까지 43Gt의 이산화탄소 배출량을 발생시킬 수 있다고 추정해 남은 세계 탄소 예산의 거의 5%를 소비했다. 규제가 없다면, 전 세계 항공 배출량은 세기 중반까지 3배가 될 수 있고 고성장, 사업상 흔히 볼 수 있는 시나리오 하에서 연간 3 Gt 이상의 탄소를 배출할 수 있다. 많은 나라들이 파리협정을 위해 배출량 감축을 약속했지만, 이러한 노력과 공약의 합계는 여전히 불충분하며, 기술 및 운영상의 발전에도 불구하고 비행기 오염을 해결하지 않는 것은 실패가 될 것이다.[43]

국제에너지기구는 전 세계 CO2 배출량 중 항공 점유율이 2019년 2.5%에서 2030년까지 3.5%로 증가할 수 있을 것으로 전망했다.[44]

2020년까지 세계 국제 항공 배출량은 2005년보다 약 70% 증가했으며, ICAO는 추가 조치가 없을 경우 2050년까지 300% 이상 성장할 수 있을 것으로 전망했다.[34]

2050년까지 첨단 항공기 기술, 운영 절차 및 재생 가능한 대체 연료가 황산 에어로졸과 흑탄소로 인해 복사력을 감소시킴으로써 기후에 대한 항공의 부정적 영향이 2% 감소하고 NO x 배출량이 감소할 수 있다.[3]

잡음

주요 기사: 항공기 소음공해
베를린 테겔 공항 소음도

항공 교통은 항공기 소음을 유발하여 수면을 방해하고, 아이들의 학교 성적에 악영향을 미치며, 공항 인근 지역의 심혈관 위험을 증가시킬 수 있다.[45] 수면장애는 야간 비행을 금지하거나 제한함으로써 줄일 수 있지만, 교란은 점진적으로 감소하고 법률 제정은 국가마다 다르다.[45]

ICAO 14장 소음 표준은 2017년 12월 31일 이후 인증을 위해 제출한 항공기와 2020년 12월 31일 이후 4장보다 조용한 55 t(121,000lb), 7 EPNdB(누적) 미만의 항공기에 적용된다.[46] FAA 5단계 소음 표준은 동일하다.[47] 바이패스 비율이 높은 엔진은 소음을 적게 낸다. PW1000G는 이전 엔진보다 75% 더 조용하게 표시되었다.[48] 톱니 모양의 가장자리 또는 나셀 뒷면의 '체브론'은 소음을 감소시킨다.[49]

연속 강하 접근법(CDA)은 엔진이 공회전 전력에 근접할 때 소음이 줄어들기 때문에 더 조용하다.[50] CDA는 지상의 소음을 비행당 최대 1-5dB까지 줄일 수 있다.[51]

수질 오염

과도한 항공기 제빙액은 인근 수역을 오염시킬 수 있다.

공항은 제트 연료, 윤활유 및 기타 화학 물질의 광범위한 사용과 취급으로 인해 상당한 수질 오염을 일으킬 수 있다. 화학적 유출은 유출 격납 구조물과 진공 트럭, 휴대용 버림, 흡수제 같은 정화 장비에 의해 완화되거나 예방될 수 있다.[52]

추운 날씨에 사용되는 제빙액은 물을 오염시킬 수 있는데, 그 대부분은 땅으로 떨어지고 표면 유출수는 그것들을 근처의 하천이나 강이나 해안으로 운반할 수 있기 때문이다.[53]: 101 제빙액은 에틸렌 글리콜 또는 프로필렌 글리콜을 기반으로 한다.[53]: 4 공항은 아세트산칼륨, 글리콜 화합물, 아세트산나트륨, 요소 또는 기타 화학물질을 포함할 수 있는 활주로와 유도로를 포함한 포장 표면에 포장 제설제를 사용한다.[53]: 42

지표수 열화 과정에서 에틸렌과 프로필렌 글리콜은 수생생물들이 필요로 하는 산소를 소비하면서 높은 수준의 생화학적 산소 수요를 발휘한다. 프로필렌 글리콜을 분해하는 미생물군은 물기둥에서 다량의 용존산소(DO)를 소비한다.[54]: 2–23 물고기, 매크로버브레이트와 다른 수생 유기체는 표면의 물에 충분한 용존 산소 농도를 필요로 한다. 낮은 산소 농도는 생물체가 충분한 산소 농도를 가진 지역으로 이동할 수 없으면 죽기 때문에 사용 가능한 수생 서식지를 감소시킨다. 하부 공급인구는 낮은 DO 레벨에 의해 감소되거나 제거될 수 있으며, 공동체의 종 프로파일을 변경하거나 중요한 식품-웹 상호작용을 변경할 수 있다.[54]: 2–30

대기 오염

참고 항목: 대기오염과 아바스 § 환경규제

항공은 호흡기 건강 위험인 오존의 주요 인체원으로 연간 6800명의 조기 사망자를 낸다.[55]

항공기 엔진은 지상 지원 장비와 마찬가지로 공항 안팎에서 초미세먼지(UFP)를 방출한다. 이륙 중 연료 연소 kg당 3 ~ 50 × 1015 입자를 측정했으며,[56] 엔진에 따라 상당한 차이가 관찰된다.[57] 그 밖의 추정치로는 0.1~0.7g의 경우 4~200×1015 입자,[58] 0.046~0.941g의 경우 14~710×1015 입자,[59] 0.046~0.941g의 경우 0.1~10 × 10개의15 흑탄소 입자가 있다.[60]

미국에서는 전용기의 4분의 3을 대표하는 16만7000개의 피스톤 항공기 엔진이 에이브가스(Avgas)를 연소시켜 납을 공중으로 방출한다.[61] 환경보호청은 이것이 1970년에서 2007년 사이에 대기 중으로 3만 4천 톤의 납을 방출했다고 추정했다.[62] 연방항공청은 흡입되거나 섭취된 납이 신경계, 적혈구, 심혈관계 및 면역계통에 악영향을 미친다는 사실을 인지하고 있다. 유아 및 소아에서 납 노출은 행동 및 학습 문제에 기여하고 IQ를 낮출 수 있다.[63]

완화

2021년 2월, 유럽의 항공 부문은 2050년까지 CO2 배출 제로화를 향한 Destination 2050 지속가능성 이니셔티브를 발표했다.

반면 항공 교통은 2018년에서 2050년 사이에 매년 1.4%씩 증가해야 한다.[64] 이니셔티브는 ACI 유럽, ASD 유럽, A4E, CANSO, 평균자책점이 주도한다.[64]

항공 여행 감소

항공의 환경적 발자국은 항공 여행, 노선 최적화, 배출 한도, 단거리 제한, 세금 인상, 보조금 감소로 완화될 것이다.

개선된 항공 교통 통제가 더 많은 직항로를 허용함
경로 최적화

항공 교통 관리 시스템이 개선되면 항공사는 최적 항공 회랑 및 최적 항로보다 더 많은 직접 경로를 통해 배출량을 최대 18%[28]까지 줄일 수 있을 것이다. 유럽연합(EU)에서는 EU 국가 간 공역 제한이 겹치지 않도록 하고 배출량을 줄이기 위해 1999년부터 '단일 유럽 하늘'이 제안돼 왔다.[65] 2007년까지 연간 1,200만 톤의 CO2 배출량이 단일 유럽 스카이의 부족에 의해 발생하였다.[28] 2020년 9월 현재 싱글 유러피언스카이(Single European Sky)는 아직 완전하게 달성되지 않아 60억 유로가 지연되고 1160만 톤의 과잉2 CO 배출이 발생하고 있다.[66]

유럽 연합 배출권 거래제에서의2 CO 가격
배출권거래

ICAO는 항공 CO2 배출을 줄이기 위해 배출권 거래를 승인했으며, 2007년 ICAO 총회에 가이드라인이 제시될 예정이었다.[67] 유럽연합 내에서, 유럽 위원회는 2012년부터 운영되는 유럽 연합 배출권 거래제에 항공을 포함시켜, 항공사 배출량을 제한하고, 더 효율적인 기술을 통해 배출량을 낮추거나 다른 회사로부터 탄소 배출권을 사도록 인센티브를 제공하고 있다.[68][69] 맨체스터 메트로폴리탄 대학의 항공 교통 환경 센터는 배출량을 줄이는 유일한 방법은 탄소에 가격을 매기고 EU ETS와 같은 시장 기반 조치를 사용하는 것이라고 추정한다.[70]

단거리 비행 금지
주요 기사: 단거리 비행 금지

단거리 비행 금지는 정부가 항공의 환경적 영향을 완화하기 위해 일정 거리 이상의 비행 연결을 설정 및 유지하도록 항공사에 부과하는 금지 사항이다. 21세기에, 몇몇 정부, 단체, 회사들은 단거리 비행에 대한 제한과 심지어 금지를 부과했고, 여행자들에게 더 환경 친화적인 교통 수단, 특히 기차를 선택하도록 자극하거나 압력을 가했다.[71]

Aéroport Charles de Gaulle 2 TGV 역은 열차 연결을 제공한다.
열차 연결

열차 연결은 급수 비행을 감소시킨다.[72] 루프트한자는 2019년 3월까지 프랑크푸르트를 통해 도이체반(AIRAIL Service)과 연계를, 에어프랑스는 파리를 통해 TGV 연계를 제공했다.[73] 2018년 10월 오스트리아항공과 오스트리아연방철도는 비엔나 공항을 통해 열차 연결을 도입했다.[74] 2019년 3월 네덜란드 내각은 NS 인터내셔널이나 탈리스를 통한 암스테르담 연결 작업을 하고 있었다.[72] 2020년 7월까지 루프트한자, 도이체반 등은 프랑크푸르트 공항을 통해 17개 주요 도시로 오퍼를 확대했다.[75]

국제 회의

대부분의 국제 전문직 또는 학술 회의 참석자들은 비행기로 여행하고, 회의 여행은 고용주들에 의해 비용이 지원되기 때문에 종종 직원 혜택으로 간주된다.[76] 2003년까지 액세스 그리드 기술은 여러 국제 회의를 개최하였다.[76] Tyndall Centre는 일반적인 제도적, 전문적인 관행을 변화시킬 수 있는 방법을 보고했다.[77][78]

비행 수치

스웨덴에서는 '비행 수치' 또는 '플릭스캄'이라는 개념이 항공 여행 감소의 원인으로 언급되어 왔다.[79] 스웨덴 철도회사 SJ AB는 2019년 여름, 전년 대비 두 배나 많은 스웨덴 사람들이 항공편 대신 기차를 타고 여행을 선택했다고 보도했다.[80] 스웨덴의 공항 운영사인 스웨덴은 2019년 10개 공항의 승객 수가 전년 대비 4% 감소했다고 발표했다. 국내 승객은 9%, 국제 승객은 2% 감소했다.[81] 세계 인구의 3%가 정기 항공편을 이용하는 것으로 추산된다.[21]

ICAO 규정과 코르시아

국제민간항공기구는 2016년 항공연비를 연간 2% 향상하고 2020년부터 탄소배출량을 안정화하겠다고 공약했다.[82] 이러한 목표를 달성하기 위해서 여러가지 기준, 가스 배출권 거래, 세금, 탄소 같은 시장 기반 대책 offsetting,[82] 탄소 Offsetting와 저감 방안 국제 민간 항공(CORSIA에 더 많은 연료 효율적인 항공기 기술은 지속 가능한 항공 연료의 개발 및 배치, 개선된 항공 교통 관리 계획된다.).[83]

국제민간항공기구(ICAO)가 개발해 2016년 10월 채택했다. 2020년부터 탄소중립성장이 목표다. 코르시아는 CO2 배출량을 상쇄하기 위해 시장 기반 환경 정책 수단을 사용한다. 항공 사업자는 탄소 배출권 시장에서 탄소 배출권을 구입해야 한다. 2021년부터는 2027년까지 모든 국가에 자발적인 제도다.

세제 및 보조금

주요 기사: 항공세 및 보조금

재정적인 조치는 항공사 승객들을 낙담시키고 다른 운송 수단을 촉진할 수 있으며 항공사들이 연료 효율을 개선하도록 동기를 부여한다. 항공세에는 다음이 포함된다.

소비자 행동은 지속 가능하지 않은 항공에 대한 보조금을 삭감하고 지속 가능한 대안 개발을 보조함으로써 영향을 받을 수 있다. 2019년 9~10월까지 유럽투자은행(European Investment Bank)을 대상으로 실시한 여론조사에서 EU 시민의 72%가 항공편에 대한 탄소세를 지지하게 된다.[84]

항공세는 모든 외부 비용을 반영할 수 있으며 배출권 거래제도에 포함될 수 있다.[85] 국제 항공 배출은 2016년 ICAO 3년마다 열리는 CORSIA 상쇄 계획에 합의하기 전까지 국제 규제를 벗어났다.[86] 항공 연료에 대한 낮은 세금 또는 존재하지 않는 세금 때문에 항공 여행은 다른 운송 수단보다 경쟁 우위를 가진다.[87][88]

대체연료

참고 항목: 항공 바이오 연료
에어버스 A320에 바이오 연료 주입

항공 바이오 연료 또는 바이오 제트[89] 연료 또는 바이오 항공 연료(BAF)[90]는 항공기에 동력을 공급하기 위해 사용되는 바이오 연료로 지속 가능한 항공 연료(SAF)라고 한다. 국제항공운송협회(IATA)는 항공이 환경에 미치는 영향 내에서 탄소 발자국을 줄일 수 있는 핵심 요소 중 하나로 간주하고 있다.[91] 항공 바이오 연료는 대부분의 배출물을 발생시키는 중장거리 항공 여행을 탈탄소화하는 데 도움이 될 수 있으며, 탄소 발자국을 낮춰 구형 항공기 유형의 수명을 연장할 수 있다.

바이오 연료는 식물이나 폐기물에서 나오는 바이오매스 유래 연료로, 어떤 종류의 바이오매스를 사용하느냐에 따라 기존 제트 연료에 비해 CO2 배출량을 20~98% 낮출 수 있다.[92] 혼합 바이오 연료를 사용한 첫 번째 시험 비행은 2008년이었고 2011년에는 상용 비행에서 50%의 바이오 연료를 사용한 혼합 연료가 허용되었다. 2019년 IATA는 2025년까지 2%의 보급률을 목표로 하고 있었다.

Aviation biofuel can be produced from plant sources like Jatropha, algae, tallows, waste oils, palm oil, Babassu and Camelina (bio-SPK); from solid biomass using pyrolysis processed with a Fischer–Tropsch process (FT-SPK); with an alcohol-to-jet (ATJ) process from waste fermentation; or from synthetic biology through a solar reactor. 작은 피스톤 엔진은 에탄올을 태우도록 개조될 수 있다.

지속 가능한 바이오 연료는 식량 작물, 주요 농경지, 천연림 또는 담수와 경쟁하지 않는다. 그것들은 전기 연료의 대안이다.[93] 지속가능한 항공연료는 제3자 기관이 지속가능하다고 인증한다.

수소 및 전자 연료

참고 항목: 수소전기항공기 및 전기연료

2020년 에어버스는 2035년을 목표로 한 무배출 항공기로 액체수소로 움직이는 항공기 개념을 공개했다.[94] 항공은 전기화할 수 없는 산업 프로세스와 마찬가지로 주로 수소 기반 연료를 사용해야 한다.[95]

포츠담 기후 영향 연구소는 수소 기반 전자 연료의 CO2 1톤당 800–1,200 유로의 경감 비용을 보고했다.[96] 2050년에는 이산화탄소2 1톤당 20~270유로까지 감소할 수 있지만 화석연료를 대체하기에는 아직 이르지 않을 수 있다.[96] 기후 정책은 전자 연료의 불확실한 가용성의 위험을 부담할 수 있으며, 수소와 전자 연료는 직접 전기화에 접근할 수 없을 때 우선순위를 정할 수 있다.[96]

비CO2 배출량

대서양 횡단 교통의 경제적 비용 및 기후 영향 관계

항공은 이산화탄소 외에도 질소산화물(NO
x), 미분자, 미연소 탄화수소(UHC), 콘트레일을 생산한다. 비행 노선:대서양을 횡단하는 비행 편의 겨울 쇼에서 탄소, H2O과 질소 산화물 효과 모형 제작 공정 수 있는 서쪽 방향 비행 기후라고 강요하는 것이 될 수 있게 하락해 최대 60%, ~25%를 제트 stream-following 동쪽으로 이동하는 항공 편, 원가 계산 10–15%때문에 더해 더 이상 거리와 더 낮은 고도 소비 더 많은 연료지만, 0.5%비용이 증가할 수 있기 기후.f최대 25%까지 [97]오싱 최적 고도보다 2000피트(약 600m) 낮은 순항 고도는 21% 낮은 복사력을 가지며, 2000피트 높은 순항 고도는 9% 높은 복사력을 가진다.[98]

질소산화물(NO
x)
설계자들이 제트 엔진에서 배출되는 NO를
x 줄이기 위해 노력하면서 1997년과 2003년 사이에 40% 이상 감소했다.[49] 2,000피트(610m) 낮은 고도에서 순항하면 NO의 원인
x 복사력이 5mW/m에서2 최대 3mW/m로2 감소할 수 있다.[99]
미립자
최신 엔진은 비행 중 어느 지점에서나 연기가 발생하지 않도록 설계되었으며, 미립자와 연기는 고출력 환경에서 초기 제트 엔진에 문제가 있었다.[49]
미연소 탄화수소(UHC)
불완전한 연소로 인해 더 많은 미연소 탄화수소가 낮은 압축기 압력 및/또는 상대적으로 낮은 가연성 온도로 생산되며, 미립자와 같은 개선된 설계와 기술을 통해 현대 제트 엔진에서 제거되었다.[49]
비행운
비행시간이 약간 증가하여 크루즈 고도를 낮추면 궤도형성이 줄어들겠지만, 이는 특히 유럽과 북미의 경우 공역 용량에 의해 제한되며, 낮은 고도에서 효율이 낮아져 연료소모량이 증가하여2 CO 배출량이 4%[100] 증가하게 된다. 왕복 복사 강제력은 일정표에 의해 최소화될 수 있다: 야간 비행은 항공 교통량의 25%에 대해서만 강제력의 60-80%를 야기하는 반면 겨울 비행은 항공 교통량의 22%에 대해서만 강제력의 절반에 기여한다.[101] 항공편의 2%가 80%의 왕복 복사 강제력을 담당하기 때문에, 비행의 1.7%에 대해 높은 습도를 피하기 위해 비행 고도를 2,000피트(610m)로 변경하면 비행로의 편성이 59%[102] 감소한다.

국가 탄소 예산

영국에서는 가장 큰 배출원으로 교통수단이 발전량을 대체했다. 여기에는 항공의 4% 기여도가 포함된다. 이는 2050년까지 확대될 것으로 예상되며 승객 수요를 줄여야 할 수도 있다.[103] 영국 기후변화위원회(CCC)의 경우 1990년부터 2050년까지 80% 감축이라는 영국 목표치를 2019년부터 달성할 수 있었지만 파리협정은 배출 목표를 더욱 강화해야 한다고 제안하고 있다.[103] 그들의 입장은 항공과 같이 문제가 있는 분야의 배출은 온실 가스 제거, 탄소 포획, 저장 및 재조림으로 상쇄되어야 한다는 것이다.[103]

2020년 12월 영국 기후변화위원회는 "이번 조사 옵션에는 수요 관리, 항공기 효율성 향상(하이브리드 전기 항공기 사용 포함), 화석 제트 연료를 대체하기 위한 지속 가능한 항공 연료(바이오연료, 제트용 생물연료, 제트용 생물연료 및 합성 제트 연료)의 사용 등이 포함된다"고 밝혔다.[104] 영국은 탄소 예산에 국제 항공과 운송을 포함할 것이고 다른 나라들도 그러기를 희망한다.[105]

탄소 오프셋

항공사의 탄소 상쇄에 의해 발생하는 돈은 종종 풍력 발전소와 같은 녹색 에너지 프로젝트에 투자한다.

탄소 상쇄는 광합성을 통해 충분한 탄소를 절약하거나 탄소를 식물로 다시 흡수함으로써(예를 들어, 개간이나 조림을 통해 나무를 심음으로써) 항공 배출량을 보상하는 수단이다.

소비자옵션
일부 항공사들은 승객들에게 탄소 상쇄물을 제공함으로써 재생 에너지와 같은 녹색 기술에 투자하고 미래 기술에 대한 연구를 수행하면서 비행으로 인해 발생하는 배출물을 커버하기 위해 제공한다. 탄소 상쇄를 제공하는 항공사로는 브리티시 에어웨이즈,[106] 컨티넨탈 에어라인,[107][108] 이지젯 [109]등이 있으며, 에어캐나다, 에어뉴질랜드, 델타 에어라인, 에미레이트 항공, 걸프 에어라인, 제트스타, 루프트한자, 콴타스, 유나이티드 항공, 버진 오스트레일리아 등이 있다.[110] 소비자들은 또한 개별 시장에서 상쇄물을 구입할 수 있다. 골드 스탠더드[112], 그린-e [111]등 이들에 대한 인증 기준이 있다.[113]

항공사 상계

일부 항공사들은 코스타리카 네이처 에어처럼 탄소중립적이거나 캐나다 하버 에어 시플레인처럼 주장해 왔다.[114][115] 장거리 저비용 벤처 플라이 POP은 탄소중립을 목표로 한다.[116]

에어프랑스는 2019년 1월부터 5만7000명이 탑승하는 국내선 하루 450편의2 CO 배출량을 인증사업을 통해 상쇄하겠다고 발표했다. 이 회사는 또 모든 항공편을 자발적으로 보상할 수 있는 선택권을 고객에게 제공할 예정이며, 2005년에 비해 2030년까지 배기가스 배출량을 팍스/km당 50% 감축하는 것을 목표로 하고 있다.[117]

2019년 11월부터 영국의 저가 항공사 이지젯은 대기 탄소 감축 프로젝트에 대한 투자를 통해 모든 항공편의 탄소 배출을 상쇄하기로 결정했다. 그것은 2019-20 회계연도에 2,500만 파운드의 비용을 들여 탄소 중립적인 최초의 주요 사업자라고 주장한다. 2018-19 회계연도 승객당 CO2 배출량은 77g으로 전년 78.4g보다 줄었다.[118]

영국항공은 2020년 1월부터 탄소 감축 프로젝트 투자를 통해 하루 75편의 국내선 배출량을 상쇄하기 시작했다. 이 항공사는 연료 효율이 높은 항공기, 지속 가능한 연료 및 운영상의 변화로 2050년까지 탄소중립이 되는 것을 추구한다. 외국으로 비행하는 승객들은 마드리드로 가는 항공편을 이코노미석에서는 1파운드, 비즈니스석에서는 뉴욕으로 가는 15파운드로 상쇄할 수 있다.[119]

미국 저비용항공사 제트블루는 2020년 7월부터 국내선 배기가스 배출에 오프셋을 사용할 계획이었는데, 이는 미국 주요 항공사가 최초로 도입하는 것이다. 또 2020년 중반부터 핀란드 정유사인 네스테가 폐기물로 만든 지속가능한 항공연료를 사용할 계획이다.[120] 2020년 8월 젯블루는 효율 개선과 탄소 상쇄를 이용하여 미국 국내선의 탄소 중립이 되었다.[121] 델타항공은 10년 안에 같은 일을 하겠다고 약속했다.[122]

유나이티드 항공은 2050년까지 탄소중립이 되기 위해 오시덴탈 석유와 러쉬든 캐피털 매니지먼트가 공동 소유한 회사 1PointFive를 통해 미국에 최대 규모의 탄소 포획 및 저장 시설을 건설하기 위해 투자하고 있으며, 이를 통해 거의 10%의 오프셋을 목표로 하고 있다.[123]

전기 항공기

벨리스 일렉트릭은 2020년 6월 10일에 처음으로 인증된 전기 항공기였다.
주요 기사: 전기항공기 및 하이브리드 전기항공기

전기 항공기 운항은 배출이 전혀 발생하지 않으며 재생에너지로도 전기를 생산할 수 있다. 포장과 부속품을 포함한 리튬이온 배터리는 160Wh/kg의 에너지 밀도를 제공하는 반면 항공 연료는 12,500Wh/kg을 제공한다.[124] 전기 기계와 변환기가 더 효율적이기 때문에 사용 가능한 샤프트 전력은 배터리 145Wh/kg에 가깝고, 가스 터빈은 6545Wh/kg의 연료: 45:1의 비율을 제공한다.[125] 콜린스 에어로스페이스의 경우 이 1:50 비율로 장거리 항공기의 전기 추진이 금지된다.[126] 독일항공우주센터는 2019년 11월까지 대형 전기비행기를 2040년까지 이용할 수 있을 것으로 추정했다.[127] 대형 장거리 항공기는 2070년 이전이나 21세기 내에 전기가 될 가능성이 낮은 반면 소형 항공기는 전기화가 가능하다.[128] 2020년 5월 현재 가장 큰 전기 비행기는 개조된 세스나 208B 캐러밴이다.

영국의 기후변화위원회(CCC)의 경우, 엄청난 기술 변화는 불확실하지만, 컨설턴트인 롤랜드 버거는 2016-2018년에 80개의 새로운 전기 항공기 프로그램, 소형 2/3는 전기로, 대형 항공기는 하이브리드 시스템을 가리키며, 2030년대 초 런던과 파리, ww와 같은 단거리 노선은 상업적 서비스 날짜를 예측한다.2045년 이전에는 예상되지 [103]않은 모든 전기 항공기 버거는 연비가 매년 1%씩 향상되고 전기 또는 하이브리드 항공기가 없다면 2030년부터 규제 제약으로 10년 된 항공기를 전기 또는 하이브리드 항공기로 교체하면 2050년까지 항공 CO2 점유율이 24%로 떨어져 2050년 비행대의 70%에 이를 것으로 예측했다.[103] 그러나 이렇게 되면 기존 항공기 기단의 가치가 크게 감소할 것이다.[103] 배터리 셀 공급 제한은 전기 자동차와 같은 다른 산업들과 경쟁하기 때문에 그들의 항공 채택을 방해할 수 있다. 리튬이온 배터리는 연약하고 화재에 취약한 것으로 입증되었으며, 그 용량은 나이가 들수록 악화된다. 그러나 나트륨이온배터리 등 대안이 추진되고 있다.[103]

참고 항목

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  • "airportwatch.org.uk". AirportWatch. oppose any expansion of aviation and airports likely to damage the human or natural environment, and to promote an aviation policy for the UK which is in full accordance with the principles of sustainable development
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