[논문 리뷰] 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|2020. 04. 12.

Conferences and Exhibitions Management참고 문헌 1인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 아테나 X선 통합장역도구(X-IFU) 프로젝트와 관련된 과학적 여정의 탄소 배출량을 추정하고 모니터링하며 최소화하기 위해 설계된 오픈소스 온라인 여행 탄소 발자국 계산기의 개발을 제시한다. 이 도구는 7종의 다른 배출 계수를 사용하여 이산화탄소(이하 CO2)에 해당하는 배출량을 측정하며, 비CO2 효과까지 포함한다. 연구자들이 다양한 이동 수단을 비교하고 낮은 영향을 미치는 회의 장소를 선택할 수 있도록 한다. X-IFU 프로젝트의 연간 탄소 발자국은 약 500톤 CO2에 해당하며, 주로 연합 회의에서 발생하며 비디오 회의와 최적화된 여행 계획으로 감소시켰다.

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).

연구 동기 및 목표

• X-IFU 우주 임무 개발을 위한 국제적 과학적 여정의 탄소 발자국을 추정하고 모니터링하기 위해.
• 여행 배출 계산을 위한 투명하고 표준화된 도구를 제공하여 대규모 과학 협력의 환경적 영향을 최소화하기 위해.
• 회의 장소와 이동 수단에 대한 데이터 기반 결정보다 과학 공동체가 항공 배출량을 줄이도록 지원하기 위해.
• 항공기에서 발생하는 비CO2 효과까지 포함한 CO2에 해당하는 배출량 계산을 가능하게 하여 지속 가능한 연구 관행을 촉진하기 위해.
• 더 넓은 과학계에서 사용할 수 있도록 무료로 접근 가능한 웹 기반 도구를 공개하여 국제 회의의 기후 친화적인 계획 수립을 지원하기 위해.

제안 방법

• 이 계산기는 항공기 이동에서 발생하는 CO2에 해당하는 배출량을 추정하기 위해 7종의 다른 배출 계수와 방법을 사용하며, 기수와 질소산화물(NOx)에 의한 영향을 고려하기 위해 2에서 3 사이의 배수를 적용한다.
• 700km 이하의 최소 비행 거리 기준을 포함하여, 이격 거리가 이 수준 이하일 경우 기차 이동을 항공 이동 대체로 고려한다.
• 참가자들의 출발지-도착지 쌍과 이동 수단을 기반으로 개인별 배출량을 집계하여 참가자 집단의 총 여행 탄소 발자국을 계산한다.
• 모든 참가자의 총 여행 탄소 발자국을 최소화하는 회의 주최 도시를 식별하는 최적화 엔진을 포함한다.
• 이 계산기는 https://travel-footprint-calculator.irap.omp.eu에 호스팅된 웹 애플리케이션으로 구현되었으며, 소스 코드와 방법론이 모두 공개되어 있다.
• 대규모 과학 행사인 AGU 가을 회의와 IPCC 제1작업그룹 선임 저자 회의의 실제 데이터를 사용하여 시스템을 검증하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 X-IFU 프로젝트의 연간 총 여행 탄소 발자국은 얼마이며, 회의와 이동 수단에 따라 어떻게 분포되어 있는가?
• RQ2 항공기 배출량을 계산하는 데 사용되는 다양한 배출 계수와 방법은 어떻게 다를 수 있으며, 이러한 차이가 최대 5배까지의 추정치 차이를 초래하는 이유는 무엇인가?
• RQ3 주어진 참가자 집단에 대해 총 여행 탄소 발자국을 최소화하는 회의 장소는 어디이며, 이를 체계적으로 계산할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ4 비디오 회의와 이동 감소 전략을 통해 대규모 과학 협력의 총 탄소 발자국은 얼마나 줄일 수 있는가?
• RQ5 항공기에서 발생하는 비CO2 효과는 여행 탄소 발자국 계산에서 어떻게 일관되게 반영할 수 있으며, 총 배출량에 미치는 영향은 어떠한가?

주요 결과

• X-IFU 프로젝트의 연간 여행 탄소 발자국은 약 500톤의 CO2에 해당하며, 이는 승용차 200만km 주행에 해당한다.
• 각 연간 연합 회의는 최소 비행 거리 700km와 최적의 주최 도시 선정 조건을 가정할 경우 약 100톤의 CO2에 해당하는 배출을 기여한다.
• 계산기 분석 결과, 사용된 방법에 따라 배출 추정치가 최대 5배까지 변동될 수 있으며, 주로 기수와 오존 형성과 같은 비CO2 효과의 처리 방식 차이에서 기인한다.
• 비CO2 효과를 포함할 경우 CO2만 고려한 계산 대비 배출 추정치가 2배에서 3배로 증가하며, 이는 여행 계획 수립 시 이러한 보정의 중요성을 강조한다.
• 이 도구는 AGU 가을 회의와 IPCC 제1작업그룹 회의에 대해 낮은 탄소 발자국을 가진 주최 도시를 성공적으로 식별하여 실제 응용에서의 유용성을 입증하였다.
• 한 해에 대면 회의를 한 번으로 제한하고 대면 회의를 비디오 회의로 대체하는 조치를 통해 프로젝트는 탄소 발자국을 줄였으며, 향후 더 큰 감소가 기대된다.