| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

1998 Fuel Use and Emissions for Danish IFR Flights

Sammenfatning

Flytrafikken har ligesom andre transportformer forskellige miljøeffekter såsom støj, lugtgener og luftforurening. Desuden beslaglægger flyvepladserne egne arealer og begrænser samtidigt arealanvendelsen omkring flyvepladserne. For luftforureningens vedkommende er to miljøeffekter specielt vigtige: Den globale opvarming og nedbrydelsen af ozonlaget. Trafikken med fly er steget betydeligt i de senere år og forventes at stige med 5% årligt i de næste 20 år. Den største del af flyvningen foregår i flyenes cruisehøjde, hvor emissionerne er mere miljøskadelige end ved landjorden.

For at nedbringe luftudslippet iht. nationale målsætninger og internationale aftaler og for at lette miljøovervågningen har Denmark forpligtiget sig til at lave årlige opgørelser over emissionerne fra alle kilder inklusiv flytrafikken. Danmark deltager i CORINAIR (COoRdination of Information on AIR emissions), der er det fælles-europæiske system for emissionsopgørelser. Systemet beskriver metoder til at opgøre emissionen fra alle kilder og sektorer og indeholder også edb-programmer til at samle data og til efterfølgende gruppering af emissionsresultaterne.

Formålet med denne undersøgelse er 1) at opgøre emissionerne fra fly efter de nye CORINAIR retningslinjer, 2) at foreslå ændringer i de nationale opgørelser på basis af den nye opgørelse og 3) at udvikle et værktøj til vurdering af emissioner og brændstofforbrug for enkeltture med fly. Den nye opgørelse omfatter alle IFR (Instrumental Flight Rules) flyvninger fra danske lufthavne i 1998. Det vil i praksis sige al flyvning med store fly, der radardirigeres fra flykontrol på jorden. Flyvning med helikopter, militærfly og små fly med stempelmotorer er ikke med i undersøgelsen. De nye CORINAIR data for LTO og cruise kan også bruges til at beregne brændstofforbrug og emissioner i en tidsserie, da udskiftningen i flytype/motor kombinationer kun sker langsomt indenfor luftfart.

Først i rapporten sammenfattes bidraget fra flyvning til den globale opvarmning og nedbrydelsen af ozonlaget, som det gennemgås i rapporten "Aviation and the Global Atmosphere" fra FNs klimapanel (IPCC, 1999). Dernæst gives en kort beskrivelse af CORINAIR og internationale konventioner relateret til luftforurening. Den hidtil brugte CORINAIR metode forklares også. Herefter gennemgås input, beregningsprincip og resultater for den nye CORINAIR metode. Til slut sammenlignes de nye CORINAIR resultater med resultater fra den indtil nu brugte metode. De nye resultater sammenlignes også med internationale opgørelser af flyemissioner, den danske TEMA2000 model og transportsektorens øvrige emissioner.

Internationale konventioner og CORINAIR

I CORINAIR bliver emissionerne fra flytrafik beregnet i fire kategorier: Indenrigs LTO (Landing and Take Off) og cruise og udenrigs LTO (Landing and Take Off) og cruise. En LTO-cyklus forstås som indflyvning fra 3000 fod og til landing, taxi på lufthavnens område samt start og stigning op til 3000 fod. Cruisefasen omfatter al flyvning over 3000 fod. Resultaterne indberettes til FNs klimakonvention (UNFCCC: United Nations Framework Convention on Climate Changes) og Geneve konventionen (UNECE CLTRAP: United Nations Economic Commission for Europe Convention on Long Range Transboundary Air Pollutants).

I CORINAIR findes tre udgaver af beregningsmetoden med stigende detaljeringsgrad. Det er den mest detaljerede udgave, der bruges til at opgøre de danske emissioner. Den hidtidige metode – der stadig bruges i Danmark - er netop blevet opdateret. Det er den seneste modelversion, som den nærværende undersøgelse bygger på.

CORINAIR metoderne til beregning af flyemissioner

I den hidtil anvendte CORINAIR version skal oplysninger om antallet af indenrigs og udenrigs LTO’er per flytype fremskaffes sammen med tider for de enkelte faser af LTO-cyklussen. De mest detaljerede data er tilgængelige for Københavns Lufthavn, mens lufthavnene i provinsen kun oplyser om det samlede LTO antal fordelt på store og små fly i indenrigs- og udenrigstrafikken. Ud fra LTO-tiderne beregnes faktorer for brændstofforbrug og emissioner. Samlede LTO-resultater opnås ved at kombinere faktorerne med LTO-antallet for hver flytype.

Cruise brændstofforbruget findes separat for indenrigs- og udenrigstrafikken som forskellen mellem det statistiske brændstofsalg og det beregnede LTO brændstofforbrug. Til slut beregnes cruiseemissionerne ved at gange brændstofforbruget med brændstofrelaterede emissionsfaktorer. Da der kun er få emissionsdata i den hidtil brugte CORINAIR model, bliver cruisefasens brændstofforbrug og emissioner ikke opgjort per flytype.

Den nye CORINAIR beregning gør brug af 24 repræsentative flytyper. For store jetfly er hver enkelt flytype sammensat efter de motortyper, der på verdensplan er installeret i den pågældende flytype. Faktorerne for brændstofforbrug og emissioner stammer fra den europæiske ANCAT/EC2-opgørelse og MEET-projektet, mens det svenske FFA-institut har givet oplysninger om faktorerne for turbo-propfly og små jetfly.

For LTO er den internationale civile flyorganisations (ICAO: International Civil Aviation Organization) standardtider i de fleste tilfælde brugt til at beregne faktorer for brændstofforbrug og emissioner. Faktorerne er dog i denne undersøgelse specielt tilpasset de reelt kortere taxitider i danske lufthavne. For cruise er brændstofforbrug og emissioner simuleret ud fra typiske flyveprofiler.

Flytyper og trafikdata

ICAO klassificerer hver enkelt flytype efter en specifik flytypekode, flytypen, motorantallet og –princippet. Lufthavne bliver også udstyret med 4-bogstavkoder, der angiver deres fysiske placering mht. ruteområde og land. Koderne for flytyper og en oversættelse af lufthavns- og landekoder er til brug for denne undersøgelse tilsendt af Statens Luftfartsvæsen (SLV).

Undersøgelsens data for flytrafik er indhentet fra EUROCONTROL (den europæiske organisation for flysikkerhed). For hver flyvning er der information om overordnet flytype, koder for afgangs- og ankomst lufthavn og storcirkelafstanden mellem disse. Storcirkelafstanden, der er længden af en naturlig bue mellem to lufthavne, er ofte kortere end længden af faktiske flyture. Pga. datamangel for brændstofforbrug og emissioner er militærflyvninger, helikopteroperationer og ture med små stempelmotorfly udelukket fra undersøgelsen. Flyvninger med samme start- og landingslufthavn er heller ikke medtaget. Ofte er disse flyvninger af militær karakter.

Gruppering efter repræsentative flytyper

Alle ture med civile jetfly og turbo-propelfly blev i 1998 gjort af 145 forskellige overordnede flytyper. Disse flytyper er i undersøgelsen grupperet efter 24 forskellige repræsentative flytyper. Først er opdelingen gjort mellem jetfly og turbo-propfly. Dernæst har flyets højst tilladte startvægt (MTOW: Maksimum Take Off Weight, fra opslagsværker) bestemt valget af repræsentativ flytype. CORINAIRs database (se www.eea.int/aegb/) indeholder data for brændstofforbrug og emissioner for de repræsentative flytyper. For LTO er der data for hver LTO fase og samlet for hele LTO operationen. Data for cruiseflyvning er opgivet ved adskilte flyvelængder i sømil (1 sømil = 1,852 km).

Beregning af brændstofforbrug og emissioner

For hver flyvning er brændstofforbruget og emissionerne opgjort adskilt for LTO og cruise. Resultaterne for LTO er beregnet som summen af bidragene fra LTO-faserne; landing, taxifart på lufthavnsområdet, start og stigning. For cruise er beregningerne gjort ved at skalere CORINAIR databasens tal for brændstofforbrug og emissioner, så de passer med flyvningens faktiske længde. Resultaterne opsummeres og grupperes til totale tal i CORINAIRs fire kategorier udfra hver flyvnings lufthavns- og landekoder.

Undersøgelsens resultater

Udenrigstrafikken udgjorde i 1998 omtrent to tredjedele af alle starter fra danske lufthavne. Andelen af brændstofforbrug og emissioner var endnu højere, i alt mellem 80 og 90%. Dette skyldes, at udenrigsflyene er relativt større end indenrigsflyene og at udenrigsturene er længere end indenrigsturene. For LTO er udenrigsandelen tæt ved 80% - pga. større fly og flere flyafgange – og for cruise omtrent 90% pga. større fly, flere flyafgange og længere ture. Hen ved en tredjedel af alle flyvninger fra danske lufthavne er indenrigsture. I modsætning til udenrigsturene har de en mere moderat andel af brændstofforbruget og emissionerne set i forhold til antallet af starter. Årsagen er, at indenrigsflyene er relativt små og at turene er korte.

Selvom brændstofforbruget og luftudslippet fra den nordatlantiske flyvning mellem Danmark og hhv. Grønland og Færøerne kun udgør mellem 1 og 2% af de samlede tal, er andelene - ligesom for udenrigstrafikken - større end turenes andel.

Se her!

Trafikken fra Danmark til hhv. Grønland og Færøerne er i nedenstående figur talt ind under udenrigstrafikken. Her udgør cruiseudslippet af NO_x og CO₂ ca. 80% af det samlede tal. Det meste af dette udslip kommer fra jetfly og yderligere sker udslippet direkte til atmosfæren i flyvehøjder mellem 9 og 11 km, hvor NO_x-udslippet er mest skadeligt. Flyvning med turbo-propfly og korte indenrigsture har mindre betydning for drivhuseffekten. Grunden er den lille andel af det totale brændstofforbrug og de typiske flyveprofiler. De sidstnævnte flyvninger foregår maksimalt mellem 5 og 7 km’s højde og generelt er cruisehøjden mellem 6 og 8 km for turbo-propfly.

Den nye metode beregner kun 80% af brændstoffet solgt i Danmark til civil flyvning. Selvom flyvning med helikopter er udeladt af undersøgelsen, skal grunden til det mindre beregnede brændstofforbrug findes andre steder. Der kan være mange årsager til forskellene mellem beregnet og statistisk opgjort brændstofforbrug. Brændstoffet kan være brugt til andre formål end flyvning, eller der kan være tanket ekstra f.eks. i forbindelse med efterfølgende korte mellemlandinger. Brændstoffet kan også være brugt til militærflyvning. Andre usikkerhedsfaktorer kan være lufthavnsforsinkelser både i luften og på landjorden, udeladelsen af ture med samme start- og landingslufthavn, modelusikkerheder specielt for cruise, upræcise tidsintervaller for de enkelte LTO-faser eller en usikker gruppering af flytyper efter repræsentative flytyper.

For indenrigstrafikken alene udgør brændstofsalget – som det foreligger ved denne undersøgelses slutning - kun halvdelen af undersøgelsens beregnede brændstofforbrug. Dette skyldes en upræcis fordeling af indenrigs-/udenrigs salgsstatistikken, hvor udenrigssalgets mængde er tilsvarende for stor. Salgsopdelingen er efter nærværende undersøgelses afslutning blevet revideret i et samarbejde mellem Energistyrelsen og Trafikministeriet og det opgjorte indenrigssalg er nu næsten lig undersøgelsens beregnede mængde.

For alle flyvninger beregnes de gennemsnitlige faktorer for luftudslip (Emission Indices: EI) til: EINO_x: 13,0, EIVOC: 0,7 og EICO: 2,7 g per kg forbrugt brændstof.

Den officielle opgørelse

Den officielle danske opgørelse af flytrafikkens emissioner i 1998 er beregnet med den hidtidige version af CORINAIR metoden. Resultaterne er indleveret til UNECE og UNFCCC konventionerne.

Den officielle danske opgørelse af flyemissioner og brændstofforbrug beregnet med den hidtidige CORINAIR metode Se her!

Den hidtidige metodes og undersøgelsens resultater

For brændstofforbrug og luftudslip er forskellene mellem den hidtidige metodes og undersøgelsens resultater mindst for udenrigs LTO i Københavns Lufthavn. Det er også den del af den hidtidige metode, hvor detaljeringsgraden er størst mht. forskellige flytyper og tidsintervaller i de enkelte LTO-faser. For LTO er den mest upræcise del af den hidtil anvendte model alle indenrigsstarter og udenrigsstarterne fra lufthavnene i provinsen. Her bygger beregningerne kun på tal for brændstofforbrug og emissioner fra et fly af typen Fokker 50.

Det viser sig også, at denne flytype er en smule for lille til at være fuldt repræsentativ. En del flyvning bliver gjort med de større jetfly MD80 og B737, hvilket påvirker det samlede brændstofforbrug. Den hidtidige models brændstofforbrug bliver især undervurderet for udenrigs LTO’erne i provinslufthavnene. Her beregner den nye undersøgelse en næsten 50% større brændstofmængde end den hidtidige model.

Sammenligning med internationale opgørelser

På verdensplan er der lavet tre store opgørelser for flyemissioner med udgangspunkt i året 1992. Alle opgørelserne bruger statistik for flyoperationer samt kombinationer af flytyper og –motorer. Brændstofforbrug og emissioner beregnes for enkeltflyvninger ud fra storcirkelafstanden mellem start- og landingslufthavnene.

Emissionsindekser for denne undersøgelse og andre flyemissionsopgørelser

Undersøgelsens samlede indeks for NO_x-emissionen (EINO_x) er en smule lavere end ANCAT/EC2-projektets indeks. Dette skyldes især, at turbo-propfly er medtaget i nærværende undersøgelse og at der er en forskel i brugen af repræsentative flytyper. CORINAIR’s NO_x-data for jetfly kommer næsten udelukkende fra ANCAT/EC2-opgørelsen, mens det svenske FFA-institut har leveret tal for turbo-propfly.

Flyene i den danske opgørelse er relativt små og de fløjne ture er hovedsageligt korte ture og mellemdistanceflyvninger. NASA-projektets resultater for flyvning med rute- og charterfly understøtter denne forklaring. Udover jetfly omfatter NASA-undersøgelsen også turbo-propfly og små fly med stempelmotorer og beregner omtrent det samme emissionsindeks for NO_x som denne undersøgelse.

Forskellene i emissionsindeksene for VOC og CO i de forskellige undersøgelser skyldes for det meste forskelle i de brugte simuleringsmetoder ved NASA, DLR, FFA og Psia-consult. De to sidstnævnte institutter har forsynet CORINAIR databasen med tal for CO og VOC emissioner.

Sammenligning med andre resultater for indenrigsflyvningen

Brændstofforbrug og luftudslip for de danske indenrigsrutefly bliver beregnet i Trafikministeriets TEMA2000-model. Beregningerne bygger på resultater fra computermodellen ATEMIS. Den sidste model bruger realistiske flymotorer og flyveprofiler for flytyperne, der betjener de enkelte indenrigsruter. Det anbefales at bruge TEMA2000-modellen, hvis brændstofforbrug og luftudslip skal beregnes for danske indenrigsture og flytyper, der kan vælges i TEMA2000. Skal samlede opgørelser for indenrigstrafikken laves, bør CORINAIR data bruges i stedet. Primært pga. datakonsistens og fordi CORINAIR indeholder data for små jetfly og turbo-propfly, der ikke findes i TEMA2000.

Konklusion

Undersøgelsen har vist, at den nye CORINAIR metode kan bruges til at opgøre flytrafikkens brændstofforbrug og emissioner for enkeltflyvninger. Ensartede data kan fremskaffes for hver enkelt flyvning fra EUROCONTROL og SLV kan oplyse om de generelle ICAO benævnelser for flytyper, lufthavne og lande. Yderligere flyoplysninger til brug for flytypegruppering findes i opslagsværker. Tal for brændstofforbrug og emissioner for repræsentative flytyper findes i CORINAIR databasen. Alle data kan sættes sammen ved udformningen af den endelige opgørelse.

Det er tidskrævende at opbygge et opgørelsessystem for flyemissioner efter de nye CORINAIR retningslinjer. Selvom det vil blive mindre tidskrævende at opdatere opgørelsen for efterfølgende år, vil den forbrugte tid alligevel overskride tiden, der typisk er til rådighed. Dette skal ikke mindst ses i lyset af behovet for opgørelser indenfor andre sektorer. På basis af undersøgelsens resultater anbefales det at bevare den hidtidige metode til beregningen af de årlige opgørelser. I stedet for at skifte til den nye CORINAIR modelversion, anbefales det at opdatere den hidtidige versions baggrundsdata for brændstofforbrug og emissioner.

En stor forbedring af den hidtidige metode for LTO – dog undtaget de internationale LTO’er i Københavns Lufthavn – kan opnås ved at bruge nye LTO faktorer for brændstofforbrug og emissioner. Disse kan beregnes som samlede tal ud fra undersøgelsens resultater. For cruise bliver opgørelserne bedre, hvis brændstofforbruget for flystarter fra Københavns Lufthavn og provinslufthavnene fordeles med samme procentandele som de beregnede brændstofforbrug for LTO. Fordelingen skal gøres adskilt for indenrigs- og udenrigstrafikken. Emissionsfaktorerne skal samtidigt opdateres. Som for LTO kan cruisefaktorerne fås som samlede tal ud fra undersøgelsens resultater. De nye CORINAIR data for LTO og cruise kan også bruges til at beregne brændstofforbrug og emissioner i en tidsserie, da udskiftningen i flytype/motor kombinationer kun sker langsomt indenfor luftfart.

Undersøgelsen peger også på behovet for en nærmere gennemgang af, hvor det solgte flybrændstof til danske lufthavne mere præcist bliver brugt. Som en del af analysen skal de mest detaljerede data for brændstofleverancer undersøges. Også lufthavnenes brændstoflagre bør kontaktes og deres oplysninger holdes op imod andre tilgængelige oplysninger. Selvom energistatistikken for brændstof solgt til indenrigs- og udenrigsfly er blevet markant forbedret efter afslutningen af nærværende projekt, kan projektets resultater bruges til at krydschecke de statistiske tal med modellens beregnede tal.

Det bør også undersøges nærmere, hvor præcise CORINAIR databasens tal for brændstofforbrug er sammenlignet med det virkelige forbrug for LTO og cruisefart. Sammenligningen kan gøres ved at indhente oplysninger om brændstofforbrug fra luftfartselskaberne for de flytyper, der oftest bruges i danske lufthavne.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |