В 2020 году Japan Airlines поставила перед собой цель сократить чистые выбросы углекислого газа, вызывающего потепление планеты, до нуля к 2050 году. Почти пять лет спустя, в течение которых конкурирующая компания ANA Holdings объявила о той же цели, медленный прогресс во многих областях показывает, насколько сложной является декарбонизация для авиационного сектора.

Несмотря на то, что авиация является одним из самых углеродоемких видов деятельности, на нее приходится относительно небольшой процент глобальных выбросов углерода — 2,5%, хотя она имеет больший эффект потепления из-за других выбросов. Но ожидается, что этот вклад будет увеличиваться по мере роста спроса на рейсы. В случае с Японией цели страны в области туризма говорят сами за себя: 60 миллионов иностранных туристов к 2030 году, по сравнению с рекордными почти 37 миллионами в прошлом году.

И JAL, и ANA ищут набор технологий для сохранения социальных и экономических преимуществ авиации, которыми мы в настоящее время пользуемся, при этом внутреннее производство так называемого экологичного авиационного топлива (SAF) должно начаться в апреле. Но каждый из этих подходов сопряжен со значительными проблемами, и даже эти две авиакомпании различаются по акценту, который они уделяют им.

«Цель достижения нулевого уровня выбросов к 2050 году кажется далекой, но я думаю, что для авиации, в частности, это довольно агрессивный график», — говорит Никита Павленко, директор программ по топливу и авиации в Международном совете по чистому транспорту.

Более экологичное топливо

Из факторов, влияющих на то, насколько полеты нагревают планету, один остается практически неизменным: углеродоемкость топлива. Теперь усилия по изменению этого набирают обороты.

SAF — биотопливо, изготовленное из масел и жиров, бытовых отходов и непродовольственных культур, но при этом обладающее схожими свойствами с обычным авиационным топливом — стало излюбленным решением авиационной отрасли по декарбонизации. В лучшем случае это может сократить выбросы CO2 до 80%, хотя некоторые сорта на основе сельскохозяйственных культур могут фактически увеличить выбросы из-за увеличения использования земли. В настоящее время SAF может составлять только до 50% топлива самолета, чтобы обеспечить совместимость со всеми двигателями.

Компания ANA сделала большую ставку на SAF и его аналоги, и 70% сокращения выбросов, необходимых для достижения нулевого уровня выбросов, приходится именно на них. JAL в меньшей степени ориентируется на такое топливо, но все же предусматривает снижение на 45% на основе SAF.

Несмотря на эти цели, использование SAF обеими авиакомпаниями остается крайне низким.

В 2023 финансовом году, который начался в апреле того же года, использование SAF JAL составило 0,012%, что оставляет некоторый путь для роста, если она хочет достичь своей цели в 1% в 2025 финансовом году и более 10% к 2030 финансовому году. Между тем, использование SAF в ANA в 2023 финансовом году составило менее 0,1% — против того же целевого показателя на 2030 год, что и у JAL, что соответствует предложенному Японией мандату SAF.

Обе компании активно работают над увеличением этих процентов, при этом авиакомпании совместно создают организацию Act for Sky для продвижения SAF в 2022 году и создания цепочек поставок. JAL даже установила ящики для сбора использованного растительного масла в 35 магазинах по всей стране.

Ожидается, что поставки SAF отечественного производства обеим авиакомпаниям начнутся в апреле, а Cosmo Oil Marketing планирует поставлять 30 миллионов литров в год с 2025 финансового года.

Но большим препятствием для более широкого внедрения является стоимость.

«По сути, это в четыре раза дороже по сравнению с ископаемым реактивным топливом в случае доступного в настоящее время SAF», — говорит Такехиро Кавахара, специалист по авиации в BloombergNEF (BNEF).

Более того, SAF не выигрывает от тех же «кривых обучения», что и другие «зеленые» технологии, такие как солнечные батареи и батареи, при которых со временем наблюдается последовательное улучшение производительности и снижение стоимости.

«Может быть некоторое положительное влияние от масштабирования, но даже в этом случае стоимость сырья не снизится кардинально», — говорит Кавахара, указывая, что это составит основную часть затрат.

В будущем сырье может быть даже дороже из-за растущей конкуренции за него, вызванной государственными стимулами или мандатами, добавляет Кавахара.

Это говорит о другой проблеме: ограничении предложения.

«Проблема для этих действительно амбициозных целей SAF, — отмечает Павленко, — заключается в том, что гидроочистка отработанного растительного масла может помочь вам только до определенного момента, потому что эти ресурсы очень ограничены. В ответ на политику SAF не будет больше жарки продуктов во фритюре для производства большего количества использованного растительного масла — мы просто застряли на рынке использованного растительного масла, который у нас есть».

Зерновые культуры предлагают еще один путь к производству SAF, но количество земли, которое потребуется, значительно, что приведет к последствиям для потепления и биоразнообразия по мере расширения пахотных земель на новые территории.

Если бы США достигли цели, заявленной во время администрации бывшего президента США Джо Байдена, по производству 132,5 млрд литров SAF с использованием этанола, по данным Института мировых ресурсов, потребовалось бы 46,13 млн гектаров кукурузы — на 20% больше земли, чем в настоящее время используется для всей кукурузы.

Такие опасения особенно остро стоят в отношении собственного производства SAF в Японии, учитывая ограниченную площадь земель, пригодных для возделывания.

Признавая ограниченность территории Японии, «JAL фокусируется на альтернативном сырье, которое больше подходит для Японии, например, на лесных остатках, а не на традиционных культурах», — говорит представитель авиакомпании. «JAL активно изучает и инвестирует в эти альтернативные источники, чтобы смягчить воздействие ограничений на землю и поддержать свои цели в области устойчивого развития».

С другой стороны, «электронное топливо», изготовленное из водорода и улавливаемого углекислого газа, которое ANA изучает в рамках проекта с Toshiba и другими компаниями, не вызывает таких опасений по поводу доступности и устойчивости этого биологического сырья и может похвастаться низким уровнем выбросов. Но даже здесь стоимость может быть в девять раз выше, чем у обычного авиационного топлива, по данным BNEF.

Будущее полетов

Для авиакомпаний то, на каком самолете вы летаете и как вы летаете, влияет на воздействие полета на климат.

От парковки до посадки, корректировки на всех этапах полета самолета могут сократить выбросы, например, за счет оптимизации планов полета, регулировки угла закрылков во время взлета или задержки раскрытия шасси. JAL считает, что такие изменения позволят сократить выбросы на 5%.

Но более крупным призом являются более новые самолеты, сначала за счет более экономичных моделей, а затем, возможно, от самолетов с аккумуляторным или водородным двигателем.

ANA ожидает, что операционные изменения и новые самолеты внесут 20% сокращения выбросов, необходимого для достижения нулевого уровня выбросов, в то время как JAL полагается на новые самолеты для половины необходимых сокращений, хотя и не указывает, в какой степени различные типы самолетов будут способствовать этому. По данным JAL, новые самолеты могут сократить выбросы на 15-25% по сравнению с существующими моделями.

В этом отношении ANA добилась гораздо большего прогресса, чем при развертывании SAF: в 2023 финансовом году топливосберегающие самолеты составят 80,3% парка по сравнению с целевым показателем 90% в 2030 финансовом году. Для JAL этот показатель составил 86%, хотя последние модели составляли лишь 38% парка.

«Более эффективные самолеты на самом деле являются одной из самых недооцененных, я бы сказал, менее привлекательных стратегий сокращения выбросов, чем SAF», — говорит Павленко. «Это обязательно более медленный процесс, но это подлинное сокращение».

Заглядывая в будущее, аккумуляторные и водородные самолеты обещают полеты с нулевым уровнем выбросов, при условии, что электричество или водород, питающие их, производятся из возобновляемых источников или улавливаются любые выбросы углерода. Они также дают возможность устранить или снизить эффекты потепления, не связанные с CO2, которые в основномME от инверсионных следов и химических реакций, вызванных оксидами азота.

Помимо титана индустрии Airbus, ряд стартапов стремятся разрабатывать самолеты на основе этих технологий. В 2023 году JAL достигла договоренностей с тремя из них об изучении возможности создания водородных самолетов.

Но на пути их внедрения стоят серьезные барьеры, в основном из-за плотности энергии. Например, для питания узкофюзеляжного самолета могут потребоваться батареи, весящие в несколько раз больше расчетной взлетной массы самолета.

Водород, между тем, легкий, но занимает много места по сравнению с обычным топливом. Это вытеснило бы пассажиров и грузы, которые делают полеты экономически выгодными. Кроме того, потребуются крупные инвестиции, чтобы доставить водород в аэропорты мира, и даже в этом случае углеродно-нейтральный водород остается в дефиците.

Аналитики говорят, что самолеты, работающие на аккумуляторах и водороде, вряд ли заменят реактивное топливо на дальних рейсах, откуда приходится основная часть выбросов, и в лучшем случае будут ограничены теми, кто находится на более коротких расстояниях, что признает JAL.

«Мы признаем, что самолеты, работающие на батареях и водороде, вероятно, будут ограничены полетами на короткие и средние расстояния из-за проблем с плотностью энергии, и наша дорожная карта по достижению нулевых выбросов основана на этой концепции», — говорит представитель JAL.

Тем не менее, перспективы водородных самолетов в последние недели стали еще более туманными.

7 февраля Airbus отказался от цели по внедрению водородных самолетов к 2035 году, не установив новую цель, сославшись на использование технологии как на «огромную проблему». А всего за несколько дней до этого группа европейских авиационных ассоциаций резко снизила свои ожидания в отношении водорода, сократив его прогнозируемый вклад в нулевой уровень выбросов до 6% с 20%.

«Я думаю, что цель к 2050 году, которая опирается на большое количество самолетов с нулевым уровнем выбросов, будет в значительной степени нереалистичной, и это потому, что эти технологии имеют действительно значимые барьеры для их развертывания», — говорит Павленко.

Поглощение проблемы

Если сложно сократить или устранить выбросы CO2 у источника, как насчет того, чтобы высосать парниковый газ из воздуха и хранить его там, где он не сможет нагреть планету?

Обе авиакомпании стремятся сделать именно это, инвестируя и достигая соглашений со стартапами «прямого улавливания воздуха» (DAC), чтобы противодействовать выбросам, которые все еще останутся даже с SAF. ANA заключила соглашение о покупке кредитов на удаление углерода с 1PointFive, чей завод в Техасе, как ожидается, будет введен в эксплуатацию в этом году, а в конце прошлого года JAL присоединилась к раунду финансирования в размере 150 миллионов долларов для калифорнийской компании Heirloom Carbon Technologies. Ранее в 2024 году JAL инвестировала в Captura, компанию, которая разрабатывает технологию извлечения CO2 из океана, чтобы он мог поглощать больше из атмосферы.

Обе авиакомпании стремятся к тому, чтобы «технологии отрицательных выбросов», такие как DAC, покрывали 10% выбросов, хотя в случае JAL использование торговли выбросами также охватывается этим.