Авіаційна гонка за революційним паливом для зміни клімату тільки починається

У 1928 році одна людина перетнула Атлантику; у 2018 році було зареєстровано 4.3 мільярда пасажирських поїздок. Хоча деяким людям вдалося уникнути цього ще до Covid – за словами а Опитування Геллапа, близько половини американців взагалі не літають — решта населення США літає достатньо, щоб збільшити середнє значення приблизно до двох рейсів на рік.

Щоб підняти людей у ​​повітря, потрібно багато енергії, а оскільки виробництво енергії обходиться екологічно чистим, авіаперельоти є значним викидом вуглецю, що представляє унікальну проблему порівняно з іншими видами транспорту, коли йдеться про зміну клімату. . На відміну від інновацій в електричних автомобілях, човнах і поїздах, де додаткова маса, необхідна для електрики, не є непереборною інженерною проблемою, а подовжувачі не мають довжини 30,000 1,000 футів, горюче паливо залишається єдиним способом літати, принаймні для тривалих рейсів. Вісімдесят відсотків викидів припадає на польоти на відстань приблизно XNUMX миль або довше, для яких наразі немає життєздатної альтернативи паливу.

Кожна людина відіграє свою роль у зниженні викидів. Середньостатистичний американець відповідає за приблизно 15 метричних тонн CO2 на рік, і більше третини американців кажуть, що зараз вони, ймовірно, сплачувати трохи більше за авіаквитки для компенсації вуглецю. Багаті та знамениті мають ще більший вуглецевий слід. Тейлор Свіфт дуже обвинувачений приватний літак виробляє близько 8000 метричних тонн CO2 щорічно. Але Тейлор нічого не знає про авіаційну індустрію річний викид CO2 просуває один мільярд метричних тонн. Якби об’єднана авіаційна промисловість була країною, то окрім надзвичайного арахісового регіону, вона б також мала більші викиди CO2 ніж Німеччина. 

Проте галузь підкреслює свій невеликий вуглецевий слід порівняно з іншими галузями.

Зокрема, перевізники США перевозять понад 2 мільйони пасажирів і 68,000 2 тонн вантажів на день, вносячи «лише» 135 відсотки викидів парникових газів у країні, згідно з даними галузевої торгової групи Airlines for America. Авіаційна галузь стала більш ефективною за останні десятиліття: авіакомпанії США підвищили ефективність використання палива (на основі прибутку на тонно-милю) більш ніж на 1978% між 2021 і 2 роками. Але акцент на тому, наскільки низькими здаються ці XNUMX% є частиною зростаюча проблема, на думку кліматичних аналітиків, які вивчають авіаційний сектор.

Відеоконференції можуть замінити певну частину ділових поїздок, але оскільки авіаційний сектор відновлюється, кліматичні аналітики кажуть, що потроєння глобальних авіаперельотів у найближчі десятиліття — хоча прогнозувалося до COVID — все ще є надійним варіантом. Пасажирські перевезення збільшуватимуться повільніше, але аналітики відзначають, що авіація також використовується для перевезення вантажів, на що бізнес-клас не впливає. Це є причиною серйозного занепокоєння щодо планів скорочення викидів вуглецю в авіації. За словами кліматичних аналітиків, галузь має бути зосереджена на зниженні своєї частки викидів, а не розглядати поточну частку як причину для більш зважених кроків.

Порівняно з автомобілями, де електромобілі досягли десятиліття прогресу, і в секторі виробництва електроенергії, де вже були зроблені значні інвестиції у відновлювані джерела енергії, які є економічно конкурентоспроможними порівняно з традиційними джерелами, авіація все ще знаходиться в стадії експериментів. нові технології палива. Електричні батареї, у кращому випадку, грають роль на коротших, регіональних маршрутах і міських поїздках авіакомпанії роблять ці інвестиції.

Деякі критики кажуть, що авіаційна галузь надто повільно шукає кліматичні рішення, але визнають, що авіація є важкою галуззю, коли мова йде про нульову чисту цілі через її унікальні вимоги безпеки та нормативні вимоги. Пандемія не допомогла авіації, і навіть її критики кажуть, що було б нереалістично очікувати хвилю інвестицій у новітні технології за останні кілька років, враховуючи гостріші фінансові проблеми. Авіакомпанії завершили тестові польоти з екологічно чистим авіаційним паливом, і почали накопичуватися угоди з виробниками екологічно чистого авіаційного палива.

American Airlines влітку завершив угоду з біопаливною компанією Гево придбати 500 мільйонів галонів стійкого авіаційного палива (SAF) протягом п’яти років, що є частиною американської директиви щодо нульового викиду вуглецю. Вона описує свої кліматичні цілі як «агресивні», включаючи досягнення чистих нульових викидів парникових газів (ПГ) до 2050 року. American є першою авіакомпанією в світі, яка отримала підтвердження від ініціативи Science Based Targets для своїх проміжних цілей скорочення викидів ПГ, і єдиною авіакомпанією США авіакомпанія повідомить про використання понад 1 мільйона галонів екологічно чистого авіаційного палива у 2021 році. 

Процес Gevo для виробництва SAF з низьким або нульовим вмістом вуглецю починається на фермі, де вирощується сировина. Компанія співпрацює з фермами, які використовують методи регенеративного землеробства, які поглинають вуглець у ґрунті. Ці ферми також використовують точне внесення хімікатів і добрив, щоб зменшити вуглецевий слід у цьому процесі. 

Заводи, які Gevo проектує, отримуватимуть цю сировину (тобто польову кукурудзу) і перетворюватимуть її на етанол. Потім Gevo переробляє етанол у продукт, хімічно ідентичний стандартному авіаційному паливу. Різниця між стандартним авіаційним паливом і Gevo SAF полягає в тому, що в цьому виробничому процесі не використовується будь-яке викопне паливо для отримання тепла, електрики чи будь-якої іншої необхідної енергії. 

Натомість Gevo об’єднує вітер, сонце, водень, біогаз та інші джерела відновлюваної енергії, щоб виключити з процесу викопне паливо. За словами Джона Річардсона, директора зі зв’язків з інвесторами компанії Gevo, це забезпечить заміну палива для потреб авіації, яка має нульовий чи навіть негативний показник інтенсивності викиду вуглецю, якщо також буде інтегровано уловлювання, утилізацію та зберігання вуглецю (CCUS). .

SAF хімічно не відрізняються від стандартного авіаційного палива, але процес їх виробництва значно відрізняється (і екологічніший) від традиційного палива, хоча, на відміну від електромобілів в автомобільному секторі, ведуться багато дискусій про те, які підходи SAF стануть остаточними виграшами та які компроміси потрібні. які будуть створені сьогодні для підтримки сучасних технологій у розробці.

Підхід Gevo, зосереджений на сировині, є гарним прикладом.

Сьогодні вихідна сировина, яка використовується для екологічно чистого авіаційного палива, не виробляється в масштабах, близьких до глобального реактивного палива, і ця проблема масштабування залишатиметься роками, оскільки авіаційна промисловість перевіряє конкуруючі технологічні підходи. Зокрема, використання сировини з харчового виробництва може стати більш серйозною проблемою з точки зору оптики в майбутньому.  

Декілька кліматичних аналітиків повідомили CNBC, що вони стурбовані надмірною зосередженістю на масштабуванні сталого реактивного палива на основі сировини в той час, як зростає занепокоєння щодо глобальної продовольчої безпеки в світі, який стикається із серйозним впливом зміни клімату на сільське господарство. Gevo наголошує, що використовує залишковий крохмаль із «неїстівної польової кукурудзи» як сировину, яка має велику кількість і низьку поживну цінність.

Генеральний директор Airbus Гійом Форі розповів про це на панелі британського Farnborough International Airshow – п’ятиденної виставки, де керівники та ключові особи збираються, щоб обговорити майбутнє авіаперевезень: «Імовірно, у довгостроковій перспективі — через багато десятиліть — ми знайдемо дуже оптимізований спосіб сталої енергетики, але під час переходу швидким способом є використання SAF, і вони вже доступні», – сказав він.

З огляду на стандарти власної промисловості, American залишається лідером у зусиллях щодо скорочення вуглецю. У 2021 році American отримала оцінку CDP Climate Change «A–» — найвищу оцінку серед авіакомпаній Північної Америки та одну з двох авіакомпаній у світі, які отримали такий високий бал.

«Ми усвідомлюємо, що зміна клімату є терміновою та неминучою», — сказала Джил Блікштайн, віце-президент зі сталого розвитку American Airlines. «Як найбільша у світі авіакомпанія, American прагне розробити інструменти, необхідні для декарбонізації наших операцій».

Окрім Gevo, має інвестувала в Breakthrough Energy Catalyst Білла Гейтса, «все це спрямовано на просування технологій, які допоможуть досягти наших амбітних цілей сталого розвитку», — сказав Блікштайн.

Існує кілька технологічних підходів до сталого авіаційного палива, які можуть декарбонізувати літаки без продовження використання та залежності від поточного викопного палива та технологія зеленого водню щойно отримала великий поштовх із Закону про зниження інфляції.

Очікується, що в результаті IRA більше грошей інвесторів буде надходити в зелений водень, а кліматичні аналітики описують податкові пільги як величезну рушійну силу екологічного авіаційного палива, оскільки, окрім науки, найбільшою проблемою з розширенням цих операцій і виробництва SAF є матеріальний стимул. Підходи до екологічно чистого водню спрямовані на видалення C02 з повітря та змішування його з зеленим воднем у форму гасу, яка може бути конкурентоспроможною за ціною з традиційним реактивним паливом. У лютому 2021 року KLM вперше здійснив рейс пасажирського літака Boeing 737 з Амстердама до Мадрида, заправленого 500 літрами синтетичного гасу від енергетичного гіганта Shell, змішаного з традиційним реактивним паливом.

Нещодавно оголошені угоди зі стартапами в космосі вже працювали з великими авіаперевізниками ще до IRA, включаючи Twelve, яка нещодавно уклав угоду з Alaska Airlines і Microsoft за підхід до створення екологічно чистого палива з використанням вуглецю, отриманого з повітря, води та відновлюваної енергії. Аляска, яка використовує суміші SAF з 2011 року на певних маршрутах, зазначила, що попереду ще довгий шлях: наразі менше 1% загального доступного палива є SAF, а його вартість у три-п’ять разів більша, ніж звичайне паливо для реактивних літаків.  

Delta Air Lines нещодавно підписала найбільшу авіаційну угоду США щодо палива, виробленого з екологічно чистого водню, з компанією DG Fuels, що базується в Луїзіані, яка використовує відпрацьований CO2 як сировину, і у своєму оголошенні виміряла масштаби майбутньої проблеми, заявивши, що існуючі глобальні постачання SAF можуть працювати флот розміром з Delta на один день. 

На даний момент електромобілі є провідними на кривій інновацій, ще багато років випробувань і державна політика для підтримки трансформаційного зростання транспортного сектора.

Але не всі бачать у SAF рішення, особливо враховуючи тенденції зростання галузі. На нещодавньому міжнародному авіасалоні у Фарнборо учасники кампанії та кліматичні активісти виступили проти наголосу промисловості на SAF, закликаючи їх «стати реальними» і пропонують більш важливі кліматичні рішення. Замість SAF, уповільнене зростання та зменшення кількості подорожей і рейсів пропонується як спосіб вирішення проблеми, можливо, через скорочення внутрішніх рейсів а також заохочення та покращення залізничного транспорту. 

Аналітики попереджають, що всі зусилля, спрямовані на безвуглецеве майбутнє авіації, не повинні виключати навіть більш значну заміну авіаперевезень, наприклад, високошвидкісної залізниці. Але для авіації ціль має бути такою ж, як і для інших секторів, щоб пік викидів був досягнутий якнайшвидше. І вибір, який сьогодні здається очевидним, полягає в тому, що авіація залишається на паливному шляху, на відміну від автомобілів, де за електрикою майбутнє. Виграє будь-яка форма виробництва палива, яка виробляє найменші викиди з найбільшою вигодою та економічною ефективністю, і це те, чого сьогодні напевно не знає жоден гравець в авіації. Кліматичні аналітики очікують, що знадобиться щонайменше від п’яти років до десятиліття, перш ніж з’являться найбільш життєздатні рішення.