Este artigo trata das emissões de CO 2transporte ferroviário na França.
De fato, se o setor de transporte é um dos principais geradores de dióxido de carbono (CO 2) na França, o trabalho publicado incidiu principalmente no modo rodoviário e, em menor medida, no modo aéreo.
No que se refere ao transporte ferroviário, pelo contrário, até cerca de 2005 os dados permaneceram fragmentados ou mesmo reduzidos a informações publicitárias como " objetivo 0% CO 2. Ou quase "
No final de 2006, a SNCF lançou uma abordagem inovadora com a criação de um eco-comparador disponibilizado ao público em geral no site Voyages-sncf.com e permitindo a avaliação da pegada ambiental de uma viagem. No entanto, esta primeira versão do eco-comparador usou uma metodologia de resumo, calculando esta pegada como o produto da duração da viagem por um único "fator de emissão" para todos os trens: o valor exibido para este fator (5,4 gCO 2/voy.km) foi justificado na nota metodológica - então disponível no site da SNCF - como uma média ponderada das emissões de cada tipo de serviço de acordo com sua distribuição: 85% TGV , 10% TRN (TRains Nationaux, c (ie o " Intercités ") e 5% TER (Trens Expressos Regionais).
Por causa desta média, as diferenças entre os fatores de emissão dos diferentes tipos de trens foram "apagadas", embora sejam muito altas desde a nota anunciada 2,6 gCO 2/voy.km para TGVs (valor já utilizado para a comparação das emissões na rota Paris-Marselha realizada em 2002 pela ADEME) e 94,8 gCO 2/voy.km para TER Diesel. Esses valores por tipo de serviço foram os do Guia de fatores de emissão de Bilan Carbone de 2007 (Tabela 93), que os exibiu em uma unidade diferente - o kgeqC - mas diretamente proporcional: um kgeqC corresponde a 3,67 kgCO 2. Por outro lado, o valor médio da rede francesa dado pelo Guia (Tabela 94) foi significativamente superior: 9,5 gCO 2/voy.km, do que o fornecido pela SNCF, embora inferior ao valor 44 gCO 2/voy.km dado para o resto da Europa.
Dentro setembro de 2009, a SNCF publicou uma nova versão do eco-comparador com valores significativamente diferentes, uma vez que o valor médio anunciado era então 25,25 gCO 2/voy.km, com valores variando entre 22,3 gCO 2/voy.km para o TGV, 33,1 gCO 2/voy.km para o TRN e 59,9 gCO 2/voy.km para o TER; o valor médio na Europa foi revisado para 56 gCO 2/voy.km.
Ou seja, em dois anos os valores de emissão anunciados ao público em geral se multiplicaram por 8.
Dentro fevereiro de 2011, o Código de Transporte foi alterado para incluir a obrigação dos fornecedores de transporte de fornecer informações sobre a quantidade de CO 2emitido. Um decreto de24 de outubro de 2011especifica os termos de aplicação. Mas os valores para os quais a publicação é prescrita são valores médios e parciais, uma vez que levam em consideração apenas o CO 2. resultante do consumo de energia em circulação.
Em 2019, a SNCF publicou uma nova versão do eco-comparador com valores muito diferentes dos anos anteriores variando entre 1,73 gCO 2/voy.km para o TGV , 4,75 gCO 2/voy.km para o Transilien , 5,28 gCO 2/voy.km para Intercités , 24,81 gCO 2/voy.km para o TER. A nível europeu; 6,68 gCO 2/voy.km para Thalys , 6,64 gCO 2/voy.km para Eurostar , 4,7 gCO 2/voy.km para Gala e 7,2 gCO 2/voy.km para Alleo .
O objetivo deste artigo é fornecer elementos mais detalhados, de acordo com o modo de operação e a composição dos trens, para alguns exemplos típicos e destacar a variedade dos resultados.
O método de cálculo se adapta ao adotado pelos guias da ADEME para o estabelecimento da Pegada de Carbono (Guia Metodológico e Guia de Fatores de Emissão, doravante denominado “Guia ADEME”) no que diz respeito ao tráfego rodoviário. De fato, dadas as incertezas mencionadas acima para os fatores de emissão do transporte ferroviário, é necessário retornar aos elementos básicos: neste sentido, a metodologia "rodoviária" muito mais detalhada parece ser um exemplo a seguir.
Os fatores de emissão buscados são aqueles ligados ao tráfego ferroviário, a saber:
Os resultados são reduzidos a passageiro.km (passageiros) ou tonelada.km (carga) para serem mais facilmente comparáveis com os de outros modos de transporte.
O cálculo é realizado utilizando o equivalente de carbono (geC ou kgeC) que são as unidades utilizadas pela literatura científica, mas os resultados são apresentados em equivalente de CO 2 . que são mais conhecidos pela opinião pública.
Os dados da unidade são, na medida do possível, retirados do Guia ADEME; em particular, os fatores de emissão relacionados com a energia baseiam-se na situação francesa; os resultados, especialmente em termos de tração elétrica, não podem, portanto, ser usados para outros países. No que diz respeito aos fatores ferroviários propriamente ditos, uma fonte amplamente utilizada é o documento do Professor Baumgartner da Escola Politécnica Federal de Lausanne sobre os custos do setor ferroviário, que especifica um grande número de fatores técnicos: longevidade, consumo, meios de rota ...
Trata-se de apreciar:
Os dados sobre o consumo de energia de comboios e equipamentos ferroviários não são facilmente acessíveis. No entanto, o documento do Professor Baumgartner fornece os fatores de dimensionamento, bem como as faixas de taxas de consumo por t.km bruto movimentado. Os principais fatores são o perfil das linhas e a frequência das paradas; as relações dadas variam para tração elétrica entre 10 Wh / t.km (trens de carga de longa distância nas planícies em velocidade limitada) e 55 Wh / t.km (TGV, trens suburbanos e trens de carga de coleta de terminal em linhas íngremes) e para tração térmica entre 4 ml / t.km (trens de carga e trens de passageiros a 80 km / h ) e 14 ml / t.km (trens de passageiros em linhas com declives acentuados).
A mudança do consumo para as emissões é efetuada pela aplicação de proporções:
Para estimar essa contribuição, que a priori deveria ser de segunda ordem, optou-se por limitar-se à depreciação da produção inicial; de acordo com a metodologia adotada para veículos rodoviários e navios pelo Guia ADEME, o "conteúdo" de CO 2está diretamente ligada à massa do veículo. A taxa de passagem usada para veículos rodoviários, que está ligada à predominância do aço na construção de veículos, (1,5 t eqC ou 5,5 t CO 2par t) parece adequado para veículos rebocados; para unidades de tração ou veículos automotores e dado o valor agregado por tonelada muito superior ao dos veículos rodoviários, essa relação foi aumentada para 10 t CO 2 vai.
Para calcular as emissões por km, é necessário ter a distância total de um veículo ao longo de sua vida útil; os valores são fornecidos pelo documento do Professor Baumgartner de acordo com os tipos de veículos. Os valores usados são explicados por referência a uma viagem anual média e uma vida útil em anos.
Para estimar essa contribuição, que também deveria ser a priori de segunda ordem, optou-se por limitar-se à superestrutura ferroviária e, dentro dela, à via. Na verdade, de acordo com um estudo realizado emdezembro de 2006por Niclas Svensson da Linköping University na Suécia a contribuição do aço para o conteúdo de CO 2 é muito predominante: no caso que ele estudou, chegou a 77% do total das emissões na construção.
Neste artigo nos limitamos a levar em consideração a renovação diretamente ligada ao tráfego, o que equivale a supor que a linha férrea já exista. O principal mecanismo a ter em consideração é então o do desgaste do carril: devido ao contacto carril-roda e às falhas das rodas, o carril deteriora-se regularmente; antes que esses defeitos sejam muito pronunciados e eles próprios causem uma degradação pronunciada das rodas do equipamento que circula na via em questão, é necessário retirar os defeitos do carril e amolá-los regularmente, o que leva à remoção do material; após um certo período, diretamente ligado ao número e características dos movimentos, que se adaptam a um estado mais ou menos bom do trilho, essas retificações sistemáticas trazem o trilho para fora das tolerâncias de trabalho e é necessário substituí-lo inteiramente.
Uma via normal compreende dois trilhos de 60 kg de aço por metro, ou seja, 120 kg de aço especialmente perfilado e tratado: o Guia ADEME fornece (Página 117) 870 kgeqC por t de aço produzido a partir do minério. Considerando que a via inclui também fixadores não contabilizados na tonelagem e que o carril passa por tratamentos especializados e transportes significativos, optou-se por aumentar este valor em cerca de 30% o que conduz a um teor de 500 kg de CO 2 por metro de trilho duplo.
Os demais componentes da infraestrutura (dormentes, lastro, estruturas de engenharia, equipamentos de distribuição elétrica, etc.) foram negligenciados, porque a priori contribuindo muito menos; assim, o fio catenário representa apenas 1,3 kg de cobre (ou liga de cobre) por m que, apesar do alto teor de CO 2de cobre e uma frequência de substituição superior à do transporte ferroviário leva a uma contribuição insignificante para as emissões em comparação com a ferrovia. Por outro lado, em certos casos de grande exigência na qualidade da via, a contribuição do lastro é significativa: os 40 cm de lastro de uma via de TGV representam, portanto, 5 t de material por metro de via única, ou seja, em com base no fator de emissão dado pelo Guia ADEME para agregados "comuns", um teor de 40 t kgeC ou 150 kg de CO 2por metro de pista. Além disso, uma vez que é necessário um fornecimento regular de lastro para a manutenção da via, a sua contribuição pode não ser negligenciável. De forma mais geral, no Bilan Carbone do Reno-Rhône LGV, a contribuição ao longo de 30 anos de manutenção de rotina da infraestrutura representa cerca de 20% da contribuição resultante da construção da superestrutura ferroviária.
Para mudar para valores de quilometragem, é necessário "amortizar" a "superestrutura ferroviária" ao longo da sua vida técnica; isto é avaliado em toneladas brutas, ou seja, o agregado das massas totais (veículos e cargas) dos trens que circulam em uma via. O documento do Professor Baumgartner fornece uma faixa de 250 a 600 M t; na França, o valor do clássico anunciado é de 400 milhões de t. Valores de 400 M t foram adotados para trens de passageiros e 600 M t para trens de carga.
Trata-se de apreciar a "utilização" do comboio a ter em conta, tanto em passageiros de comboio como em toneladas transportadas.
Emissão de CO 2 de cada trem é reduzido à unidade usando a taxa de ocupação, ou seja, o número de assentos ocupados em relação à capacidade teórica.
Comparado com os números mais conhecidos que são os do transporte individual, este fator de passagem cobre duas questões bem diferentes que são:
Cinco trens padrão foram selecionados, com base em veículos modernos
Como já foi lembrado, a taxa de ocupação é uma variável essencial; no entanto, é pouco comunicado. Um estudo da Agência Europeia do Ambiente em 2001 anunciou uma taxa média de ocupação dos comboios na Europa de 35%, estabelecendo gamas bastante amplas. Um estudo do Royal Institute of Technology em Estocolmo, após explicar a diferença estrutural entre o transporte regional e o transporte nacional, indica uma faixa de taxas de ocupação de 20% a 40% para trens regionais e 50% a 60% para trens nacionais. Estes valores são compatíveis com os fornecidos pelo estudo da Comissão acima referido para as redes alemã e dinamarquesa. Na França, a SNCF comunica apenas com base na taxa de ocupação do TGV; Graças à obrigação de reserva, a política de gestão de rendimentos permite obter uma taxa de 77%. Para o tráfego regional francês, a informação mais recente provém do relatório do Tribunal de Contas sobre o balanço da TER, que indica uma taxa média de 26%; a região da Alsácia, que é uma das regiões piloto em termos de TER, anunciou em 2008 que tinha sido atingida a taxa média de 30%. 20% foi, portanto, retido para pequenos vagões a diesel usados nas linhas mais “rurais”, 30% para AGCs e XGCs e 75% para TGVs.
Comentários sobre a precisão e confiabilidade dos dados :
Essas contribuições, decorrentes respectivamente do consumo de energia, da fabricação do material rodante e do desgaste da infraestrutura, são reduzidas aos km de tráfego comercial, da seguinte forma:
Consumo de energia [g.eqCO 2/ km] | Depreciação de construção [g.eqCO 2/ km] | Desgaste da infraestrutura [g.eqCO 2/ km] | |
---|---|---|---|
Vagão X 73 500 | 2.205 | 165 | 92 |
Caixa de classificação de vagões XGC | 4.900 | 418 | 229 |
Triagem de caixa autopropelida | 546 | 390 | 214 |
Rede TGV | 1.512 | 448 | 712 |
TGV Duplex | 1.512 | 452 | 725 |
É interessante notar que, para trens elétricos, a “depreciação ecológica” de equipamentos e infraestrutura é, portanto, da mesma ordem de magnitude que o impacto do consumo de energia direta.
Cálculos reduzidos para g.eqCO 2/voy.km são mais diretamente comparáveis entre si e com outros modos. É por isso que a tabela a seguir também apresenta valores "rodoviários" retirados do Guia ADEME: os principais valores característicos são a taxa de ocupação considerada de 1,2 pessoas por veículo nas áreas periurbanas e 2,2 em viagens de longa distância e em 66% para treinadores.
Consumo de energia [g.eqCO 2/voy.km] | Depreciação de construção [g.eqCO 2/voy.km] | Desgaste da infraestrutura [g.eqCO 2/voy.km] | Total [g.eqCO 2/voy.km] | |
---|---|---|---|---|
Vagão X 73 500 | 172,3 | 12,9 | 7,2 | 192,4 |
Caixa de classificação de vagões XGC | 102,1 | 8,7 | 4,8 | 115,6 |
Triagem de caixa autopropelida | 11,4 | 8,1 | 4,5 | 23,9 |
Rede TGV | 5,6 | 1,7 | 2,6 | 9,9 |
TGV Duplex | 3,7 | 1,1 | 1.8 | 6,6 |
Veículo privado periurbano | 166,7 | 33,3 | 16,7 | 216,7 |
Veículo particular de longa distância | 72,7 | 18,2 | 9,1 | 100,0 |
Treinador | 31,2 | 1,5 | 5,5 | 38,2 |
Os valores fornecidos pelo eco-comparador SNCF não são encontrados para TGVs. Os resultados são superiores aos valores dados em 2006, mas menos da metade dos últimos valores; essa diferença provavelmente terá sua origem nas rotas de aproximação (de e para as estações de TGV), cuja contribuição não é desprezível se acreditarmos na Pegada de Carbono do TGV Lyria. Em relação ao TER, os resultados são compatíveis com os dados do eco-comparador, mas apresentam uma variabilidade muito grande.
O vagão a diesel não é um modo muito ecológico: os valores obtidos são os de um grande automóvel. Isso é estrutural porque mesmo com taxas de enchimento multiplicadas por 3 (o que na verdade é quase impossível) apresentaria resultados piores do que o treinador.
Os trens elétricos apresentam resultados muito bons, devido à origem nuclear da eletricidade francesa. Na verdade, se usássemos o fator de emissão médio europeu para eletricidade, apenas os TGVs teriam melhores resultados do que os do ônibus. A eficiência do TGV “Duplex” deriva inteiramente do seu desenho técnico: com uma capacidade de metade da capacidade do TGV “Rede” do mesmo tamanho, é metade tão eficiente, desde que também esteja cheio.
Os valores da infra-estrutura permanecem valores médios: quando uma infra-estrutura é pouco utilizada (caso da rede ferroviária francesa em que metade das linhas vê menos de 20 comboios por dia) a sua manutenção não é, no entanto, zero; inversamente, os requisitos de velocidade muito alta não foram identificados. Por último, recorde-se que, ao esquecer-se de separar o sistema de abastecimento de energia, o cálculo introduz um ligeiro viés a favor dos comboios elétricos que, em capacidade equivalente, são um pouco mais leves, sem incluir o motor térmico. Portanto, quando a contribuição da infraestrutura se torna significativa, esses valores são apenas ordens de magnitude.
Uma explicação física para a mediocridade dos resultados dos vagões é que os veículos ferroviários de passageiros são, principalmente por razões de segurança, muito pesados: em um vagão que está 20% cheio, a massa de passageiros representa menos de 2% da massa total. 98% da energia consumida (e, portanto, 98% das emissões de CO 2), é mover materiais; portanto, o ganho intrínseco devido à menor resistência ao rolamento permitida pelo contato roda-trilho é amplamente perdido.
Apenas dois tipos de trem foram selecionados: um trem elétrico e um trem a diesel:
As locomotivas têm massa e vida útil respectivas de 84 te 4.000.000 km para o BB 75.000, 91 te 6.000.000 km para o PRIMA 4200. A longevidade dos vagões é estimada em 1.500.000 km . O consumo dos trens padrão é 310 l de diesel ou 2.200 kWh por 100 km .
Esses valores vêm, para dados genéricos, incluindo consumo por tonelada, tomados na hipótese de uma velocidade de 100 km / h , do LITEP.
Presume-se que a construção de vagões resulta em tantas emissões por tonelada quanto as de locomotivas.
As contribuições em g.eqC / km por trem resultantes, respectivamente, do consumo de energia, da fabricação de material rodante e do desgaste da infraestrutura são as seguintes:
enquanto as figuras do trator são:
* Trator rodoviário: 302,0; 30,0; 50,0 (para a infraestrutura, o cálculo foi feito estimando que era necessário reconstruir completamente a estrada após a passagem de tratores rodoviários de 2 M)
Cálculos reduzidos para g.eqCO 2/t.km são mais diretamente comparáveis entre si e com outros modos; os valores relativos à energia e ao consumo total são os seguintes:
* Trator rodoviário: 110,7; 140,1
Assim como as locomotivas retidas poderiam puxar trens mais pesados, os valores dos conjuntos rodoviários levam em consideração uma carga média real de 10 t para 25 t teóricas. No entanto, estes valores são, sem dúvida, um pouco otimistas para o modo ferroviário, na medida em que não consideram a devolução de vagões vazios, que muitas vezes é essencial.
Os resultados mostram que, mesmo no caso dos trens a Diesel, o modal ferroviário bem utilizado é, sem dúvida, mais ecológico do que o modal rodoviário; na tração elétrica, são as contribuições da infraestrutura e principalmente da fabricação dos equipamentos que se tornam predominantes.
A diferença com o transporte de passageiros deve-se em grande parte à relação muito melhor entre massa transportada e massa movimentada: cerca de 60% no exemplo de um trem elétrico contra cerca de 10% em carga máxima para trens de passageiros.