[論文レビュー] Estimating, monitoring and minimizing the travel footprint associated with the development of the Athena X-ray Integral Field Unit -- An on-line travel footprint calculator released to the science community

D. Barret|PubMed|Apr 12, 2020

Conferences and Exhibitions Management参考文献 1被引用数 4

ひとこと要約

本論文では、アテナX線インテグラルフィールドユニット（X-IFU）プロジェクトに関連する科学的移動に伴う二酸化炭素排出量を推定・監視・低減することを目的としたオープンソースのオンライン旅行炭素足跡計算ツールを提示する。7つの異なる排出係数を用い、非CO2効果を含むCO2当量排出量を定量的に評価することで、研究者が移動手段を比較し、低影響の会議開催地を選択できる。X-IFUプロジェクトの年間炭素足跡は約500トンCO2当量と推定され、主にコンsortium会議に起因し、ビデオ会議や最適化された移動計画によって低減されている。

ABSTRACT

Global warming imposes us to reflect on the way we carry research, embarking on the obligation to minimize the environmental impact of our research programs, with the reduction of our travel footprint being one of the easiest actions to implement, thanks to the advance of digital technology. The X-ray Integral Field Unit (X-IFU), the cryogenic spectrometer of the Athena space X-ray observatory of the European Space Agency will be developed by a large international consortium, currently involving 240 members, split over 13 countries, 11 in Europe, Japan and the United States. The travel footprint associated with the development of the X-IFU is to be minimized. For that purpose, a travel footprint calculator has been developed and released to the X-IFU consortium members. The calculator uses seven different emission factors and methods leading to estimates that differ by up to a factor of 5 for the same flying distance. These differences illustrate the lack of standards and regulations for computing the footprint of flight travels and are explained primarily, though partly, by different accounting of non- CO2 effects. When accounting for non-CO2 effects, the flight emission is estimated as a multiple of the direct CO2 emission from burning fuel, expressed in CO2-equivalent (CO2eq), with a multiplication factor ranging from 2 to 3. Considering or ignoring this multiplication factor is key when comparing alternative modes of transportation to flying. The calculator enables us to compute the travel footprint of a large set of travels and can help identify a meeting place that minimizes the overall travel footprint for a large set of possible city hosts, e.g. cities with large airports. The calculator also includes the option for a minimum distance above which flying is considered the most suitable transport option; below that chosen distance, the emission of train journeys are considered. To demonstrate its full capabilities, the calculator is first run on one of the largest scientific meetings; the fall meeting of the American Geoscience Union (AGU) gathering some 24000 participants and the four meetings of the lead authors of the working group I of the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) preparing its sixth assessment report. In both examples, the calculator is used to compute the location of the meetings that would minimize the travel footprint. Then, the travel footprint of a representative set of X-IFU related meetings is estimated to be 500 tons of CO2eq per year (to place this number in perspective, it is equivalent to 2 billion kilometers driven by an average passenger vehicle). Of this amount, each annual consortium meeting accounts for 100 tons, being located at a site of minimum emission and for a minimum distance for flying of 700 km. Actions to reduce the X-IFU travel footprint are being implemented, e.g., the number of large consortium meetings has been reduced to one per year and face-to-face working meetings are progressively replaced by video conferences. As the on-line travel footprint calculator may be used to all scientific collaborations and meetings, the calculator and its methodology described in this paper are made freely available to the science communitycommunity(https://travel-footprint-calculator.irap.omp.eu).

研究の動機と目的

• X-IFU宇宙ミッション開発における国際的科学的移動の炭素足跡を推定・監視すること。
• 透明で標準化されたツールを提供することで、大規模科学共同作業の環境的影響を低減すること。
• 会議開催地と移動手段に関するデータドリブンな意思決定を通じて、航空機関連排出量を削減すること。
• 非CO2効果を含むCO2当量排出量の計算を可能にすることで、持続可能な研究慣行を促進すること。
• 広く利用可能な、ウェブベースの無料ツールを公開し、国際会議の気候に配慮した計画を支援すること。

提案手法

• 計算ツールは、非CO2効果（例：凝結雲やNOx）を含むCO2当量排出量を推定するために、7つの異なる排出係数と手法を用い、2〜3の乗数を用いて補正している。
• 700 km未満の移動距離では、排出量比較に基づき鉄道移動を代替手段として採用する最小飛行距離のしきい値を設定している。
• 参加者間の出発地・目的地ペアと移動手段に基づき、個々の排出量を集計することで、参加者集団全体の旅行炭素足跡を計算している。
• 全参加者の総旅行炭素足跡を最小化する会議開催都市を特定する最適化エンジンを統合している。
• 計算ツールは、https://travel-footprint-calculator.irap.omp.eu にホスティングされたウェブアプリケーションとして実装されており、ソースコードと手法は公開されている。
• AGUフォールミーティングやIPCC作業部会Iリーダー会議など、大規模な科学的イベントの実データを用いて、システムの妥当性を検証した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 X-IFUプロジェクトの年間総旅行炭素足跡はどの程度で、会議と移動手段にどのように分配されているか？
• RQ2 航空機排出量を計算するための異なる排出係数と手法にはどのような違いがあり、最大5倍の差異が生じる理由は何か？
• RQ3 特定の参加者集団に対して、総旅行炭素足跡を最小化する会議開催都市はどこか、そしてその特定はどのように体系的に行えるか？
• RQ4 ビデオ会議や移動削減戦略を導入することで、大規模科学共同作業の総炭素足跡はどの程度低減可能か？
• RQ5 航空機に起因する非CO2効果は、旅行炭素足跡計算において一貫してどのように扱えるか、またその影響は総排出量にどの程度寄与するか？

主な発見

• X-IFUプロジェクトの年間旅行炭素足跡は約500トンのCO2当量と推定され、乗用車が200万km走行した場合と同等の排出量に相当する。
• 年間コンsortium会議1回あたり約100トンのCO2当量が排出されると想定され、700 kmの最小飛行距離と最適なホスト都市選定を前提としている。
• 計算ツールは、排出係数の選択によって推定値に最大5倍の差が生じることを明らかにした。主な要因は、凝結雲やオゾン生成といった非CO2効果の取り扱い方の違いである。
• 非CO2効果を含めると、CO2のみの計算に比べて排出量推定値が2〜3倍に増加することが示され、旅行計画においてこの補正が極めて重要であることが明確になった。
• 本ツールは、AGUフォールミーティングおよびIPCC作業部会I会議において、低炭素足跡のホスト都市を的確に同定した。実用的応用の有効性が裏付けられた。
• 本プロジェクトでは、年間1回の対面会議に制限し、対面会議をビデオ会議に置き換える措置を講じることで、炭素足跡を低減しており、今後さらなる削減が見込まれる。