Acest articol tratează emisiile de CO 2transport feroviar în Franța.
Într-adevăr, dacă sectorul transporturilor este unul dintre principalii generatori de dioxid de carbon (CO 2) în Franța, lucrările publicate s-au concentrat în mare parte pe modul rutier și, într-o măsură mai mică, pe modul aerian.
În ceea ce privește transportul feroviar, dimpotrivă, până în jurul anului 2005 datele au rămas fragmentate sau chiar reduse la informații publicitare precum „ obiectivul 0% CO 2 ”. Sau aproape "
La sfârșitul anului 2006, SNCF a lansat o abordare inovatoare prin crearea unui comparator ecologic pus la dispoziția publicului larg pe site-ul Voyages-sncf.com și care permite evaluarea amprentei de mediu a unei călătorii. Cu toate acestea, această primă versiune a eco-comparatorului a folosit o metodologie sumară prin calcularea acestei amprente ca produs al lungimii călătoriei cu un singur "factor de emisie" pentru toate trenurile: valoarea afișată pentru acest factor (5,4 gCO 2/voy.km) a fost justificată în nota metodologică - disponibilă apoi pe site-ul SNCF - ca medie ponderată a emisiilor de la fiecare tip de serviciu în funcție de distribuția lor: 85% TGV , 10% TRN (TRains Nationaux, c (adică „ Intercités ”) și 5% TER (Trenuri Express regionale).
Din cauza acestei medii, diferențele dintre factorii de emisie ai diferitelor tipuri de trenuri au fost „șterse”, deși sunt totuși foarte mari de când nota a anunțat 2,6 gCO 2/voy.km pentru TGV-uri (valoare utilizată deja pentru compararea emisiilor pe ruta Paris-Marsilia efectuată în 2002 de ADEME) și 94,8 gCO 2/voy.km pentru TER Diesel. Aceste valori în funcție de tipul de serviciu au fost cele din Ghidul 2007 pentru factorii de emisie Bilan Carbone (Tabelul 93) care le afișează într-o unitate diferită - kgeqC - dar direct proporțională: un kgeqC corespunde la 3,67 kgCO 2. Pe de altă parte, valoarea medie pe rețeaua franceză dată de Ghid (Tabelul 94) a fost semnificativ mai mare: 9,5 gCO 2/voy.km, decât cea dată de SNCF , deși mai mică decât valoarea de 44 g CO 2/voy.km dat pentru restul Europei.
În septembrie 2009, SNCF a publicat o nouă versiune a eco-comparatorului cu cifre semnificativ diferite, deoarece valoarea medie anunțată era atunci de 25,25 gCO 2/voy.km, cu valori cuprinse între 22,3 g CO 2/voy.km pentru TGV, 33,1 g CO 2/voy.km pentru TRN și 59,9 gCO 2/voy.km pentru TER; valoarea medie din Europa a fost revizuită la 56 g CO 2/voy.km.
Cu alte cuvinte, în doi ani valorile emisiilor anunțate publicului larg s-au înmulțit cu 8.
În februarie 2011, Codul transporturilor a fost modificat pentru a include obligația furnizorilor de transport de a furniza informații cu privire la cantitatea de CO 2emis. Un decret al24 octombrie 2011specifică condițiile de aplicare. Dar valorile pentru care este prescrisă publicarea sunt valori medii și parțiale, deoarece țin cont doar de CO 2. rezultat din consumul de energie în circulație.
În 2019, SNCF a publicat o nouă versiune a eco-comparatorului cu cifre foarte diferite din anii trecuți, variind între 1,73 gCO 2/voy.km pentru TGV , 4,75 g CO 2/voy.km pentru Transilien , 5,28 g CO 2/voy.km pentru Intercités , 24,81 gCO 2/voy.km pentru TER. La nivel european; 6,68 g CO 2/voy.km pentru Thalys , 6,64 g CO 2/voy.km pentru Eurostar , 4,7 g CO 2/voy.km pentru Gala și 7,2 gCO 2/voy.km pentru Alleo .
Obiectivul acestui articol este de a oferi elemente mai detaliate, în funcție de modul de funcționare și compoziția trenurilor, pentru câteva exemple tipice și de a evidenția varietatea rezultatelor.
Metoda de calcul adaptează cea adoptată de ghidurile ADEME pentru stabilirea amprentei de carbon (Ghid metodologic și Ghid pentru factorii de emisii, denumit în continuare „Ghidul ADEME”) în ceea ce privește traficul rutier. De fapt, având în vedere incertitudinile menționate mai sus pentru factorii de emisie ai transportului feroviar, este necesar să revenim la elementele de bază: în acest sens, metodologia „rutieră” mult mai detaliată pare a fi un exemplu de urmat.
Factorii de emisie căutați sunt cei legați de circulația trenurilor și anume:
Rezultatele sunt reduse la pasager.km (pasageri) sau tonă.km (transport) pentru a fi mai ușor de comparat cu cele ale altor moduri de transport.
Calculul se efectuează utilizând echivalentul carbonului (geC sau kgeC), care sunt unitățile utilizate de literatura științifică, dar rezultatele sunt prezentate în echivalent CO 2 . care sunt mai bine cunoscute opiniei publice.
Datele unității sunt, pe cât posibil, preluate din Ghidul ADEME; în special, factorii de emisie legați de energie se bazează pe situația franceză; rezultatele, în special în ceea ce privește tracțiunea electrică, nu pot fi, prin urmare, utilizate în alte țări. În ceea ce privește factorii feroviari proprii, o sursă larg utilizată este documentul profesorului Baumgartner de la Școala Politehnică Federală din Lausanne privind costurile sectorului feroviar care specifică un număr foarte mare de factori tehnici: durata de viață, consumul, mijloacele de traseu ...
Este vorba despre aprecierea:
Datele privind consumul de energie al convoiurilor și echipamentelor feroviare nu sunt ușor accesibile. Cu toate acestea, documentul profesorului Baumgartner prezintă factorii de dimensionare, precum și intervalele de raporturi de consum pe t.km brute mutate. Factorii principali sunt profilul liniilor și frecvența opririlor; rapoartele date pentru tracțiunea electrică între 10 Wh / t.km (trenuri de marfă pe distanțe lungi în câmpie la viteză limitată) și 55 Wh / t.km (TGV, trenuri suburbane și trenuri de marfă de colectare a terminalelor pe linii cu pantă abruptă) și pentru tracțiune termică între 4 ml / t.km (trenuri de marfă și trenuri de călători la 80 km / h ) și 14 ml / t.km (trenuri de călători pe linii cu pante abrupte).
Trecerea de la consum la emisii se efectuează prin aplicarea unor rapoarte:
Pentru a estima această contribuție, care ar trebui să fie a priori de ordinul doi, s-a ales să se limiteze la deprecierea producției inițiale; conform metodologiei adoptate pentru vehiculele rutiere și nave de către Ghidul ADEME, „conținutul” CO 2este direct legat de masa vehiculului. Raportul de trecere utilizat pentru vehiculele rutiere, care este legat de predominanța oțelului în construcția vehiculelor, (1,5 t eqC sau 5,5 t CO 2par t) pare potrivit pentru vehiculele tractate; pentru unitățile de tracțiune sau vehiculele autopropulsate și având în vedere valoarea adăugată pe tonă mult mai mare decât cea a vehiculelor rutiere, acest raport a fost crescut la 10 t CO 2 merge.
Pentru a calcula emisiile pe km, este necesar să existe distanța totală a unui vehicul pe durata de viață a acestuia; valorile sunt date de documentul profesorului Baumgartner în funcție de tipurile de vehicule. Valorile utilizate sunt explicate prin referire la o călătorie medie anuală și o durată de viață în ani.
Pentru a estima această contribuție, care ar trebui să fie și a priori de ordinul al doilea, sa ales să se limiteze la suprastructura feroviară și în cadrul acesteia, la linie. Într-adevăr, potrivit unui studiu realizat îndecembrie 2006de Niclas Svensson de la Universitatea Linköping din Suedia, contribuția oțelului la conținutul de CO 2 este foarte predominant: în cazul în care studiase, acesta a atins 77% din totalul emisiilor din construcții.
În acest articol ne limităm să luăm în considerare reînnoirea legată direct de trafic, ceea ce înseamnă că presupunem că linia ferată există deja. Principalul mecanism care trebuie luat în considerare este atunci uzura șinei: datorită contactului șinei și a defectelor roții, șina se deteriorează regulat; înainte ca aceste defecte să fie prea pronunțate și să provoace ele însele o degradare pronunțată a roților echipamentului care rulează pe pista în cauză, este necesar să preluați defectele șinei și să le măcinați în mod regulat, ceea ce duce la îndepărtarea materialului; după o anumită perioadă, direct legată de numărul și caracteristicile mișcărilor, care se adaptează la o stare mai mult sau mai puțin bună a șinei, aceste măcinări sistematice scot șina în afara toleranțelor de lucru și este necesar să se înlocuiască în totalitate.
O cale normală cuprinde două șine de 60 kg de oțel pe metru, adică 120 kg de oțel profilat și tratat special: Ghidul ADEME oferă (Pagina 117) 870 kgeqC per t de oțel produs din minereu. Având în vedere că calea ferată include și elemente de fixare neincluse în tonaj și că calea ferată suferă tratamente specializate și un transport semnificativ, sa ales să crească această valoare cu aproximativ 30% ceea ce duce la un conținut de 500 kg de CO 2 pe metru de șină dublă.
Celelalte componente ale infrastructurii (traverse, balast, structuri de inginerie, echipamente electrice de distribuție etc.) au fost neglijate, deoarece a priori contribuie mult mai puțin; astfel firul catenar reprezintă doar 1,3 kg de cupru (sau aliaj de cupru) pe m care, în ciuda conținutului ridicat de CO 2de cupru și o frecvență de înlocuire mai mare decât cea a căilor ferate duce la o contribuție neglijabilă la emisii comparativ cu cea a căii ferate. Pe de altă parte, în anumite cazuri cu cerințe ridicate asupra calității pistei, contribuția balastului este semnificativă: 40 cm de balast al unei căi TGV reprezintă astfel 5 t de material pe metru de cale singură, adică pe baza emisiilor de factori date de Ghidul ADEME pentru agregatele „comune”, un conținut de 40 t kgeC sau 150 kg de CO 2pe metru de cale. Mai mult, întrucât este necesară furnizarea regulată de balast pentru întreținerea liniei, contribuția sa nu ar putea fi neglijabilă. În general, în Bilan Carbone din LGV Rin-Rhône, contribuția pe 30 de ani de întreținere de rutină a infrastructurii reprezintă aproximativ 20% din contribuția rezultată din construcția suprastructurii feroviare.
Pentru a trece la valorile kilometrajului, este necesar să „amortizăm” „suprastructura feroviară” pe parcursul vieții sale tehnice; acest lucru este evaluat în tone brute, adică totalul maselor (vehicule și încărcături) ale trenurilor care circulau pe o cale. Documentul profesorului Baumgartner oferă o gamă cuprinsă între 250 și 600 M t; în Franța valoarea clasicului anunțat este de 400 de milioane de tone. Au fost adoptate valori de 400 M t pentru trenurile de călători și 600 M t pentru trenurile de marfă.
Este vorba de aprecierea „utilizării” trenului care trebuie luată în considerare, la pasagerii cu trenul sau în tone transportate.
Emisie de CO 2 din fiecare tren este redus la unitate folosind rata de ocupare, adică numărul de locuri ocupate în raport cu capacitatea teoretică.
Comparativ cu cifrele mai cunoscute, care sunt cele ale transportului individual, acest factor de trecere acoperă două aspecte destul de diferite, care sunt:
Au fost selectate cinci trenuri standard, pe baza vehiculelor moderne
După cum sa reamintit, rata de ocupare este o variabilă esențială; este totuși puțin comunicat. Un studiu al Agenției Europene de Mediu din 2001 a anunțat o rată medie de ocupare a trenurilor în Europa de 35%, stabilind distanțe destul de largi. Un studiu realizat de Institutul Regal de Tehnologie din Stockholm, după ce a explicat diferența structurală dintre transportul regional și transportul național, indică o rată de ocupare de la 20% la 40% pentru trenurile regionale și de la 50% la 60% pentru trenurile naționale. Aceste valori sunt în concordanță cu cele furnizate de studiul Comisiei menționat anterior pentru rețelele din Germania și Danemarca. În Franța, SNCF comunică numai cu privire la rata de ocupare TGV; datorită obligației de rezervare, politica de gestionare a randamentului face posibilă obținerea unei rate de 77%. Pentru traficul regional francez, cele mai recente informații provin din raportul Curții de Conturi privind bilanțul TER, care indică o rată medie de 26%; regiunea Alsacia, care este una dintre regiunile pilot în ceea ce privește TER, a anunțat în 2008 că s-a atins rata medie de 30%. Prin urmare, 20% a fost reținut pentru vagoanele mici diesel utilizate pe cele mai „rurale” linii, 30% pentru AGC și XGC și 75% pentru TGV-uri.
Comentarii cu privire la acuratețea și fiabilitatea datelor :
Aceste contribuții, rezultate din consumul de energie, fabricarea materialului rulant, precum și uzura infrastructurii sunt reduse la km de trafic comercial, după cum urmează:
| Consum de energie [g.eqCO 2/ km] | Amortizarea construcției [g.eqCO 2/ km] | Uzura infrastructurii [g.eqCO 2/ km] | |
|---|---|---|---|
| Vagon X 73 500 | 2.205 | 165 | 92 |
| Cutie de sortare a vagoanelor XGC | 4.900 | 418 | 229 |
| Sortare cu cutie autopropulsată | 546 | 390 | 214 |
| Rețeaua TGV | 1.512 | 448 | 712 |
| Duplex TGV | 1.512 | 452 | 725 |
Este interesant de observat că, pentru trenurile electrice, „deprecierea ecologică” a echipamentelor și a infrastructurii este, așadar, de același ordin de mărime ca și impactul consumului direct de energie.
Calcule reduse la g.eqCO 2/voy.km sunt mai direct comparabile între ele și cu alte moduri. Acesta este motivul pentru care următorul tabel prezintă, de asemenea, valorile „rutiere” preluate din Ghidul ADEME: principalele valori caracteristice sunt rata de ocupare luată la 1,2 persoane pe vehicul în zonele periurbane și 2,2 în călătoriile pe distanțe lungi iar la 66% pentru antrenori.
| Consum de energie [g.eqCO 2/voy.km] | Amortizarea construcției [g.eqCO 2/voy.km] | Uzura infrastructurii [g.eqCO 2/voy.km] | Total [g.eqCO 2/voy.km] | |
|---|---|---|---|---|
| Vagon X 73 500 | 172.3 | 12.9 | 7.2 | 192.4 |
| Cutie de sortare a vagoanelor XGC | 102.1 | 8.7 | 4.8 | 115,6 |
| Sortare cu cutie autopropulsată | 11.4 | 8.1 | 4.5 | 23.9 |
| Rețeaua TGV | 5.6 | 1.7 | 2.6 | 9.9 |
| Duplex TGV | 3.7 | 1.1 | 1.8 | 6.6 |
| Vehicul privat periurban | 166,7 | 33.3 | 16.7 | 216,7 |
| Vehicul privat pe distanțe lungi | 72.7 | 18.2 | 9.1 | 100,0 |
| Antrenor | 31.2 | 1.5 | 5.5 | 38.2 |
Valorile date de comparatorul ecologic SNCF nu sunt găsite pentru TGV-uri. Rezultatele sunt mai mari decât valorile date în 2006, dar mai puțin de jumătate din ultimele valori; această diferență își va avea probabil originea în rutele de apropiere (către și dinspre stațiile TGV), a căror contribuție nu este neglijabilă dacă vrem să credem amprenta de carbon a TGV Lyria. În ceea ce privește TER, rezultatele sunt compatibile cu datele eco-comparatorului, dar arată o variabilitate foarte mare.
Vagonul diesel nu este un mod foarte ecologic: valorile obținute sunt cele ale unui automobil mare. Acest lucru este structural, deoarece chiar și cu ratele de umplere înmulțite cu 3 (ceea ce este de fapt aproape imposibil) ar prezenta rezultate mai slabe decât antrenorul.
Trenurile electrice au rezultate foarte bune, datorită originii nucleare a electricității franceze. De fapt, dacă am folosi factorul mediu de emisie european pentru electricitate, doar TGV-urile ar avea rezultate mai bune decât cele ale autocarului. Eficiența TGV „Duplex” derivă în întregime din proiectarea sa tehnică: cu o capacitate de jumătate din cea a „Rețelei” TGV în aceeași dimensiune, este la jumătate la fel de eficientă, cu condiția să fie și plină.
Valorile pentru infrastructură rămân valori medii: atunci când o infrastructură este foarte rar utilizată (cazul rețelei feroviare franceze în care jumătate din linii văd mai puțin de 20 de trenuri pe zi), întreținerea acesteia nu este totuși zero; dimpotrivă, cerințele de viteză foarte mare nu au fost identificate. În cele din urmă, trebuie remarcat faptul că, uitând de separarea sistemului de alimentare cu energie, calculul introduce o ușoară tendință în favoarea trenurilor electrice care, la o capacitate echivalentă, sunt puțin mai ușoare, fără a include un motor termic. Prin urmare, atunci când contribuția infrastructurii devine semnificativă, aceste valori sunt doar ordine de mărime.
O explicație fizică pentru mediocritatea rezultatelor vagoanelor este că vehiculele feroviare de călători sunt, din motive de siguranță în special, foarte grele: într-o vagoană plină cu 20%, masa pasagerilor reprezintă mai puțin de 2% din masa totală. 98% din energia consumată (și, prin urmare, 98% din emisiile de CO 2), este de a muta materiale; prin urmare, câștigul intrinsec datorat rezistenței la rulare mai mici permise de contactul roată-șină se pierde în mare măsură.
Au fost selectate doar două tipuri de trenuri: un tren electric și un tren diesel:
Locomotivele au o masă și o durată de viață de 84 t și 4.000.000 km pentru BB 75.000, 91 t și 6.000.000 km pentru PRIMA 4200. longevitatea vagoanelor este estimată la 1.500.000 km . Consumul trenurilor standard este de 310 l motorină sau 2.200 kWh la 100 km .
Aceste valori provin, pentru datele generice, inclusiv consumul pe tonă, luate în ipoteza unei viteze de 100 km / h , de la LITEP.
Se presupune că construcția de vagoane are ca rezultat la fel de multe emisii pe tonă ca și cea a locomotivelor.
Contribuțiile în g.eqC / km pe tren rezultate, respectiv, din consumul de energie, fabricarea materialului rulant și uzura infrastructurii sunt următoarele:
în timp ce cifrele tractorului sunt:
* Tractor rutier: 302,0; 30,0; 50.0 (pentru infrastructură, calculul s-a făcut estimând că a fost necesară reconstruirea completă a drumului după trecerea tractoarelor 2 M)
Calcule reduse la g.eqCO 2/t.km sunt mai direct comparabile între ele și cu alte moduri; valorile legate de energie și consumul total sunt următoarele:
* Tractor rutier: 110,7; 140,1
Așa cum locomotivele reținute ar putea trage trenuri mai grele, valorile ansamblurilor rutiere iau în considerare o sarcină medie reală de 10 t pentru 25 t teoretic. Cu toate acestea, aceste valori sunt, fără îndoială, puțin optimiste pentru modul feroviar, în măsura în care nu iau în considerare revenirea vagoanelor goale, ceea ce este adesea esențial.
Rezultatele arată că, chiar și în cazul trenurilor Diesel, modul feroviar bine utilizat este, fără îndoială, mai ecologic decât modul rutier; în tracțiunea electrică, contribuțiile infrastructurii și mai ales la fabricarea echipamentelor devin predominante.
Diferența față de transportul de călători se datorează în mare măsură raportului mult mai bun dintre masa transportată și masa deplasată: aproximativ 60% în exemplul unui tren electric față de aproximativ 10% la sarcina maximă pentru trenurile de călători.