Il calcolatore di emissioni per i voli quantifica le emissioni dirette e indirette di CO₂ equivalenti per ogni passeggero oppure per un gruppo di passeggeri su una determinata rotta di volo tra un aeroporto di partenza e uno di destinazione (con un eventuale scalo). La quantificazione si basa sulle più recenti statistiche internazionali e si compone di una selezione dettagliata di parametri e specifiche tecniche che prendono in considerazione capacità di utilizzo, carico aggiuntivo, classe e tipi di aeromobili in uso, incluse le emissioni indirette derivanti dall’operazione dell’aeromobile.
Al calcolatore delle emissioni di volo
Di seguito si descrivono nel dettaglio le singole fasi per il calcolo delle emissioni di volo. I fattori utilizzati si basano tutti su stime presenti nelle fonti di settore e in statistiche attuali. Ove possibile, i calcoli e le ipotesi circa le emissioni sono conformi alla norma europea DIN EN 16258. A fronte delle frequenti modifiche ai processi e all’aumento costante dell’efficienza nel settore dell’aviazione, i dati su cui si basa il calcolatore vengono verificati ed eventualmente aggiornati a intervalli regolari. La quantità di CO₂ equivalente per passeggero o per gruppo di passeggeri può essere compensata direttamente convogliando la quantità corrispondente per impatto climatico in investimenti a favore della tutela del clima, ad esempio tramite i progetti di myclimate illustrati sopra.
La distanza del volo tra due aeroporti si basa sulla distanza ortodromica, ovvero sulla distanza più breve tra due aeroporti. Per i voli non diretti con scalo intermedio, le tappe vengono trattate come voli singoli. Dato che il tipo di aereo e il fattore di utilizzo dipendono dalla distanza del volo, distinguiamo tra voli a breve raggio (< 1 500 km) e voli a lungo raggio (> 2 500 km). Non essendoci un limite univoco per i voli a corto raggio, interpoliamo le rotte di volo tra i 1 500 e i 2 500 km al fine di ottenere un passaggio uniforme.
La distanza di volo effettiva tra due aeroporti spesso è nettamente maggiore della distanza più breve tra due aeroporti. Il percorso aggiuntivo va attribuito principalmente a inefficienze nei sistemi di sicurezza di volo, a sistemi temporaleschi o altri eventi meteorologici nonché ai circuiti di attesa prima dell’atterraggio (Kettunen 2005). Sebbene non siano disponibili statistiche globali affidabili sui chilometri aggiuntivi percorsi, le stime regionali si aggirano sul 6–8 percento negli Stati Uniti e sul 10 percento in Europa (Kettunen 2005). Tuttavia, un approccio talmente relativo come questo tende a sovrastimare i chilometri di volo in più per le percorrenze a lungo raggio. Pertanto si adotta l’approccio proposto dalla norma europea DIN EN 16258 (2012) e per tutti i voli si aggiunge una correzione della distanza del volo (DC) di 95 chilometri.
Per rispondere alle esigenze degli utenti del calcolatore online delle emissioni di volo, in particolare alla richiesta di poter effettuare una selezione più specifica del tipo di aeromobile tramite la classificazione di voli a corto e a lungo raggio, l’aggiornamento 2023 del calcolatore prevede l’aggiunta dei tipi di aeromobile più comuni.
A tal fine sono state prese in esame le più grandi compagnie aeree in Europa e nel mondo (AirMundo 2023, Murphy 2023). Le dimensioni della flotta e la ripartizione dei tipi di aeromobile sono state ricavate dai siti web delle compagnie aeree in questione (Ryanair 2023, International Airlines Group Fleet 2023, Air France 2022, Easyjet Fleet 2023, Lufthansa Group Fleet 2023, Delta Airlines Fleet 2023, Southwest Airlines Fleet 2023, United Continental Fleet 2023). La valutazione ha preso in considerazione soltanto gli aeromobili attualmente in servizio, tralasciando gli ordini di nuovi aeromobili e i tipi di aerei in uso a livello regionale (Embraer/Bombardier).
Secondo (Mordor Intelligence Research & Advisory, Wikipedia 2023), la famiglia Airbus A320 e la famiglia Boeing 737 coprono rispettivamente il 25 percento di tutti gli aeromobili per il trasporto passeggeri attualmente in servizio nel mondo, mentre la famiglia Airbus A330 e quella Boeing 777 il 4 percento, e la famiglia Boeing 787 il 2,5 percento. Nel complesso ciò significa che oltre il 60 percento dei voli su scala mondiale avviene a bordo di queste 5 famiglie di aeromobili.
Con i dieci tipi di aeromobile più comuni per i voli a breve e a lungo raggio derivanti dall’analisi sopra citata, il calcolatore delle emissioni di volo offre una selezione comprendente la maggior parte dei tipi di aeromobile in uso sia in Europa che nel mondo.
Il consumo di combustibile per tratta si basa sulla combustione di carburante degli aerei che vengono utilizzati per voli a corto raggio (<1 500 km) o a lungo raggio (>2 500 km). Le emissioni prodotte dal carburante consumato per ogni chilometro percorso dall’aereo si basano sulla Guida agli inventari sulle emissioni di inquinanti atmosferici EMEP/AEA (AEA 2019). Inoltre, per ogni volo, viene aggiunta una quantità costante di carburante per tenere conto del consumo del velivolo all’atterraggio e al decollo (LTO) e durante il rullaggio (spostamento a terra in aeroporto) (AEA 2019).
Il consumo di un velivolo si basa su una media ponderata del consumo di carburante durante il volo e del consumo nei cicli di atterraggio e di decollo per la maggior parte dei tipi di aerei in uso. La ponderazione dei tipi di velivolo risulta dalla composizione delle più grandi flotte di aeromobili d’Europa o del mondo (vedasi ricerca delle fonti al capitolo 3) e si basa sui dati delle maggiori compagnie aeree.
Sulla base di tali premesse viene calcolato il consumo medio ponderato di carburante per diverse rotte di volo. Se viene indicato il tipo di aeromobile, il calcolo viene effettuato sulla base dei consumi di carburante specifici. Una funzione generale per il consumo di carburante per una rotta di volo qualsiasi viene approssimata mediante un polinomio di second’ordine per voli a corto o a lungo raggio.
f(x) + LT0 = ax2 + bx + c
con x = GCD + DC, dove GCD corrisponde alla distanza ortodromica [km], DC alla correzione della distanza [km] per i chilometri aggiuntivi e LTO al consumo supplementare di carburante per ogni ciclo di atterraggio e decollo. Il consumo di carburante per distanze comprese tra 1 500 e 2 500 km viene interpolato linearmente.
Il calcolatore considera le emissioni di CO₂ mediante la predisposizione di carburante per aerei/cherosene (comprese le procedure di trasporto e raffinazione) e la combustione del carburante. Il fattore di emissione per la combustione del combustibile di volo (cherosene) è di 3,16 kg CO₂ e/kg cherosene (mobitool 2023) e il fattore utilizzato per la predisposizione è di 0,538 kg CO₂ e/kg cherosene (mobitool 2023).
Gli aerei per passeggeri trasportano spesso quantità notevoli di carico e posta, in particolare in modelli a fusoliera larga su voli a lungo raggio. Per questo è necessario attribuire una parte di tutte le emissioni dei velivoli al carico aggiuntivo. Per rispettare la norma europea DIN EN 16258 (2012), il carico nel trasporto aereo viene assegnato in funzione del peso (approccio di massa). A causa del maggiore carico utile (LH 2014) sui voli internazionali, le emissioni del carico aereo sono relativamente più alte. Le emissioni percentuali per i passeggeri sono di conseguenza inferiori.
Il Cargo Factor (CF) è definito come il quoziente tra il peso del carico merci e il carico utile. Il peso del carico viene calcolato tramite il possibile volume di carico nella stiva del velivolo e nel carico medio dei velivoli a 167 kg/m³ (de Barra 2022). Il volume di carico mediamente disponibile, il peso di carico merci e il carico utile massimo sono ricavati dalle pagine di Wikipedia del rispettivo tipo di aeromobile (aggiornate al 2023).
Le emissioni di CO₂ per velivolo vengono ripartite sul numero medio di passeggeri su voli a corto e a lungo raggio, nello specifico a seconda della selezione di tipo di aeromobile e di configurazione. Il numero dei passeggeri viene definito qui come il numero di posti per tipo di velivolo (ICAODATA 2019) moltiplicato per il fattore di capacità di utilizzo per voli a corto e a lungo raggio pubblicato dall’associazione internazionale per il trasporto aereo (IATA 2022).
La capacità media di posti a sedere dei velivoli dipende in larga misura dalla suddivisione in classi di passeggeri. I sedili in prima classe e in business class occupano più posto; di conseguenza, permettono di trasportare un numero di passeggeri inferiore rispetto a un velivolo dotato di soli sedili in economy. Per questo il calcolatore delle emissioni consente di selezionare una classe di cabina. Il fattore di ponderazione delle classi della cabina è tratto dal documento di metodologia del calcolo della CO2 per passeggero della IATA (IATA 2023) e quindi applicato secondo lo schema di ponderazione sopra descritto, a seconda dei dati di volo e del tipo di aeromobile.
Gli aeromobili non emettono solo CO₂, bensì anche altre sostanze che influiscono sul bilancio energetico della terra e quindi sul clima. Le emissioni del traffico aereo provocano, tra le altre cose, un aumento a breve termine dell’ozono troposferico come conseguenza delle emissioni di ossido di azoto (NOx), generano strisce di condensa e possono influire sulla formazione dei cirri. È stato pertanto stimato che tutti gli effetti delle emissioni sono da due a tre volte superiori del forzante radiativo diretto della CO₂. La ricerca per limitare le incertezze prosegue. Oltre a ciò, è molto difficile fare un confronto tra gli effetti legati alla CO₂ e quelli non correlati, poiché si manifestano in intervalli di tempo diversi. Ciononostante un approccio scientifico non può ignorare tali conseguenze, a prescindere dalle incertezze.
Studi recenti (Lee at al. 2021, scnat 2021) sulla base della corretta interpretazione delle ultime pubblicazioni scientifiche, consigliano un fattore RFI di 3 (Radiative Forcing Index: rapporto dell’impatto climatico di tutti gli effetti con ripercussioni sul clima del traffico aereo – i cosiddetti effetti non CO₂ – rispetto all’impatto climatico di CO₂ derivante dal traffico aereo [Allianz 2023]) per tutte le emissioni CO₂ degli aeromobili, se la considerazione dell’impatto climatico si riferisce all’orizzonte temporale di 30 anni, fondamentale per raggiungere l’obiettivo di zero emissioni nette entro il 2050. In tal modo vengono ponderati in misura sproporzionata gli effetti a breve termine provocati da emissioni non CO₂. Questo convalida le direttive di myclimate e viene di conseguenza tenuto in considerazione nel calcolo delle emissioni del volo. Tale moltiplicatore influisce in modo decisivo sulla quantità di emissioni di volo calcolata. Nelle versioni precedenti del calcolatore delle emissioni di volo myclimate, il fattore RFI era indicato come 2 sulla base di studi scientifici.
Gli aeromobili vengono dapprima costruiti, poi sottoposti a manutenzione e infine smaltiti al termine della loro vita utile. Le emissioni connesse a queste attività confluiscono, sulla base di un fattore, nelle emissioni del chilometraggio totale percorso. L’attività di volo richiede inoltre una determinata infrastruttura; si tiene pertanto anche conto delle emissioni dell’esercizio aeroportuale (Messmer e Frischknecht 2016).
Con la seguente formula vengono calcolate tutte le emissioni di CO₂ equivalenti:
con
E: Emissioni di CO2 equivalenti per passeggero [kg]
x: distanza del volo [km], definita come la somma di GCD (distanza ortodromica) e DC (correttore della distanza per deviazioni e circuiti di attesa) nonché di inefficienze nel sistema di sicurezza di volo [km]
S: numero medio dei posti a sedere (totale di tutte le classi di cabine)
PLF: fattore delle capacità di utilizzo
CF: fattore di carico
CW: fattore di ponderazione delle classi della cabina
EF: fattore di emissione di CO₂ per la combustione del carburante aereo (cherosene)
M: moltiplicatore per il conteggio di potenziali effetti non CO₂
P: fattore di emissione di CO₂ per la messa a disposizione del carburante aereo (cherosene)
AF: fattore velivolo
A: emissioni dell’infrastruttura aeroportuale
La parte ax2 + bx + c è un’approssimazione non lineare di f(x) + LTO
LTO: consumo di carburante durante il ciclo di atterraggio e di decollo, compreso il rullaggio [kg]. Un volo a corto raggio è definito come x < 1 500 km e un volo a lungo raggio come x > 2 500 km. Per la distanza intermedia si utilizza un’interpolazione lineare.
Nella seguente tabella sono illustrati i parametri che confluiscono nel calcolo per i voli a corto e a lungo raggio, nonché alcuni tipi di aeromobile selezionati come esempio dell’ampliamento del tipo di aeromobili (opzionale):
Tipo di aeromobile | Volo a breve raggio standard | Boeing 737 (selezionato) | A320 (selezionato) |
ø numero di posti a sedere (S) | 157.86 | 148.00 | 165.00 |
Fattore delle capacità di utilizzo (PLF) | 0.796 | 0.796 | 0.796 |
Correzione per deviazione (DC) | 95 | 95 | 95 |
Fattore di carico (CF) | 0.26 | 0.23 | 0.26 |
Economy Class (CW) | 1 | 1 | 1 |
Premium Economy Class (CW) | 1 | 1 | 1 |
Peso Business Class (CW) | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
Peso First Class (CW) | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
Fattore di emissione (EF) | 3.16 | 3.16 | 3.16 |
Predisposizione (P) | 0.538 | 0.538 | 0.538 |
Moltiplicatore (M) | 3 | 3 | 3 |
Fattore velivolo (AF) | 0.00034 | 0.00034 | 0.00034 |
Aeroporto/infrastruttura (A) | 11.68 | 11.68 | 11.68 |
a | 0.000007 | 0.00016 | 0.000032 |
b | 2.775 | 1.454 | 2.588 |
c | 1260.608 | 1531.722 | 1212.084 |
Tipo di aeromobile | Volo a lungo raggio standard | Boeing 777 (selezionato) | A330 (selezionato) |
ø numero di posti a sedere (S) | 302.58 | 370 | 287 |
Fattore delle capacità di utilizzo (PLF) | 0.82 | 0.82 | 0.82 |
Correzione per deviazione (DC) | 95 | 95 | 95 |
Fattore di carico (CF) | 0.26 | 0.45 | 0.06 |
Economy Class (CW) | 1 | 1 | 1 |
Premium Economy Class (CW) | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
Peso Business Class (CW) | 4 | 4 | 4 |
Peso First Class (CW) | 5 | 5 | 5 |
Fattore di emissione (EF) | 3.16 | 3.16 | 3.16 |
Predisposizione (P) | 0.538 | 0.538 | 0.538 |
Moltiplicatore (M) | 3 | 3 | 3 |
Fattore velivolo (AF) | 0.00034 | 0.00034 | 0.00034 |
Aeroporto/infrastruttura (A) | 11.68 | 11.68 | 11.68 |
a | 0.00029 | 0.00034 | 0.00034 |
b | 3.475 | 6.112 | 4.384 |
c | 3259.691 | 3403.041 | 2457.737 |
