Lentämisen päästöjä voidaan vähentää reittien optimoinnilla

Lyhin lentoreitti ei ole aina taloudellisin ja vähäpäästöisin.

Kaikkein uusimmat lentokonemallit ovat edeltäjiään taloudellisempia, esimerkiksi Boeing 787- ja Airbus A350 -koneiden polttoaineen kulutus eli hiilidioksidipäästö on matkustajapaikkaa kohti 20–25 prosenttia edeltäjämalleja pienempi.

Myös nykyisten lentokonemallien parannetut versiot uusilla, entistä taloudellisimmilla ohivirtausmoottoreilla ja siiven ja rungon aerodynaamisilla parannuksilla parantaa polttoainetaloutta 15–20 prosentilla. Esimerkiksi Boeing 737 MAX-8, -9 ja 10 sekä Airbus A319/320/321 NEO (New Engine Option). On myös lukuisia muita keinoja polttoaineen säästämiseen kuin lentokonetekniikan kehittäminen. Lentoreittien optimoinnilla saadaan myös merkittäviä säästöjä. Moderni navigointitekniikka antaa lennonvarmistukselle mahdollisuuden myöntää vaihtoehtoisia lentoreittejä.

Ilmatilan hallinta vaikuttaa päästöihin

Suomen lennonvarmistuspalveluista vastaava ANS Finland (Air Navigation Services Finland Oy) ja Finnair esittelivät toimittajille ilmatilan hallintaa ja lentoreittien optimointia ANS Finlandin lennonjohtokeskuksessa (ATCC) ja Finnairin operatiivisessa johtokeskuksessa (OCC) Helsinki-Vantaan lentoasemalla.

ANS Finland on etulinjassa ympäristön kannalta parhaiden ilmatilanhallinnan menetelmien kehityksessä.

Vapaan ilmatilan haaste

Vapaamman ilmatilan kehittämistyö on haasteellista ja hidasta. Keski- ja Etelä-Euroopassa on lukuisia ilmatilarajoituksia lentoreittien optimoinnille. Useiden lentojen on lennettävä tarkasti tiettyä reittiä, vaikka se ei olisikaan polttoainetalouden eikä aikataulun kannalta paras mahdollinen.

Lentoyhtiölle vapaan reitityksen ilmatilan hyötyjä ovat lyhyempi lentoaika, pienempi polttoaineen kulutus, pienemmät hiilidioksidipäästöt ja taloudelliset edut.

Lennonvarmistuksen kannalta etuja ovat reittien parempi ennustettavuus, tehokkaampi ilmatilan käyttö ja mahdollisten konfliktien parempi hajaantuminen. Matkustajan kannalta hyötyjä ovat aikataulussa pysyminen, lyhyempi lentoaika ja pienemmät päästöt.

Tuulien optimointi auttaa

Tuulien optimoinnilla voidaan saada suuret säästöt. Esimerkkinä reitti Lontoo–Shanghai. Päivittäin optimoidulla reitillä voidaan saavuttaa keskimäärin 14 minuuttia lyhyempi lentoaika ja 1 185 kg:n polttoainesäästö vakioreittiin verrattuna.

Kymmenellä edestakaisella päivittäisellä lennolla säästetään vuodessa jopa 3 640 000 kg polttoainetta ja tuotetaan 10 100 000 kg vähemmän hiilidioksidipäästöjä.

Puolet yhtiöistä lentää vakioreitein

Noin puolet lentoyhtiöistä käyttää reittioptimointia ja puolet lentää vakioreittejä. Tässä on runsaasti potentiaalia kulutuksen ja päästöjen vähentämiseksi.

Monille aasialaisille yhtiöille lentoreittien optimointi on ollut vieras ajatus, mutta kansainvälisen yhteistyön kautta esimerkiksi ASN Finland ja Finnair ovat konsultoineet vapaan reitityksen ja reittioptimoinnin eduista. Vapaa reititys ei kuitenkaan ole aina mahdollinen pysyvien tai tilapäisten ilmatilarajoitusten vuoksi.

Lähestymisvaihekin tärkeä

Päästöjä voidaan pienentää myös lähestymisvaiheessa. ASN Finland yhteistyössä Finavian ja lentoyhtiöiden on kehittänyt Helsinki-Vantaan lentoasemalle uudet vakiotuloreitit. Se sisältää lyhyemmät ja ennustettavammat reitit ja profiilit saapuvalle liikenteelle lähestymisalueella, parantunut turvallisuuden hallinta ja vähentynyt manuaalisen työn määrä ohjaamossa ja lennonjohdossa.

Uudet vakiotuloreitit antavat myös paremmat edellytykset jatkuvan liu’un menetelmiin. Jatkuvan liu’un lähestyminen vähentää hiilidioksidipäästöjä jopa 300 kg/lähestyminen. Lisäksi lentomelu vähenee.

Tavoitteena polttoainetehokkuus

Finnairin Flight Planning Manager Riku Kohvakka selvitti, mitä asioita lennon suunnittelussa otetaan huomioon. Mitä päästöjen vähentämiseksi voidaan lennon aikana tehdä ja mitä tuulilla voidaan saada aikaan?

Reittisuunnittelu on monimutkaista työtä, johon vaikuttavat paitsi lentoyhtiön toiveet, myös ilmatilarajoitukset. Finnair tekee yksilöllisen lentosuunnitelman joka lennolle käyttäen hyväksi Lufthansan Lido Flight -suunnitteluohjelmaa.

Haasteena monet rajoitukset

Lentoreittien optimointi, niin hyvä kuin se olisikin, kohtaa usein monia rajoituksia. Sääilmiöt, kuten trooppiset myrskyt, ukkoset, turbulenssi ja vulkaaninen tuhka voivat rajoittaa harkittavia reittivaihtoehtoja.

Viranomaismääräykset kinrajoittavat suunnittelua. Esimerkiksi liikennevirtoihin liittyvät rajoitukset, RAD (Route Availability Document), NOTAM (Notice to Airmen), AUP (Airspace Use Plan), UUP (Updated Airspace Use Plan), sotaharjoitukset ja konfliktit.

Reittioptimoinnissa valintakriteerinä voidaan käyttää, esim. minimi maamatkaa (isoympyräreitti), minimi polttoainetta, minimi kustannusta (polttoaine, navigaatiomaksut, aika) tai minimi lentoaikaa. Esimerkkinä Kohvakka mainitsee Helsingin ja Miamin välisen lennon tiettynä päivänä. Vertailussa ovat minimi maamatkan reitti ja minimi polttoaineen reitti.

• Minimi maamatkan reitti on 8 425 km, lentoaika 10 tuntia 11 minuuttia, tuulikomponentti –13 solmua, polttoaineen kulutus 61 614 kg ja CO2 194 000 kg.
• Minimi polttoaineen reitti on 9 119 km, lentoaika 9 tuntia 51 minuuttia, tuulikomponentti +39 solmua, polttoaineen kulutus 60 507 kg ja CO2 191 000 kiloa.

Vaikka optimoitu reitti on lähes 700 km pidempi, siinä on myötätuulta keskimäärin 39 solmua. Niinpä lentoaika lyhenee 20 minuutilla, polttoainetta säästyy 1 107 kg ja hiilidioksidipäästöt vähenevät 3 000 kg.

Teksti: Timo Turkula Kuvat: Moottorin arkisto Lähteet: ANS Finland Oy, Finnair