Tag: vliegen op groet hoogte

Inleiding
De klimaatgevolgen van de luchtvaart bestaan uit een CO₂ – deel en een niet CO₂ – deel .

Het CO₂ – deel is gewoon wat ook bestaat bij alle andere fossiele verbrandingsprocessen. CO₂ komt in de lucht en blijft daar eeuwen. De atmosfeer mengt en ongeacht waar de CO₂ vrijkomt telt die steeds op dezelfde wijze mee voor de opwarming.

Het niet CO₂ – deel gaat over klimaateffecten die alleen op kruishoogte (ca 10km) plaatsvinden. Dat gaat met name over strepen aan de hemel (contrails) en de daaruit voortvloeiende cirrusbewolking, en over de indirecte werking van stikstofoxides, en over methaan. Dat is ingewikkelde scheikunde, in bovengetoond schema (Lee, 2020) enigszins uitgelegd.

In 2020 heeft de Europese Commissie de knoop doorgehakt en verordonneerd dat het niet- CO₂ – deel op het dubbele van het wel CO₂ – deel vastgesteld werd.
Dus als het CO₂ – deel op de stralingsbalans X ws, was het niet CO₂ – deel 2X (de één na onderste rode balk boven) en het totaal 3X (de onderste rode balk boven).
3X/X heet de CO₂e-factor en dat is de 3 van de Europese Commissie.

Ik  heb hierover op deze site toen een verhaal geschreven onder https://www.bjmgerard.nl/ec-niet-co2-klimaateffecten-vliegen-dubbele-van-co2-effect/ .

Allerwege werd erkend dat de zoiets als een voorlopige vuistregel was.

De werkelijkheid is namelijk nog een behoorlijk beetje ingewikkelder,

• omdat de gassen een uiteenlopende verblijfstijd in de atmosfeer hebben. CO₂ blijft eeuwen, waterdamp op grote hoogte maanden, methaan 12 jaar, de door stikstof veroorzaakte verandering in de ozonconcentraties weken en een specifieke contrail een aantal uren.
  Het maakt dus uit of je 20 jaar, of 50, of 100 jaar vooruit of terug kijkt. Men moet hier een keuze maken.
• Het vliegtuigtype en de vlieghoogte maakt uit. Op 3km hoogte ontstaan minder gauw  contrails dan op 10 km hoogte.Hoe kouder, hoe meer contrails.
• De feitelijke toestand van de atmosfeer maakt uit (het grillige weer en de breedtegraad die dat tot statistiek maakt). Eigenlijk zou je de CO₂e-factor per individuele vlucht moeten uitrekenen, maar dat is niet te doen.

Het Schmidt-. Appleman criterium voorspelt in welke atmosferische condities een vliegtuig wel of geen contrails achterlaat.

De Tweede Kamer had bij motie ( (GroenLinks en Partij vd Dieren) )om een beleidsaanpak voor de niet CO₂ – effecten gevraagd. De bestaande vuistregel was te onprecies.
De minister gaf CE Delft (veel gevraagd voor dit soort werk) opdracht om tot beter inzicht te komen.

De Aviation Non-CO₂ estimator
CE Delft kwam met de Aviation Non-CO₂ estimator, met de roepnaam ANCO.

Het persbericht over ANCO is te vinden op https://cedelft.eu/publications/aviation-non-co2-estimator-anco/  .Daar kan het volledige document (in het Engels) gedownload worden.

De brief van de minister aan de Tweede Kamer (23 december 2023),  waarin het onderzoek van CE Delft gepresenteerd wordt, is te vinden op https://www.tweedekamer.nl/kamerstukken/brieven_regering/detail?id=2023D51107&did=2023D51107 .

CE Delft hoefde niet bij nul te beginnen want het Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)  had al een CO2eEstimator klaarliggen. En Nederland werkt officieel met het model Aeolus, dat voorspellingen doet over het midden- en lange termijngedrag van aantallen vluchten, passagiers, tonnen vracht, vliegtuigklassen en hun bestemmingen.
CE Delft hoefde ‘alleen maar’ de Nederlandse outputgegevens om te bouwen tot Duitse inputgegevens – “ “ want dat was nog lastig genoeg.

DLR heeft gekozen voor twee natuurkundige eindproducten: de Global Warming Potential over 100 jaar (GWP100) en de Average Temperature Respons (ATR) over 100 jaar.
De GWP100 is de standaard die het IPCC ook gebruikt.
Het betekent zoiets dat als een eenmalige ton CO₂ , opgeteld over honderd jaar een bepaalde hoeveelheid warmte opslaat, een eenmalige ton methaan over die 100jaar 28 keer die hoeveelheid warmte opslaat (dat is een combinatie van een veel kortere verblijfstijd bij een veel heftiger werking).
Het DLR-instrument is voor dit soort berekeningen bedoeld.
De ATR100 is zoiets als de temperatuurstijging na 100 jaar die hoort bij bovengenoemde opgeslagen extra warmte over die 100 jaar.
Kortheidshalve beperk ik me tot de GWP100.

Men kan de emissies uit de uitlaat van vliegtuigen die starten van Nederlandse vliegvelden zien als een stroom incidentele tonnen achter elkaar en door de jaren heen. Aeolus levert in welk jaar welke vliegtuigen waar vandaan en waarnaar toe vliegen in welke aantallen. De GWP100-methode rekent dan vanaf een referentiejaar (in casu 2017) uit wat in aantal doeljaren de verhouding is tussen de GWP van alleen de CO₂ en de GWP van de CO₂ en de niet-CO₂ samen (eerder genoemde CO₂e-factor ).
Het klinkt simpel, maar dat is het niet. Ik laat het hier verder bij, maar wie een relatief toegankelijke bron zoekt voor nadere uitleg kan bijvoorbeeld  terecht op een uitlegsite van de EPA  https://www.epa.gov/ghgemissions/understanding-global-warming-potentials .

Uitkomsten

• Eerst valt op dat de CO₂e-factor extreem breedtegraad afhankelijk is. De CO₂e-factor van Schiphol naar Lille is 1,2 en van Schiphol naar Spitsbergen (het noordelijkste vliegveld met een lijndienst) is de CO₂e-factor 12,8 . De factor wordt dus per paar vliegvelden uitgerekend.
  Het kan uitmaken of het goed of slecht weer is tussen hier en Soitsbergen, maar dat is niet meegenomen.
• Vliegtuigen worden in klassen ingedeeld op basis van het aantal zitplaatsen. Kleine vliegtuigen hebben op zich, in gelijke overige omstandigheden, een hogere CO₂e-factor, maar omdat ze lager dan 10km vliegen pakt de CO₂e-factor toch lager uit (lagere  hoogte geen of minder contrails). Bij toenemend aantal zitplaatsen neemt CO₂e-factor iets af (nadruk meer op fossiel).
• Lange afstandsvluchten hebben, in overig gelijke omstandigheden, een hogere CO₂e-factor (Vancouver 8,6, New York 3,6)
• Sustainable Aviation Fuel (SAF) werkt goed op zowel de CO₂ als de niet-CO₂.
  Op de CO₂ omdat SAF per definitie op nul gezet wordt (wat niet helemaal terecht is).
  Op de niet-CO₂ omdat SAF schoner verbrandt en minder roet produceert, en daardoor minder condensatiekernen en daardoor minder ijs en daardoor minder contrails en cirrus. Dat scheelt in het broeikasgaseffect ongeveer een kwart (in het voordeel).
  Statistisch pakt dat raar uit, want hoe meer SAF, hoe hoger de CO₂e-factor. Dat is het verneukeratieve van statistiek. Een getallenvoorbeeld.
  Je start met een CO₂e-factor (X + 2X)/X = 3. Nu meng je de helft SAF bij. De X wordt ½X en 2X wordt 1½X, dus de breuk wordt (½X + 1½X)/ ½X = 4.
• De (verplicht gestekde, voor wat dat waard is) Europese bijmengverhouding van SAF is  0% in 2017, 5% in 2030, 32% in 2040en 63% in 2050.
  Eindhoven Airport wil in 2030 30% minder CO₂ uitstoten, hetgeen ongeveer 30% bijmenging betekent. Het is een mooi streven, maar de vraag is of het lukt.
• CE Delft heeft de CO₂e-factor per Nederlands vliegveld uitgerekend. Dat geeft onderstaande tabel.

‘Low’ en ‘High’ hebben betrekking op de gestandaardiseerde WLO-welvaartscenario’s.
‘ICA’ is Intercontinentaal (bijvoorbeeld Tenerife of Turkije)
Voor ATR100 had deze tabel er grofweg hetzelfde uitgezien.

De vuistregel-3 van de Europese Commissie is dus voor Eindhoven Airport (‘mijn’ vliegveld) ongeveer adequaat. Elke ton CO₂ die vanaf daar de lucht ingaat, telt voor drie.