Переосмислення впливу транспорту: те, що втрачають більшість розрахунків CO2

aappp / Shutterstock.com

AeroTime раді вітати доктора Клауса Радермахера як нашого оглядача. Маючи понад 35 років роботи в менеджменті, науці та консалтингу, д-р Радермахер має багатий досвід аналізу та оцінки транспортних систем. Його інноваційний підхід об’єднує процеси інфраструктури та руху в цілісне порівняння CO2 та енергії. Слідкуйте за його розсилкою LinkedIn «Думай. Мобільність. По-різному». для регулярного ознайомлення з концепціями мобільності та транспортними системами. Погляди та думки, висловлені в цій колонці, належать виключно автору та не обов’язково відображають офіційну політику чи позицію AeroTime.

Мало які інші теми зараз обговорюються так інтенсивно та емоційно, як «екологічний слід» різних транспортних систем, зазвичай зведений до більш-менш коректних цифр щодо викидів CO2 та NOx. Такі дискусії часто призводять до дуже спрощених тверджень, таких як «їздити потягом екологічно безпечно», «водити автомобіль шкідливо для навколишнього середовища» та «літати ще шкідливіше».

У цьому дослідженні буде показано той факт, що відповідна оцінка є набагато складнішою і що недостатньо вимірювати лише  вихлопні гази у вихлопній трубі  , щоб належним чином врахувати екологічний аспект. Попередні підходи до оцінки та порівняння викидів парникових газів (ПГ) у ширшому контексті передусім мали на меті врахувати не лише короткострокові викиди, але й їхній довготерміновий вплив на клімат. Описаний тут підхід спрямований на цілісну оцінку викидів транспортного сектору, включаючи ВСІ необхідні компоненти інфраструктури. Викиди, які до цього часу відносили до «промисловості» або «будівельного сектора», тепер віднесені до конкретної транспортної системи та присвоєні відповідній транспортній послуги, що надається, якщо вони безпосередньо пов’язані з наданням цієї послуги. Наприклад, велика кількість сталі та алюмінію потрібна для будівництва поїздів, автомобілів чи літаків, бетону та сталі для будівництва доріг, мостів, тунелів, злітно-посадкових смуг. Якщо належним чином врахувати причинно-наслідковий зв’язок кожної транспортної системи, споживання енергії та забруднювачі, що виробляються бетоном і сталлю для автомобільних мостів, повинні бути віднесені до енергетичного балансу та балансу забруднюючих речовин дорожнього транспорту; якщо споруди є залізничними мостами або тунелями, вони повинні бути віднесені відповідно до залізничного транспорту, а бетон для злітно-посадкових смуг аеропорту повинен бути доданий до балансу авіаційної транспортної системи. Цей підхід є дуже складним, але навіть кілька прикладів доводять, що вимірювання лише прямих вихлопних газів у вихлопній трубі зовсім недостатньо для належного врахування екологічного аспекту.

Для чотирьох основних транспортних систем – автомобільної, залізничної, повітряної та водної – таблиця 1 показує, які компоненти потрібні відповідним системам для надання транспортних послуг.

Необхідні компоненти системи	Залізниця	Дорога	Авіація	Доставка
транспортний засіб	поїзд	автомобіль	Літак	Корабель
Інфраструктура вузла	Станції	Паркомісце	Аеропорти	Порти
Маршрутна інфраструктура	Залізнична мережа, інфраструктура для електрифікації, якщо є	Дорожня мережа, інфраструктура АЗС, інфраструктура електропостачання, якщо є	повітря	Океани, фарватери біля узбережжя в глибоководному судноплавстві, внутрішні річки та канали
Інфраструктура контролю	Сигнальні коробки, системи сигналізації, вимикачі та ін.	Світлофори, дорожні знаки тощо.	Контроль повітряного руху вкл. засоби (радар, радіомаяк тощо)	Маяки, радіомаяки тощо, лоцмани в певних водах
Робоча енергія автомобіля	Електрика, Дизель	Бензин, дизель, спорадично електрика та газ	Гас, авіаційне паливо	Важка нафта, суднове дизельне паливо, іноді зріджений природний газ

Таблиця 1: Чотири основні транспортні системи та відповідні необхідні компоненти

Для кожної з цих систем потрібен справжній транспортний засіб, тобто автомобілі, потяги, літаки та кораблі. Так само всі системи потребують власної специфічної інфраструктури, яку можна розділити на «вузлову» інфраструктуру (вокзали, аеропорти, порти, стоянки тощо), «маршрутну» інфраструктуру (дорожня мережа, залізнична мережа, водні шляхи тощо). .) та інфраструктуру «контролю» (сигнальні коробки, сигнальні системи, світлофори, дорожні знаки, системи управління повітряним рухом, маяки, буї тощо). Крім того, у таблиці наведено джерела енергії для руху відповідних транспортних засобів.

Щоб було зрозуміло з самого початку: не всі цифри, необхідні для правильного визначення викидів CO2 окремого аеропорту чи всієї мережі залізниць чи автомагістралей, які вже виникли під час будівництва, доступні або навіть відомі. Ще кілька десятиліть тому CO2 вважався природним, нетоксичним, невидимим газом без запаху, якому не надавали жодного реального значення. Лише близько 20 років тому вперше почали усвідомлювати парниковий ефект CO2.

Однак цю важливу та правильну зміну у сприйнятті та оцінці тепер ще більше необхідно адекватно враховувати в поточних і майбутніх рішеннях щодо мобільності та транспортних систем.

У промисловості найбільшими споживачами енергії та викидами CO2 є сталеливарна промисловість, виробництво алюмінію та міді, цементна та бетонна промисловість. Щоб виробити одну тонну (1000 кг) сталі в доменній печі, потрібно приблизно двадцять гігаджоулів (ГДж) енергії, що еквівалентно приблизно 5600 МВт-год (мегават-годин). Оскільки енергія для виробництва сталі надходить переважно з (викопного) коксу (вугілля), виробництво однієї тонни сирої сталі генерує більше 2 тонн CO2. Це лише енергетичний баланс і баланс забруднюючих речовин від процесу доменної печі та коксохімічного заводу; все інше, що відбувається в прокатному стані або під час подальшого очищення сировинної сталі, має бути додано в кожному випадку. Вуглецевий слід для алюмінію або міді навіть більш негативний, ніж для сталі; залежно від первинної енергії, що використовується, для виробництва однієї тонни чистого алюмінію викидається від восьми до 12 метричних тонн CO2, для міді це в середньому більше шести тонн, з досить великим діапазоном залежно від методу виробництва.

Всупереч поширеній думці, поїздки залізницею аж ніяк не є екологічно чистими, якщо розглядати їх з точки зору цілісної системи. Маршрути з інтенсивним використанням тунелів і мостів для високошвидкісних поїздів, зокрема, спричиняють викиди мільйонів тонн CO2 під час будівництва, головним чином через величезну кількість сталі, бетону та міді. Один лише кілометр колії потребує 120 тонн рейкової сталі, для якої вже викинуто 240 тонн СО2 тільки в процесі доменної печі та коксохімічного заводу. Для високошвидкісних ліній кількість CO2 на PKM часто становить тризначні грами, починаючи лише з конструкції лінії!

Зрештою, завжди необхідно дивитися на загальну кількість виробленого CO2, беручи до уваги всі компоненти інфраструктури та обсяг транспортування, що забезпечується протягом певного часу. Транспортний обсяг вимірюється в PKM (людино-кілометр) або TKM (тонно-кілометр). Моторизовані індивідуальні перевезення (MIT) у Німеччині становлять близько 967 мільярдів PKM на рік, а залізничний транспорт – близько 96 мільярдів PKM; іншими словами, в 10 разів більше PKM у результаті подорожі автомобілем, ніж подорожі поїздом!

«Прості істини», такі як ті, про які йдеться на початку цього тексту, руйнуються, як картковий будиночок у чернетці, якщо розглядати їх цілісно. Коли колись вказувалося, що викиди CO2 від виробництва лише середньостатистичного автомобіля складають 33 грами CO2 на кожен керований PKM, що потрібно додати до середніх 85 грамів CO2 із вихлопної труби? У випадку з електромобілями пов’язаний з виробництвом вплив CO2 наразі ще вищий, оскільки виробництво акумуляторів все ще дуже інтенсивне CO2. Основою цих величезних «прихованих тягарів» для PKM є, перш за все, неймовірна неефективність моторизованого індивідуального транспорту (MIT). Середній час водіння становить лише одну годину на день (автомобіль стоїть на 23 годинах і потребує місця для паркування) і середнє використання лише 1,5 з п’яти доступних місць, це призводить до розрахункової ефективності використання 1,25%. Якщо такі погано використовувані автомобілі з двигунами внутрішнього згоряння замінити такими ж погано використовуваними електромобілями завдяки державним субсидіям у розмірі до 9000 євро, це може допомогти автомобільній промисловості, але ніяк не зменшить викиди CO2.

Викривлення суспільного сприйняття стають ще більш різкими, якщо взяти до уваги будівництво інфраструктури. Особливо високошвидкісні залізничні лінії, які в основному виготовлені з бетону, сталі та міді та часто пролягають через дуже довгі тунелі та через високі мости в долинах, спричиняють викиди мільйонів тонн CO2 під час будівництва. Таким чином, загальне твердження про те, що поїздки залізницею є екологічно чистим і особливо кліматичним, можна лише відкинути як «шпинатну помилку» 21 століття, оскільки хибне твердження не стає правильним через постійне повторення . (Протягом десятиліть у 20-му столітті «експерти» неодноразово стверджували, що шпинат був овочем, особливо багатим на залізо. Це твердження ґрунтувалося на неправильному обчисленні або помилці десяткової коми в першому науковому аналізі приблизно в 1890 році. Після цього це хибне твердження було лише лише в 1981 році цей міф був «розвінчаний».)

Стосовно авіаційної транспортної системи таблиця вище показує ще один важливий висновок: для авіаційної транспортної системи екологічні та економічні витрати на маршрутну інфраструктуру дорівнюють нулю . Повітря між двома аеропортами ніколи не потрібно будувати чи підтримувати. Це значно впливає на загальний екологічний баланс транспортних систем. (До речі, те саме стосується і морських перевезень.)

Перегляд таблиці та всіх відповідних системних компонентів показує, наскільки важливо мати системно-орієнтований погляд під час оцінки, порівняння та обговорення екологічних слідів транспортних систем.

Мобільність складна. Монопричинне мислення не дає жодних рішень.

Безумовно, можливо заощаджувати десятки мільйонів тонн CO2 щороку в секторі мобільності, не відмовляючись від звичного рівня мобільності. Вирішальним важелем для цього є більш ефективна мобільність, а не просто ігнорування викидів CO2, спричинених будівництвом та обслуговуванням транспортної інфраструктури, у розрахунках нікому не допоможе, не кажучи вже про клімат.

Об’єктивно кажучи, невиправдано та не корисно демонізувати одні види транспорту та вітати інші як вирішення всіх майбутніх проблем. Існує нагальна потреба мислити цілісно по всьому ланцюжку процесів, стежити за всіма необхідними компонентами інфраструктури та розглядати складні причинно-наслідкові зв’язки без ідеологічних замикань.

Неідеологічна відкритість до нових знахідок, процесів, методів і технологій є абсолютно необхідною, щоб уникнути постійного перебування на «проторених стежках» у майбутньому. Обговорення концепцій мобільності майбутнього має бути послідовно об’єктивованим через усі межі та базуватися на наукових принципах і технічно можливих. Емоції та ідеології та категорична прихильність тому, що виявилося успішним у минулому, але є більшою перешкодою в майбутньому, не проведуть нас далі в цій важливій дискусії.