Jaromír Plešek: Výš, dál, rychleji - ekologický rub letecké dopravy, 1995
Z energetického hlediska je letecká doprava osob a nákladů velmi nehospodárná. Dnešní statisticky průměrné dopravní letadlo donese 92 pasažérů na vzdálenost 100 km za cenu spotřeby 800 l paliva. Totéž by dokázaly 3 autobusy se spotřebou pouhých 120 l. Na druhé straně je letecká doprava přibližbě desetkrát rychlejší a není omezena nesjízdnými pouštěmi, velehorami nebo rozlohami oceánů. To jsou zřejmě hlavní důvody, proč letecká doprava osob vzrostla za posledních čtyřicet pět let téměř 45-krát a nákladní doprava dokonce 67-krát. Nezdá se, že by se tento základní trend nyní nějak nápadně zpomaloval.
Vzrůst světové letecké dopravy mezi 1950 a 1995 v miliardách osobo-km a tuno-km (údaje podle US Encyklopedie "Worldbook 1990"):
| Rok | 1950 | 1955 | 1960 | 1965 | 1970 | 1975 | 1980 | 1985 | 1987 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| osobo-km | 48 | 72 | 112 | 160 | 400 | 640 | 1075 | 1365 | 1600 |
| tuno-km | 1,1 | 1,3 | 1,7 | 5,3 | 11,5 | 23,0 | 32,4 | 43,2 | 52,0 |
Roku 1987 tedy dopravila flotila civilních letadel 1,6 miliardy pasažérů na vzdálenost 1000 km a 52 miliony tun nákladu rovněž stejně daleko. Kvalifikovaný odhad na rok 1995 je ještě o 1/3 vyšší. Tak obrovitá čísla si člověk vůbec nedovede představit. Ve skutečnosti znamenají, že statisticky každý obyvatel planety letos uletí 370 km s nákladem 34 kg zboží.
Leteckou dopravu zajišťuje flotila tisíců dopravních letadel, která ve dne v noci oblétávají celou planetu vysoko nad našimi hlavami. Velká většina těchto strojů je poháněna úspornými dvouproudovými motory (turbodmychadlové), spalujícími letecký petrolej. V roce 1987 spálila civilní dopravní letadla 148 milionů tun petroleje. Letošní (1995) spotřeba dosáhne bezmála 200 milionů tun.
Není pochyb, že spálení takového množství leteckého petroleje musí mít vliv na ekologii planety. Tím spíše, že se zplodiny spalování rozptylují víceméně rovnoměrně v nejvyšších vrstvách troposféry a spodních vrstvách stratosféry (troposféra obsahuje 75 % vzdušného obalu Země, nad póly sahá do výšky 10 km, nad rovníkem do 16 km).
Teoretická rovnice spalování petroleje kyslíkem vypadá takto:
petrolej (14 g) + kyslík (48 g) => oxid uhličitý (44 g) + voda (18 g) + tepelná energie
Na 1 kg petroleje se spotřebuje 3,4 kg kyslíku, vznikne 3,1 kg oxidu uhličitého a 1,3 kg vodní páry; uvolní se 45,5 MJ tepelné energie, která se zčásti využije k vlastnímu pohonu letadla. Ve skutečnosti však motory "dýchají" vzduch, ve kterém je kyslíku jen asi 1/5, takže k výfukovým plynům musíme připočíst ještě 13,6 kg dusíku. Aby spálení petroleje bylo co možná úplné, je nezbytné dodat vzduchu o něco více, než požaduje teorie. Můžeme počítat, že ke spálení 1 kg petroleje spotřebujeme 20 kg vzduchu. Ale ani pak nebude spálení dokonalé. Vždy vznikne určité množsství oxidu uhelnatého a zůstane nespáleno něco málo uhlovodíků a dokonce i mikrosazí ("amorfní" uhlík); jako vedlejší důsledek spalování vzduchem místo čistým kyslíkem se vytvoří i určité množství oxidů dusíku. Poměr těchto nežádoucích komponent se mění podle režimu práce motoru. Například při startu a přistávacím manévru pracují motory s "bohatou směsí", takže vzniká značné množství oxidu uhelnatého, uhlovodíků i mikrosazí, zatímco oxidy dusíku se téměř neobjeví. Naopak při úsporném letovém režimu ("chudá směs") ubude prvních tří složek, ale přibude oxidů dusíku. V běžném dvouproudovém tryskovém motoru vzniká asi 15 g oxidů dusíku na každý kg spáleného petroleje.
Ke spálení 200 milionů tun petroleje se spotřebují 4 miliardy tun vzduchu (3300 km krychlových při zemi, 16000 km krychlových při tlaku odpovídajícímu výšce 9 km). Vznikne 620 milionů tun oxidu uhličitého, 260 milionů tun vodní páry a 3 miliony tun oxidů dusíku. Ostatní zpoldiny odhadem: 6 milionů tun oxidu uhelnatého, 2 miliony tun uhovodíků a půl milionu tun mikrosazí.
Důsledky tohoto lidského "příspěvku" k planetární ekologii zatím nedovedeme odhadnout ani v hrubých rysech. Interakce minoritních výfukových složek s okolní atmosférou a slunečním zářením je příliš složitá a při dnešním stavu vědění ne zcela průhledná.
Můžeme to demonstrovat právě na případu oxidů dusíku. Obecně se dá říci, že jsou to sloučeniny pro život nežádoucí až nebezpečné. Současné normy připouštějí jako přijatelnou koncentraci 100 mikrogramů oxidů dusíku na krychlový metr vzduchu; 3 miliony tun oxidů dusíku, které vzniknou jako vedlejší produkt spálení 200 milionů tun petroleje, by tedy znehodnotily 30 milionů krychlových km vzduchu při přízemním tlaku! Je to téměř 1 % celé troposféry!!
Oxidy dusíku hrají rozhodující roli při vzniku "přízemního ozonu", hlavní složky škodlivého a občas až smrtelného smogu. Na druhé straně fungují v přebytečném ozonu jako účinný katalyzátor jeho rozkladu. Kdyby se dostaly ve větším množství až do ozonosféry (tenká vrstva kolem 48 km nad zemským povrchem), bylo by zle. Ozonová vrstva na horní hranici stratosféry je totiž zcela nezbytný štít všeho živého proti ničivým účinkům krátkovlnného ultrafialového záření.
Oxidy dusíku se nakonec změní v přibližně stejné množství kyseliny dusičné, kterou srážky postupně dopraví na zemský povrch - je to druhá hlavní složka tzv. "kyselých dešťů".
K tomu je třeba připočíst i to, že i ty zdánlivě nevinné složky výfukových plynů se vlivem letecké dopravy dostávají do vysokých vrstev troposféry. Takové množství oxidu uhličitého, vody a aerosolů by se tam jinak vůbec nedostalo (snad jen při obzvlášť mohutných výbuších vulkánů). Půvabné kondenzační stopy za letadly mají určitě i negativní dopad. Ledové krystalky a aerosoly v této výšce zřejmě ovlivňují albedo planety (odrazivost) a pravděpodobně snižují množství slunečního záření, které dopadá na zemský povrch. Naopak oxid uhličitý vytváří v této výšce další clonu skleníkového plynu a přispívá k anomálnímu ohřevu vysoké atmosféry. Důsledky těchto dvou protichůdných jevů zatím nedovedeme ani kvalitativně popsat, ale jsou znepokojivé už proto, že jsou to jevy čerstvě člověkem vyvolané.
Je nepochybné, že se tyto jevy ještě zesílí s rostoucí výškou leteckého provozu a s rostoucí rychlostí (a vyšší spotřebou paliva) letadel ve stratosféře. Je to jeden z velmi závažných argumentů proti rozvoji supersonické dopravy.
Zdá se, že by bylo moudré podstatně omezit zavlékání cizorodých látek do horních vrstev atmosféry. Výrazné omezení letecké dopravy těžko přichází v úvahu; je tedy třeba hledat jiné cesty ke snížení kontaminace.
Jednou z možností je podstatné zvýšení kapacity dopravních letadel. Instruktivní v tomto směru jsou některé parametry Boeingu 747 B:
| Hmotnost | 351,5 t |
| Palivo | 145,0 t |
| Rychlost | 900 - 1006 km/h |
| Výška letu | 9,1 - 13,7 km |
| Dolet | 9800 km |
| Pasažérů | 490 |
S jedním litrem paliva sveze pasažéra 26 km, tedy 2,3-krát dále, než statisticky průměrné dopravní letadlo konce osmdesátých let. Totéž jistě platí i o flotile Airbusů a jiných velkokapacitních letadel - jsou zkrátka hospodárnější, a tedy i ekologičtější. S klesajícím obsazením ovšem hospodárnost klesá. Dalo by se to napravit smíšenou osobně - nákladní dopravou. Momentální nezájem pasažérů by byl kompensován přiměřeným nákladem tak, aby byl stroj vytížen na plnou kapacitu.
Tak se ovšem dá postupovat u skutečně dálkové přepravy. Lokální letecký transport na krátké vzdálenosti asi bude mít jiné požadavky, ale i zde by maximální zvyšování přepravní kapacity bylo rozumné.
Jinou možnost zlepšení ekonomicko-ekologické situace poskytuje technologický rozvoj - snížení spotřeby paliv při zachování výkonu motoru, nové konstrukční materiály ke snížení "mrtvé váhy" strojů, například podvozkových systémů, zlepšení aerodynamiky, atd.
A konečně je v záloze revoluční možnost změny paliva. Například vodík místo petroleje by určitě zlepšil ekologickou bilanci letadel. Technické problémy s tím spojené jsou ovšem jiná otázka, takže tato možnost je dnes spíše jen sen než blízká realita.
Letecká doprava se stala neodmyslitelnou součástí technické civilizace. Nedovedeme si představit, jak se bez ní obejít. Ale jako za všechno ostatní, i za pohodlí a rychlost letecké dopravy osob a zboží musíme zaplatit. Tušíme, že vedlejší účinky mohou být škodlivé. Riziko je sice mlhavé, ale nesporné. A musíme se rozhodnout brzy, přestože a protože budoucí důsledky ještě nedovedeme ani odhadnout. V sázce je možná lidmi zaviněná změna planetárního klimatu.