Trasporto aereo e qualità dell'aria

Lo studio rileva che gli impatti delle emissioni del trasporto aereo sulla qualità dell'aria sono maggiori che sul clima.

Una nuova ricerca del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha quantificato gli impatti del clima e della qualità dell'aria causati dal trasporto aereo, suddivisi per tipo di emissione, altitudine e posizione. Il team del MIT ha scoperto che la crescita nel settore dell'aviazione causa il doppio dei danni alla qualità dell'aria rispetto che al clima.

Nello studio, pubblicato su IOP Publishinge, (1) gli scienziati esaminano come mitigare questo danno e forniscono valutazioni comparative coerenti dei compromessi delle emissioni del trasporto aereo, considerando sia l'impatto sul clima che sulla qualità dell'aria.

Se si considera l'intero volo, che include le emissioni derivate dal decollo, dalla crociera e dall'atterraggio, i gas degli aeromobili sono anche responsabili di circa 16.000 morti premature all'anno a causa della precaria qualità dell'aria. Tuttavia, questo è un dato irrilevante rispetto ad altri settori, se si considera che rappresenta solo circa lo 0,4% del decessi totali attribuiti annualmente al degrado globale della qualità dell'aria, ma spesso viene trascurato nell'analisi delle politiche. Le sfide per i responsabili del settore aeronautico che desiderano ridurre questi impatti sono i compromessi tra i diversi tipi di emissioni e i loro impatti in luoghi diversi.

Storicamente, i tentativi di far fronte agli impatti sul clima e sulla qualità dell'aria dovuti all'aviazione sono avvenuti attraverso cambiamenti nella politica, nella tecnologia e/o nelle operazioni - miglioramenti dell'efficienza del carburante; norme sulle emissioni più rigorose; misure basate sul mercato per ridurre le emissioni di CO₂; o l'introduzione di carburanti per l'aviazione sostenibili. Ma lo studio rileva che la riduzione di un tipo di emissione può comportare il costo di aumentarne un altro, in termini assoluti o limitando le potenziali riduzioni offerte dalla nuova tecnologia.

Il dottor Sebastian Eastham, (2) ricercatore presso il Laboratory for Aviation and the Environment, part of MIT’s Department of Aeronautics and Astronautics. ha spiegato: “Potremmo ridurre le emissioni di NOx progettando motori con temperature del combustore più basse. Tuttavia, la conseguente perdita di efficienza termodinamica implica che dobbiamo bruciare più carburante, ovvero più CO₂. Questi sono i tipi di compromessi da quantificare e il nostro studio offre una soluzione esaustiva per i responsabili che devono decidere di attuare i vari progetti. Abbiamo sviluppato una serie di parametri per confrontare gli impatti sul clima e sulla qualità dell'aria delle emissioni del trasporto aereo in tutte le fasi di volo, stimando i costi sociali per unità di inquinante emesso. Le metriche di costo sono suddivise per fase di volo (crociera, atterraggio e decollo) e per regione geografica di emissione, sia per kg di emissione sia per kg di combustione del carburante.”

Il team ha applicato le metriche per valutare gli effetti di un'espansione globale nel settore dell'aviazione, in linea con la sua attuale crescita annuale. Hanno quindi usato questo come punto di riferimento per tre scenari.

In primo luogo, hanno considerato uno scenario di crescita con aumenti del consumo di carburante e riduzioni dei fattori di emissione di NOx coerenti con gli obiettivi di 10 anni. In secondo luogo, hanno valutato i compromessi tra il clima e gli impatti sulla qualità dell'aria delle riduzioni delle emissioni di NOx basate sul motore. Infine, hanno rivalutato i compromessi sul clima e sulla qualità dell'aria della desolforazione del carburante per jet.

Il dottor Sebastian Eastham ha dichiarato: “I nostri risultati mostrano che tre componenti sono responsabili del 97% dei danni al clima e alla qualità dell'aria per unità di combustione del carburante per aviazione: impatti sulla qualità dell'aria di NOx al 58%; impatti climatici della CO₂ al 25%; impatti climatici di scie di condensazione al 14%. È importante notare che la stragrande maggioranza, in effetti circa l'86%, degli impatti di NOx sulla qualità dell'aria è dovuta alle emissioni da crociera rispetto al ciclo di atterraggio e decollo. Le emissioni di NOx, le emissioni di CO2 e le scie di crociera sono pertanto obiettivi primari per le strategie future volte a ridurre gli impatti atmosferici delle emissioni del trasporto aereo.

Per ridurre gli impatti climatici del trasporto aereo, è probabile che le misure volte a ridurre le emissioni di CO2 e le scie abbiano il maggior beneficio climatico netto. Al contrario, abbiamo scoperto che il 94% degli impatti sulla qualità dell'aria sono guidati da NOx. Ciò suggerisce che le misure volte a ridurre le emissioni di NOx durante il volo potrebbero portare a maggiori benefici netti, anche se causano una piccola ma incerta dissoluzione del NOx nel clima e una piccola riduzione del consumo di carburante.

Infine, abbiamo riscontrato che gli impatti sulla qualità dell'aria delle emissioni del trasporto aereo superano significativamente gli impatti climatici, con alterazioni sulla qualità dell'aria da 1,7 a 4,4 volte superiori all'impatto climatico per unità di combustione del carburante.

Ciò deve essere contrastato grazie a innovative strategie industriali come il controllo delle emissioni di combustione e l'accesso a carburanti più puliti. Ad esempio, gli impatti climatici del settore energetico degli Stati Uniti sono di entità analoga a quelli della qualità dell'aria a seguito di cali significativi delle emissioni di inquinanti negli ultimi 15 anni. Opportunità politiche e tecnologiche per ridurre gli impatti atmosferici del settore dell'aviazione."

Riferimenti:

(1) Marginal climate and air quality costs of aviation emissions

(2) Sebastian Eastham

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Aviation emissions’ impacts on air quality larger than on climate, study finds