Analýza eko-efektivnosti v evropských leteckých společnostech na základě koncepčního rámce posuzování životního cyklu

Eng. Ticiano Costa Jordao

Doctoral thesis

Analysis of eco-efficiency among European airlines based on a conceptual framework of life cycle assessment

Abstract:

Dopady civilního leteckého provozu na změny klimatu jsou spojovány převážně s emisemi oxidu uhličitého (CO2), oxidů dusíku (NOx) a vodní páry (H2O (g)), které jsou vypouštěny motory letadel převážně ve vysokých nadmořských výškách. Z uvedených skleníkových plynů nejvíce pozornosti si zasluhuje oxid uhličitý, který tvoří cca 70 % z celkových emisí. Vodní pára se podílí méně než 30 % a oxidy dusíku, společně s dalšími plyny, se podílí cca 1 %. Začlenění emisí CO2, produkovaných mezinárodním leteckým provozem do Evropského systému emisního obchodování (EU ETS) v roce 2012, donutilo komerční letecké společnosti se sídlem v Evropě restrukturalizovat letecký provoz ?ekologičtějším? způsobem. Ten spočívá v realizaci opatření s cílem snižovat celkovou spotřebu leteckého paliva, a tím i emisí CO2, aniž by došlo ke ztrátě konkurenční schopnosti dotčených subjektů případně ve zvyšování počtu přepravovaných osob při dodržení stávajících spotřeb leteckého paliva. Navzdory komplexnosti a problémovosti možného vývoje civilního leteckého provozu v Evropě, v kontextu se zmírňováním jeho dopadů na změny klimatu, existují reálné způsoby pro zvyšování ?ekologické účinnosti? leteckého provozu. Některé z možných přístupů k řešení této problematiky jsou naznačeny i v předložené práci. Možnosti řešení jsou zobrazeny pomocí analýzy zjednodušeného životního cyklu koncepčního rámce orientovaného na zmírňování dopadů leteckého provozu na změny klimatu. Autor odhaduje průměrnou spotřebu paliva a produkovaných emisí CO2/na osobu a km z různých pohledů a s využitím dat, která byla poskytnuta třemi největšími evropskými aerolinkami (Deutsche Lufthansa AG, Air France a British Airways). V práci jsou porovnávány různé varianty odhadu spotřeby paliva a emisí CO2 za různých podmínek leteckého provozu, navrhovány a testovány různé hypotézy mající za cíl vyhodnotit ekologickou účinnost jednotlivých variant. Jsou rovněž srovnávány různé varianty a způsoby snížení spotřeby paliva a emisí CO2 pro lety na krátké, střední a dlouhé vzdálenosti s různými typy letadel. Pro různé letové varianty jsou rovněž odhadovány náklady leteckého provozu, které se odvíjí od spotřeby paliva a vyvolaných nákladů, souvisejících s emisním příspěvkem oxidu uhličitého, ke zhoršení klimatu.

Abstract:

The impact of aviation on climate change is mainly related to emissions of carbon dioxide (CO2), nitrogen oxide (NOx) and water vapour (H2O) released by aircraft engines, which in turn occur largely at higher altitudes. Among these greenhouse gases, CO2 deserves more attention since it corresponds to about 70% of aircraft engine emissions, while H2O consists in little less than 30% and NOx is released in much lower concentrations that represent together with other gases less than 1% of overall engine emissions. The inclusion of CO2 emissions from international aviation in the European Union Emissions Trading Scheme (EU ETS) in 2012 has forced commercial airlines based in Europe to restructure their flight operations in a more eco-efficient manner, i.e., by reducing their overall fuel consumption and CO2 emissions while avoiding loss of competitiveness and even increasing the amount of passengers flown. The purpose of this research is to highlight and demonstrate that some opportunities for increasing eco-efficiency of airlines within the context of climate change mitigation are available and manageable by commercial airlines based in Europe despite the complexity and problems of the European civil aviation scenario. These opportunities are shown by means of a simplified life cycle analysis conceptual framework oriented to climate change mitigation in their flight operations. In order to achieve this goal, author estimates the average fuel consumption and CO2 emissions per passenger-kilometre in different perspectives of analysis based on data provided by three largest European airlines in terms of total passengers carried per year. These airlines are Deutsche Lufthansa AG, Air France (a subsidiary of the Air France-KLM group), and British Airways (a subsidiary of the International Airlines Group). Different approaches are adopted and compared in the estimation of fuel consumption and CO2 emissions and also for testing proposed hypotheses that aim to validate the eco-efficiency opportunities. By using these approaches and hypotheses, the study compares the possible reductions in fuel consumption and CO2 emission from suggested changes in aircraft choice for hub-to-hub flights for short-haul, medium-haul and long-haul distances. It also estimates the fuel cost and the climate change cost per passenger for different flight alternatives.

Keywords

letecké společnosti, změna klimatu, ekologická účinnost, posuzování životního cyklu, emise skleníkových plynů, emise oxidu uhličitého, ochrana životního prostředí.

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 7. 2017

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 9. 11. 2017

University of Pardubice

Faculty of Chemical Technology

Doctoral programme / field:
Chemical and Process Engineering / Environmental Engineering