В здании на окраине бизнес-парка недалеко от Шеффилда исследователь Ихаб Ахмед готовится запустить небольшой реактивный двигатель.

Первоначально использовавшийся в качестве вспомогательной силовой установки для коммерческого авиалайнера, он был превращен в испытательный стенд для нового топлива, разработанного в соседней лаборатории.

Это соглашение является центральным элементом Инновационного центра экологически чистого топлива (SAF-IC) Шеффилдского университета, исследовательского центра, созданного для того, чтобы позволить синтетическому топливу подготавливаться и оцениваться в небольших масштабах, прежде чем его можно будет запустить в крупномасштабное производство.

На компьютерных экранах в соседней диспетчерской Ихаб может наблюдать за двигателем, когда он запускается со вспышкой пламени и включается.

Датчики сообщают ему, что делает двигатель в режиме реального времени, и позволяют постоянно анализировать выхлопные газы.

Экологичное топливо — это синтетическая альтернатива ископаемому топливу, полученная из возобновляемых источников.

К ним могут относиться отходы кулинарного масла, растительных жиров и сельскохозяйственных отходов, а также уловленный углекислый газ.

Преимущество сжигания такого топлива заключается в том, что оно не увеличивает общую нагрузку углекислого газа в атмосфере.

Выбросы углерода лишь недавно были удалены либо растениями, либо химическими процессами. Напротив, сжигание ископаемого топлива высвобождает углерод, который хранился в земле миллионы лет.

«С экологической точки зрения это день и ночь», — объясняет г-н Ахмед.

«В принципе, содержание CO2 должно быть нулевым, чтобы в атмосферу больше не добавлялся углекислый газ, но еще одним преимуществом является то, что в атмосферу не входит CO2.

«Например, он уменьшает количество твердых частиц или дыма, выходящих из двигателя, которые могут повлиять на ваши легкие, а также способствуют образованию инверсионных следов».

Для авиационной отрасли это потенциально может изменить правила игры.

По прогнозам Airbus и Boeing, мировой парк авиалайнеров, как ожидается, увеличится более чем вдвое в течение следующих двух десятилетий, поскольку средний класс в таких странах, как Индия и Китай, расширяется, а спрос на авиаперевозки увеличивается.

В то же время члены Международной ассоциации воздушного транспорта, представляющей авиакомпании, обязались достичь нулевого уровня выбросов к 2050 году.

Некоторый выигрыш будет достигнут за счет замены старых самолетов новыми. Самые современные самолеты на 15–30 % более экономичны, чем их предшественники. Однако для того, чтобы отрасль продолжала расширяться, потребуется гораздо больше.

В долгосрочной перспективе новые технологии, такие как водородная энергетика и электрификация, вероятно, сыграют свою роль, по крайней мере, на более коротких маршрутах. Но предстоит преодолеть серьезные трудности.

Водород, например, громоздкий и его трудно хранить в больших количествах. Его нужно хранить либо в виде сильно сжатого газа, либо в виде очень холодной жидкости. Чтобы быть устойчивым, его необходимо производить «чистым» способом, из возобновляемых источников, а запасы сейчас очень ограничены.

«Мы считаем, что технически мы могли бы вывести на рынок небольшой самолет на водородных топливных элементах между 2035 и 2045 годами», — говорит Арьен Мейер, исполнительный директор бразильского производителя самолетов Embraer.

«Но вопрос, на который необходимо ответить: будет ли достаточно водорода для питания этих самолетов? Эти вещи должны объединиться. Они не могут произойти по отдельности».

Между тем, батареи в настоящее время очень тяжелы по сравнению с содержащейся в них энергией. Это делает их непригодными для питания больших самолетов или использования на больших расстояниях.

Это означает, что до появления водородных и гибридных, или полностью электрических самолетов, еще далеко. Экологичное авиационное топливо, напротив, может быть изготовлено в лаборатории и иметь те же характеристики, что и обычное топливо, полученное из сырой нефти, поэтому его можно использовать в современных самолетах.

Есть ограничения. В настоящее время авиакомпании должны использовать смесь SAF с обычным топливом, при этом содержание компонента SAF не должно превышать 50%.

Однако современные самолеты способны сжигать 100% SAF. В прошлом году в ходе специально одобренного испытательного полета Virgin Atlantic перелетела на Боинге 787 из Лондона в Нью-Йорк, используя топливо, произведенное исключительно из отходов жиров и растительных сахаров.

«Эти технологии уже доступны и сертифицированы для использования в самолетах», — объясняет Джули Китчер, директор по устойчивому развитию Airbus.

«Проблема с экологически чистым топливом на самом деле заключается в том, чтобы обеспечить его производство в больших масштабах по всему миру, потому что это глобальная отрасль, по доступной цене».

И это явно подвох. Запасы SAF в настоящее время минимальны. По данным европейского регулятора EASA, они составляют всего 0,05% топлива, используемого в ЕС. Они также стоят в три-пять раз дороже, чем «обычное» авиационное топливо.

Правительства хотят изменить это. В Великобритании был введен «мандат SAF», который предусматривает, что со следующего года 2% всего поставляемого авиатоплива должно быть SAF, увеличившись до 10% в 2030 году и 22% в 2040 году.

ЕС имеет аналогичный мандат, но он продлен до 2050 года, когда целевой показатель использования СВС составит 63%. В США нет минимальных требований, но они предлагают субсидии для снижения цен на экологически чистые виды топлива.

Но если мы хотим увеличить использование SAF, необходимо будет резко увеличить и производство.

Существует множество различных методов или путей производства экологически чистого топлива. Они могут быть изготовлены из биомассы, такой как отходы кулинарного масла, энергетических культур, древесины, сельскохозяйственных отходов и даже отходов жизнедеятельности человека.

Однако есть опасения, что это не обеспечит все топливо, которое в конечном итоге понадобится рынку. Возможно, следует избегать использования некоторых видов сырья либо для предотвращения деградации окружающей среды, такой как вырубка лесов, либо для предотвращения использования земель, необходимых для выращивания продуктов питания, для производства энергии.

Альтернативой является использование метода, называемого «энергия в жидкость», при котором вода и углекислый газ расщепляются, в результате чего углерод и водород объединяются для создания жидкого топлива.

Это могло бы обеспечить потенциально безграничные запасы топлива, но для того, чтобы быть устойчивым, потребуется большое количество возобновляемой электроэнергии, а также существенное увеличение улавливания и хранения углерода.

Оба процесса – использование биомассы или энергии в жидкости – в настоящее время очень дороги. В результате авиационная промышленность требует действий по увеличению производства и снижению цен за счет эффекта масштаба.

Однако экологи сомневаются, действительно ли это жизнеспособно.

«Есть хорошие SAF, а есть плохие SAF, но жестокая правда заключается в том, что сейчас их не так много», — говорит Мэтт Финч, глава британской кампании «Транспорт и окружающая среда».

«И наоборот, прямо сейчас у авиакомпаний заказаны тысячи новых самолетов, и все они будут сжигать ископаемое топливо в течение как минимум 20 лет.

«Действия говорят громче, чем слова, и ясно, что авиационный сектор не планирует избавляться от своей зависимости от загрязнения».

Тем не менее, на недавнем авиашоу в Фарнборо было сделано несколько важных объявлений, касающихся СВС.

Консорциум, в который входят Airbus, AirFrance-KLM, Associated Energy Group, BNP Paribas и Qantas, среди других, объявил о планах инвестировать 200 миллионов долларов (151 миллион фунтов стерлингов) в новый фонд, который будет инвестировать в «технологически зрелые проекты по производству SAF, используя, например, переработку отходов». сырье».

Тем временем компания Boeing заявила, что установила партнерство с инвестиционной компанией Clear Sky для продвижения метода производства SAF. пионером выступила британская компания Firefly..

Этот метод включает в себя сбор отходов жизнедеятельности человека и использование тепла и высокого давления для превращения их в вещество, которое затем можно использовать для производства САФ.

Другими словами, это позволяет самолетам питаться от фекалий.