ZRAČNI SAOBAĆAJ Ekološki kriteriji Balansirani pristup Alternativna goriva

1. ZRAČNI SAOBAĆAJ Ekološki kriterijiBalansirani pristup Alternativna goriva Saobraćajni fakultet Internacionalni Univerzitet u Travniku Prof. dr Krsto Mijanović Mr. sc Nedžad Haračić Travnik, 2011

2. Ekološki kriteriji ISAO – Međunarodna organizacija civilnog zračnog saobraćaja IATA – International Air Transport Association Glavni ekološki kriteriji vezani za zračni saobraćaj su: • buka zračnog saobraćaja, • emisija zrakoplovnih - avio motora, • manipulacija otpadnim materijalom, • onečišćenje zemlje i vode na zračnim lukama. Buduće generacije avionskih motora uvažavajući bazične komponente održivog razvoja stavljaju pred proizvođače do 2010. godine zahtjeve u smislu: • smanjenje potrošnje goriva za oko 20% • smanjenje razine buke za 10dB • smanjenje NOx emisije 85% • smanjenje izravnih operativnih troškova za oko 3%.

3. Letjelice i stepen buke ANEX-om 16 ICAO letjelice su podijeljene u 4 kategrije: • Neodgovarajuće letjelice (prema dopuštenom stepenu buke) koje ne mogu dobiti certifikat o plovidbenosti - NNC (Non Noise Certifikated) • Letjelice koji djelimično odgovaraju dozvoljenom stepenu buke radi čega ih treba utišati ili postupno izbaciti iz upotrebe, CHAPTER 2 ANEX16 – kat II: • podzvučne mlazne letjelice za koje je podnijet zahtjev za certifikaciju prije 6.10.1977. godine; • Letjelice koje odgovaraju dozvoljenom stepenu buke – tzv. “tihe” letjelice, CHAPTER 3 ANEX16 – KAT III: • podzvučne mlazne letjelice kojima je zahtjev za certifikaciju podnijet 6.10.1977. godine ili kasnije, elisne letjelice preko 5700 kg, elisne letjelice – avioni preko 9000 kg; • CHAPTER 4 – standard koji propisuje razinu buke niže za 10dB od postojećih granica (stupio na snagu 2006. godine).

4. Referentne tačke i prilagodbe ICAO propisao tri referentne tačke u blizini USS-e kojima se utvrđuje razina buke pri slijetanju odnosno polijetanju. To su: • tačka A (preletna tačka) – nalazi se na produženoj središnjici USS-e, udaljena 6500m od početka zaleta pri polijetanju. U ovoj točki se mjeri razina buke pri uzlijetanju; • tačka B (prilazna tačka) – nalazi se na produženoj crti USS-e, 2000m od praga USS-e. U ovoj tački se mjeri razina buke pri slijetanju; • tačka C (lateralna tačka) – nalazi se na paralelnoj središnjici USS-e, udaljenoj od središnjice 650m, gdje je razina buke najveća za vrijeme uzlijetanja letjelice. • USS – uzletno-sletna staza • EPNdB – Effective Perceived Noise decibel– decibela efektivno čujne buke - dopuštena razina bučnosti • PNL – Perceived Noise Level– primijećena razina buke u bilo kojem vremenskom trenutku Prilagodbe: • zamjena letjelica, • prilagodba letjelica i najskuplja, • promjena motora letjelice.

5. Načini smanjenja buke Postoje 2 pristupa: • Tehnički – utišavanjem motora u eksploataciji (Husk-kit), izmjenom motora i zamjenom bučnih letjelica novim modelima. • Organizacijsko-tehnološki – reguliranje lokalne gustoće saobraćaja, racionalizacija početno-završnih operacija na zračnim lukama. • Za najbrojniju flotu letjelica ( B 737 100/200, DC-9) proizvode se kompleti za utišavanje motora pa tako modificirani CHAPTER 2 letjelica postaje CHAPTER 3 letjelica. Evropski prijevoznici se odlučuju na kupnju novih letjelica, tj. potpunu zamjenu flote. • Uvođenjem novih STOL (Short Take Off and Landing) letjelica mogu se postići najbolji efekti jer se smanjenjem dužine piste smanjuje otisak buke na zemlji, ali to zahtijeva velika ulaganja zbog izmjene flote. • Postoje i operativni postupci pri polijetanju i slijetanju kojima se može smanjiti buka u odnosu na klasične postupke.

6. Balansirani pristup i norme Anexa 16 Četiri su glavna elementa balansiranog pristupa: • redukcija buke na izvoru; • operativna restrikcija za zrakoplove na granici udovoljavanja CHAPTER 3 standarda; • prostorno planiranje i menadžment aerodroma; • operativne procedure smanjivanja buke. • Norme Aneksa 16 odnose se samo na emisije do 915m ili 3000 stopa visine, za 4 režima rada: • polijetanje, • penjanje, • prilaz i toksiranje, • prazan hod za određeni tip goriva i letjelice. Aneks 16: • Volume 1 – buka letjelice; • Volume 2 – emisija štetnih plinova letjelice.

7. Ispušni plinovi Predmetom kontrole su: CO,NOx, HC i koksne čestice, tj. dimnost ispušnih plinova. • Najznačajnije onečišćenje – na visinama krstarećeg režima leta (8-12km), odnosno u području tropopauze gdje se letjelice pojavljuju kao jedini antropogeni zagađivači. • Sveukupno je 1/5 letjelicama emitiranih polutanata u donjim stratosfernim slojevima, dok je ostalih 4/5 unutar troposfere. • Staklenik-efekt – na granici tropopauze je deset puta veći nego u donjim slojevima. • Dušićini oksidi (NOx) – zadaju najveću brigu iz razloga: • iznad tropopauze doprinose uništenju ozona; • u gornjoj tropsferi povećavaju količinu ozona koji na ovim visinama stvara efekt staklenika. Rješenje: • u poboljšanju ukupne aerodinamike letjelice; • u projektiranju motora s novom koncepcijom komore za izgaranje.

8. Zračna luka i okoliš Zračna luka i njen utjecaj na okoliš: • buka letjelica; • tretiranje otpada; • emisija zraka motora; • planiranje namjene i upotreba okolnog zemljišta; • onečišćenje tla i vode na zračnoj luci i njezinoj okolini. Environmental capacity –sve je prisutniji termin na svjetskim zračnim lukama koji znači ograničenje kapaciteta zračne luke s aspekta zaštite svjetskog okoliša. Povećanje saobraćaja uslovljava: • povećanje količine otpada; • tretiranje otpada na način da se koriste materijali pogodni za recikliranje.

9. Onečišćenje zraka i vode Onečišćenje zraka u zračnoj luci: • od ispuha zraka motora; • otvori za gorivo letjelica; • motorna vozila putnika i zaposlenih i posjetitelja zračne luke; • zemaljska oprema; • građevinske aktivnosti. Rješenje: • zahtijevati da su motori ugašeni u blizini ulaza/izlaza; • koristiti manji broj motora koji rade velikom brzinom okretaja u minuti dok rulaju kako bi se smanjile emisije CO i HC; • riješiti problem izlaska goriva. Onečišćenje vode u zračnoj luci: • Sanitarni otpad, Industrijski otpad, Onečišćenje voda zbog olujna vremena i kanalizacije, Otpad od čišćenja letjelica, punjenja goriva, Otpad od remonta i održavanja letjelica (zrakoplova).

10. Alternativna goriva Alternativna goriva u zračnom saobraćaju su: • tekući vodik (l H2); • tekući metan (l CH4). • Odnos energije i mase kod tekućeg vodika je oko 2,8 puta veći, a kod tekućeg metana oko 1,2 puta veći nego kod kerozina. • Protivno tomu je volumen tekućeg vodika 4x veći, a volumen tekućeg metana 1 6x veći od volumena energetskog ekvivalenta kerozina. • Prema IATA normama specificiran je sastav kerozina za primjenu u zrakoplovstvu: • označen je kao «JET A1/J-A1», a sadrži 85.5% C, 14.25% H2, 0.2 %O2, 0.05% S. • Produkcija vodene pare pri izgaranju vodika 2,6x u usporedbi s kerozinom.

11. Alternativna goriva Alternativna goriva u zračnom saobraćaju su: • tekući vodik (l H2) • tekući metan (l CH4) • Tekući vodik - prvi avion koji je poletio kraj Moskve na tekući vodik bio je TUPOLJEV 154. • Optimalna komora za izgaranje vodika treba iskoristiti njegove prednosti: • mogućnost izgaranja siromašnih gorivih smjesa, • niže temperaturne granice paljenja, • dobro miješanje sa zrakom i • velika reaktivnost (kratko zadržavanje zraka). • Istraživanja pokazuju da se emisije NOx pri izgaranju vodika mogu smanjiti na 1/3. • Projektiranje nove kompatibilne infrastrukture vrlo skupo (ukapljivanje, spremnici za njegovu pohranu i sl.).

12. Restrikcije za uzročnike buke Restrikcija za bučne zrakoplove i provođenje zakonske regulative u Europi i SAD-u: • Primjena restrikcije za bučne zrakoplove započela je 01.04.1995. godine u čemu prednjače visoko razvijene zemlje i to kroz naplatu kaznenih taksi i zabranom leta. • EU je odlučila povući zrakoplove kat.II, starijih od 25 godina, razdoblju od aprila/travnja 1995. do početka 2002. godine. • SAD su odlučile da svi zrakoplovi kat.II moraju biti povučeni do kraja 1999. godine. • Američki prijevoznici su odlučili za nabavu i ugradnju kompleta za utišavanje. • Evropski prijevoznici su se odlučili za kupnju novih zrakoplova i zamjenu flote.

13. Mjere poboljšanja Nove tehnologije • Tehnološko usavršavanje zrakoplovnih motora zadnjih 40-ak godina pridonijelo je smanjenju potrošnje goriva od 70% (pr. jedinici prijevoznog učinka). • Tipični zrakoplovi (avioni) koji se aktualno uvode su za 20dB tiši u odnosu na zrakoplove od prije 30-ak godina, što znači redukciju luke za 75%. Operativne mjere: • prema izvještaju IPCC, poboljšanjem kontrole zračnog saobraćaja (ATM efikasnost) može se reducirati potrošnja goriva za 6 12%. Ekonomske mjere: • uvođenje zrakoplovnih ekoloških naknada (0.20 dolara po litri goriva smanjio bi rast zrakoplovne emisije za 30%).

14. Ekološka tehnologija gradnje Ekološka tehnologija gradnje letjelica zračnog saobraćaja: Dva pristupa u rješavanju ekoloških problema: • Izravni – poboljšanjem konstrukcije i performansi zrakoplovnih motora kao glavnih izvora buke i emisije. • Posredni – reguliranjem prometa na način minimiziranja lokalne gustoće saobraćaja i reguliranjem operativnih faza leta, tj. početno-završnih operacija na zračnim lukama. • Današnja tehnologija može odgovoriti na mnoge zahtjeve postavljene pred zrakoplov sadašnjice (lijepljena konstrukcija zrakoplova, korištenje tzv. kompozitivnih materijala i sl.) tako da će savremene letjelice-zrakoplovi biti i čišći i tiši.