Авиация хочет уйти от керосина

Топливо из возобновляемых источников может улучшить экологический баланс воздушного движения, но не экономический, пишет Ральф Нестлер 9 января 2023 г. Ежедневное зеркало плюс . Потому что керосин остается топливом с наибольшей плотностью энергии и относительно наименьшим весом. Это означает, что «Солнечный импульс» Бертрана Пиккара (см. solarify.eu/solar-impulse-wie-zurueck) не может использоваться в коммерческих целях в течение длительного времени, поэтому большинство самолетов будут продолжать летать на жидком топливе. Однако ископаемое топливо должно быть заменено биотопливом или синтетическим топливом, так называемым электронным топливом.

Заправка самолетов в аэропорту Барселоны – Фото © Герхард Хофманн, агентство Future, для Solarify

Во всем мире отрасль производит около одного миллиарда тонн углекислого газа в год, что сопоставимо с выбросами Японии, третьей по величине экономики в мире (по данным Штеффена Каллбеккена и Дэвида Г. Виктора 16 сентября 2022 г. в природа ). За исключением паузы во время пандемии COVID-19, выбросы от полетов увеличивались на 2,5% каждый год в течение последних двух десятилетий. В течение следующих 30 лет влияние отрасли на глобальное потепление превысит влияние всей истории с момента первого полета братьев Райт в начале 1900-х годов.

Уменьшение влияния отрасли на глобальное потепление является одним из главных пунктов повестки дня конференции Международной организации гражданской авиации (ИКАО), которая проходит раз в три года в Монреале, Канада. природа По мнению авторов, такой подход может оказаться опасно узким. Устранение влияния авиаперелетов на глобальное потепление означает преобразование отрасли. Чем дольше человек избегает этой реальности, тем труднее будет найти эффективные решения.

Выбросы самолетов нельзя уменьшить просто за счет установки новых систем контроля выбросов. Может оказаться невозможным производить чистые формы реактивного топлива в достаточных масштабах. Ведущие формы компенсации выбросов углерода настолько несовершенны, что непрактичны. И устранение других климатических последствий полета самолетов над CO.₂ выйти, например Инверсионные следы, например, могут потребовать капитального ремонта двигателей, планера и бортового хранилища в отрасли, которая чрезвычайно озабочена безопасностью, весом и пространством. Типичный коммерческий самолет состоит из нескольких миллионов компонентов. Кроме того, коммерческая авиация тесно переплетена с процессами управления воздушным движением и наземного обслуживания, что затрудняет планирование и реализацию далеко идущих изменений. Поэтому авиакомпаниям, поставщикам топлива и производителям самолетов и двигателей следует протестировать множество идей, чтобы увидеть, что из них действительно сработает. Некоторые из этих исследований уже ведутся.

Реакция авиационной отрасли на климатические вызовы — это торжество промышленного интереса над реальностью. Причины этого легко понять. Авиакомпании часто работают с очень низкой прибылью. Аэропорты изо всех сил пытаются окупить затраты на крупные инвестиции в инфраструктуру и рискуют оказаться в затруднительном положении перед лицом быстрых технологических изменений.

Однако существует разрыв между целями и тем, что на самом деле потребуется. Авиаперевозчики и отраслевые организации сделали смелые заявления. Многие привержены CO₂— Сократить воздействие до нуля к 2050 году. Но никто не знает, как добиться такой глубокой экономии. Международные организации (включая ИКАО), отраслевые партнерства, такие как «Миссия выполнима», и правительства, такие как правительство Великобритании, разработали дорожные карты для таких технологий, как экологичное авиационное топливо. Эти планы в лучшем случае являются первым наброском.

Реакция авиационной отрасли на изменение климата сосредоточена почти исключительно на двух вариантах: более чистое топливо и компенсация выбросов углерода. Сегодня наиболее экологичное авиационное топливо получают из биотоплива, такого как растительные масла и отработанное растительное масло. Как и в случае с автомобильным биотопливом, это топливо предназначено для совместимости с существующими реактивными двигателями и производится с использованием известных сельскохозяйственных и промышленных методов. Сегодня спрос невелик, поэтому предложение легко — всего 0,05% всего реактивного топлива соответствует классификации устойчивого реактивного топлива даже в Европе, которая лидирует в этом переходе.

Однако в долгосрочной перспективе существует риск того, что такое топливо не сможет производиться на устойчивой основе в достаточных количествах и по низким ценам, чтобы заменить все реактивное топливо. Для расширения производства требуются другие процессы, т.е. B. из генетически модифицированных водорослей или другого биологического сырья, которое является более чистым для производства и менее зависимым от земли.

Это также относится к синтетическим видам топлива, из которых наиболее экологичным считается так называемый электронный керосин. Он сделан из углекислого газа, который улавливается, например, из воздуха, и «зеленого» водорода. Центр материалов и энергии Гельмгольца в Берлине, Институт керамических технологий и систем Фраунгофера (IKTS), Технологический институт Карлсруэ (KIT), Кейптаунский университет (UCT) и другие промышленные партнеры исследуют это в CARE-O. проект — SENE (Catalyst Research for Sustainable Kerosene). Вот где начинается исследование: катализатор играет центральную роль в этом процессе. Его эффективность должна быть увеличена на 30 процентов. С помощью синхротронного источника Bessy II команда хочет «наблюдать за работой катализатора» и улучшать его дальше. К 2025 году консорциум надеется подготовить прототип для крупносерийного производства.

Однако стоимость электронного керосина все еще значительно выше, и переход на такое топливо пока не привлекателен для авиакомпаний. Кроме того, даже если это удастся, проблема с инверсионными следами останется. Они также возникают при сжигании экокеросина.

Есть еще одна причина, по которой компенсации выбросов углерода и более чистого топлива недостаточно. Они не учитывают все воздействия авиационной отрасли на климат, многие из которых еще не определены. Мы знаем, что авиационные двигатели сжигают ископаемое топливо и при этом выделяют CO.₂ выпускать согревающий газ. Однако высокие температуры в двигателях также производят оксиды азота и выделяют аэрозоли, которые изменяют состав атмосферы. При сгорании углеводородов образуется водяной пар, который смешивается с аэрозолями, образуя инверсионные следы. Самым большим фактором неопределенности является образование облаков — быстро развивающийся аспект, чреватый большой неопределенностью. Некоторые модели предупреждают, что к 2018 году «перистые следы инверсионного следа» могли вызвать почти вдвое большее потепление, чем CO.₂ от воздушного движения.

-> Те: