Определяющее влияние научных выводов в экологии и климатологии на реальную политику в области защиты окружающей среды и социально-экономическое развитие целых отраслей, регионов и стран приводит к неизбежной политизации этих областей науки. Разумеется, здесь не ставится задачи приблизиться к истине в вышеприведенных фундаментальных вопросах, и будет принята за основу некоторая официальная точка зрения, безотносительно к ее научной достоверности.
В рамках САЕР ИКАО были представлены и приняты за основу научные результаты [10], из которых, в частности, следует, что действенность вышеприведенных долгосрочных целей - даже «углеродно-нейтрального» роста - нуждается в дополнительном обосновании. Согласно указанному докладу группы климатологов, во-первых, даже при условии стабилизации ежегодного объема эмиссии СО2 со стороны мировой гражданской авиации на уровне 2020 г., к 2050 г. накопленное влияние авиационных выбросов углекислого газа как парникового газа, а именно - вклад в изменение отражающей способности атмосферы - возрастет, по сравнению с 2020 г., в 1,5-2 раза, и, соответственно, прирост температуры продолжится. Цель удержания прироста средней температуры на Земле в пределах 1,5 °С при этом недостижима. Для того, чтобы достичь целей Парижского соглашения по климату (ст. 2А, 4), согласно принятым моделям, требуется к 2030 г. уже снизить антропогенные выбросы СО2 на 45% относительно уровня 2010 г, с последующим сокращением до нуля к 2050 г.
Если мировая авиация желает внести вклад в предотвращение катастрофических изменений климата (еще раз подчеркнем: здесь приняты за основу вышеописанные климатические модели), ей категорически недостаточно ставить перед собой лишь цели «углеродно -нейтрального» роста, т.е. стабилизации суммарного объема эмиссии. Суммарная эмиссия должна не просто стабилизироваться, а сокращаться до нуля, т.е. авиация в перспективе не должна генерировать выбросов вообще, а не только лишь сохранять их на нынешнем уровне. Соответственно, удельная эмиссия должна не просто сокращаться обратно пропорционально объему работы гражданской авиации, а сократиться до нуля за конечное время. Технологически это, на первый взгляд, достижимо при отказе авиации от использования ископаемого топлива в тепловых двигателях.
Малая доля авиации в суммарной эмиссии не означает, что авиационный сектор не должен работать над сокращением объема выбросов со своей стороны (другой вопрос, что «сокращение выбросов силами гражданской авиации» не тождественно «сокращению выбросов гражданской авиации», о чем подробнее будет сказано ниже). Глобальный эффект достижим лишь в том случае, если все секторы мировой экономики и все страны предпримут усилия со своей стороны. Каждый участник должен стремиться внести свой вклад, не оглядываясь на то, внесут ли его прочие участники, и не отказываясь вносить свой вклад лишь потому, что ущерб от других участников больше. В противном случае возникает хорошо известная в теории игр и в экономике общественного сектора ситуация «проблемы безбилетника» [11]. Избежать ее негативных последствий можно лишь при условии, что все участники действуют сознательно и делают все, от них зависящее, как бы мал ни казался вклад каждого из них в отдельности.
Комплексный учет всех аспектов авиационной деятельности, всех стадий жизненных циклов авиационной техники и топлив
Для корректной оценки влияния новых технологий в авиации и политических решений на окружающую среду и климат, следует рассматривать в комплексе всю авиационную деятельность - не только коммерческую эксплуатацию воздушных судов, но и все процессы жизненного цикла авиационной техники, от разработки и производства до эксплуатации (включая техническую эксплуатацию парка авиационной техники) и утилизации. Без этих стадий жизненного цикла не была бы возможна и коммерческая эксплуатация авиационной техники, ее применение по назначению. И на всех стадиях жизненного цикла авиационной техники, строго говоря, имеет место воздействие на окружающую среду, в т.ч. негативное. Эмиссия вредных веществ происходит не только в эксплуатации.
Производство современных воздушных судов и авиационных двигателей сопровождается, помимо выбросов парниковых газов, прежде всего, СО2, которому уделяется наибольшее внимание, и целым рядом прочих негативных экологических эффектов, выбросами многих других вредных веществ. Например, это характерно для воздушных судов с гибридными и электрическими силовыми установками: аккумуляторы, топливные элементы могут содержать тяжелые и редкоземельные металлы, сама добыча и переработка которых приносит разнообразный вред окружающей среде.
Учет всех видов авиационной деятельности и всех стадий жизненного цикла авиационной техники позволяет более корректно оценивать эффективность и результативность инноваций в авиастроении, последствий обновления парка авиационной техники. Следует учитывать, что производство современных воздушных судов и авиадвигателей может быть весьма энергоемким, в т.ч. по причине высокой энергоемкости современных конструкционных материалов (например, полимерно -композитных). И хотя их применение как раз и призвано повысить энергетическую, топливную эффективность авиационной техники в эксплуатации, следует учитывать объем энергопотребления и выбросов вредных веществ на протяжении всего жизненного цикла [12].
В сумме за жизненный цикл, а также в удельном выражении, в расчете на летный час или единицу транспортной работы, современные воздушные суда, как правило, оказываются эффективнее (как с экономической, так и с точки зрения воздействия на окружающую среду и климат), чем изделия предыдущих поколений. Однако чаще всего приобретение новых воздушных судов происходит не «с чистого листа». Нередко замена авиационной техники на новую и более «зеленую» происходит принудительно в ускоренном порядке, когда имеющийся парк еще имеет остаток ресурса, но его дальнейшая эксплуатация запрещена или облагается штрафами, сборами и т.п. В этом случае объемы выбросов вредных веществ на производство новой, более «зеленой» авиационной техники, должны рассматриваться как дополнительные по отношению к продолжению эксплуатации уже имеющейся, произведенной ранее техники.
Ускоренная замена парка авиационной техники будет эффективной с точки зрения воздействия на окружающую среду и климат, если удельный (в расчете на летный час или единицу транспортной работы) объем выбросов при производстве новой авиационной техники будет ниже, чем уменьшение удельной эмиссии в процессе эксплуатации. Но если новый тип воздушных судов имеет лишь незначительное преимущество перед имеющимися в удельном расходе топлива и удельной эмиссии вредных веществ, это может не привести к снижению эмиссии парниковых газов за жизненный цикл. Замедление темпов сокращения удельного расхода топлива, а также удельной эмиссии различных вредных веществ, как раз и создает риск такого противоречия, тем более что этот незначительный выигрыш достигается ценой использования весьма энергоемких конструкционных материалов.
Также следует рассматривать полный жизненный цикл всех энергоносителей, которые применяются в эксплуатации авиационной техники (а также в ее производстве и других процессах жизненного цикла). Игнорирование этих аспектов приводит к искажениям эффективности с точки зрения снижения влияния на окружающую среду многих инноваций в этой сфере - например, новых видов авиационных топлив. В особенности это касается биотоплив, которые производятся из сельхозкультур, иногда весьма энергозатратных при культивации и выращиваемых, в т.ч., на месте лесов, что сокращает поглощающую способность биосферы и может создавать значительный «углеродный долг» при вырубке, сжигании, гниении биомассы и т.п. Более комплексный анализ, как правило, меняет оценки таких инноваций в менее оптимистическую сторону. Невнимание к «побочным» аспектам внедрения некоторых технологий, традиционно считающихся «зелеными», представляет собой т.н. экологическое лицемерие [13], которое не только приводит к ошибочным решениям, но, в конечном счете, подрывает доверие общества к любой природоохранной деятельности.
Учет альтернативных выбросов в секторе гражданской авиации и взаимодействующих секторах
Локальная минимизация затрат вообще не является корректным и продуктивным критерием принятия хозяйственных решений, что хорошо известно в экономике, см. [11]: минимум затрат достигается при сворачивании деятельности, что не всегда соответствует генеральным целям развития предприятия, отрасли, национальной экономики. Точно так же, и изолированная минимизация выбросов вредных веществ гражданской авиации (причем, именно совокупных выбросов) непродуктивна с точки зрения уменьшения воздействия на окружающую среду и климат в отдельной стране, регионе или мире в целом. Не следует ограничиваться только изолированным рассмотрением авиации и авиационной деятельности. Авиация - лишь часть народного хозяйства. И, например, воздушный транспорт - лишь один из видов транспорта, который конкурирует или дополняет другие - наземный (железнодорожный и автомобильный), водный.
При анализе проблем целеполагания в социально-экономической сфере (в части целевого применения авиационных систем) уже было показано, что узкий секторальный, отраслевой подход сильно ограничивает полезность авиации как таковой и эффективность технологических инноваций в авиастроении. Гораздо большего глобального эффекта можно достичь, рассматривая авиацию как составную часть народного хозяйства, разных его отраслей и комплексов. И тогда, возможно, расширенное применение авиации - пусть даже требующее гораздо больших затрат, чем изначально - позволит получить и гораздо больший выигрыш в «сопряженных» отраслях. Иначе говоря, применение авиации следует оптимизировать по глобальным критериям областей ее применения, а не по локальному критерию минимума затрат «на авиацию», выполняющую фиксированный объем работ.
Тот же подход справедлив и в сфере защиты окружающей среды. Необходима экономическая, а не «бухгалтерская» постановка целей в области снижения воздействия гражданской авиации на окружающую среду и климат. Она отличается более широким видением роли данного сектора в народнохозяйственной системе, учетом его многообразных связей с прочими секторами. Экономический подход подразумевает гибкость управляющих параметров, которые при бухгалтерском подходе считаются фиксированными, незыблемыми. Рассматривается больше степеней свободы в народнохозяйственной системе, что, в свою очередь, позволяет искать не локальный, а глобальный оптимум, в т.ч. по критериям воздействия на окружающую среду и климат.
Экономический подход к целеполаганию в сфере снижения воздействия гражданской авиации на окружающую среду и климат состоит в том, что учитывается не только фактический объем вредных выбросов со стороны авиации, но и альтернативный - каким был бы объем эмиссии во всем народном хозяйстве без применения авиации. Т.е. вполне возможно, что применение авиации в различных отраслях позволит значимо сократить объемы выбросов загрязняющих веществ, включая парниковые газы, токсичные и канцерогенные вещества. Формально в ранее введенных условных обозначениях это означает, что
по крайней мере, до некоторого оптимального, по критериям воздействия на окружающую среду и климат, объема применения авиации , хотя при этом суммарная эмиссия всей гражданской авиации возрастает:
Приведем некоторые примеры.
1. Применение авиации в лесопожарной охране (как для патрулирования, обнаружения пожаров, управления и координации их тушения, так и собственно для тушения) позволяет сократить площади лесов, уничтожаемых пожарами, что сокращает выбросы СО2 непосредственно при сгорании биомассы и увеличивает поглотительную способность лесов, снижает другие виды ущерба биосфере, наносимого лесными пожарами. Подчеркнем, что здесь рассматривается именно ущерб окружающей среде и климату, измеренный в единицах эмиссии вредных веществ, а не экономический.
Фактически, пожарная авиация, даже если ее воздушные суда непосредственно имеют высокие показатели удельной эмиссии, является значимым нетто-донором. Ее функционирование предотвращает (точнее, могло бы предотвращать, при условии организации полномасштабной, эффективной глобальной авиационной системы пожарной охраны) значительные объемы эмиссии СО2 и других продуктов сгорания, сравнимые с объемами эмиссии, создаваемыми всем мировым воздушным транспортом.
2. Применение авиации для патрулирования объектов топливно-энергетического комплекса, прежде всего, нефте- и газопроводов, способствуя своевременному обнаружению и локализации аварий и утечек, сокращает и ущерб окружающей среде - от разливов нефти, а при утечках на газопроводах - и от утечки углеводородных газов, которые, как, например, метан, относятся к значимым парниковым газам. Тем более значим предотвращенный ущерб, если учитывать риск взрывов и пожаров, вызванных утечками и разрывами трубопроводов, которые, в свою очередь, могут привести к еще большим утечкам.
3. Применение авиации в сельском хозяйстве позволяет, во -первых, реализуя концепцию точного земледелия, резко сократить объемы применения химикатов и удобрений, при том же или лучшем качестве защиты растений. Тем самым сокращается многообразный ущерб природе от использования химикатов - здесь предотвращается не столько эмиссия СО2, сколько выбросы гораздо более ядовитых веществ (причем, следует рассматривать как применение химикатов, так и процесс их производства). Кроме того, более эффективные агротехнологии, реализуемые с помощью авиации, могут сократить общий объем энергопотребления и выбросов парниковых газов во всем сельскохозяйственном производстве при том же объеме урожая.
При этом, разумеется, ВС, выполняющие патрулирование трубопроводов и лесов, участвующие в пожаротушении, сельхозработах и т.п. сами создают выбросы вредных веществ и в процессе эксплуатации, и ранее, при их производстве. Однако, как правило, объем предотвращаемого ущерба (или экономии выбросов различных вредных веществ, как в примере сельхозавиации) намного выше, что и определяет эффективность таких решений с точки зрения защиты окружающей среды. Экономический подход в противоположность бухгалтерскому предполагает учет альтернатив, в т.ч. предотвращенного ущерба.
Это применение авиации в «неавиационных» секторах (т.е. не на воздушном транспорте), тем не менее, вносит вклад в сокращение общих национальных и мировых объемов эмиссии вредных веществ. И потому этот вклад должен учитываться при определении национальных и глобальных объемов эмиссии - как фактических, так и целевых. Более того, сегодня реалистичный уровень отдачи от таких «непрямых» инноваций в гражданской авиации значительно выше, чем ожидаемая отдача собственно от сокращения выбросов на воздушном транспорте, где резервы уже близки к исчерпанию, как показано выше. Тем не менее, обсуждение таких решений в рамках международных организаций, в т.ч. САЕР ИКАО, встречает резкое противодействие ряда стран и групп влияния. Причина в том, что учет соответствующих аспектов сразу превращает Россию и некоторые другие развивающиеся страны (например, Бразилию) из «отстающих» и «должников» в нетто-доноров остального мира. Это особенно актуально в связи с тем, что в рамках ИКАО уже внедряются механизмы торговли разрешениями на выбросы.