Biopaliva se stávají hlavním zaměřením letectví

Jelikož se obavy z globálního oteplování na celém světě zintenzivňují, dostává letecká doprava nepřiměřenou úroveň kontroly svého příspěvku k celkové globální produkci skleníkových plynů.

Přestože letectví vydává jen asi devátinu oxidu uhličitého (CO2) stejně jako motorová vozidla, jeho viditelnost jako činnost, rychlý průmyslový růst a skutečnost, že letectví vydává většinu svých emisí CO2 a částic v horní atmosféra z něj učinila zvláštní cíl pro environmentalisty.

Elizabeth Barratt-Brown, vedoucí právník Rady pro obranu národních zdrojů, řekla na minulotýdenní konferenci o ekologickém letectví ve Washingtonu, DC, že ve Spojených státech, pokud průmysl nedosáhne enormního zvýšení efektivity, „se očekává, že emise z letectví do roku 2050 budou téměř stejné částka z automobilů “kvůli růstu letectví. Akce sponzorovaná časopisem Air Transport World a společností Leeham Company byla prvním leteckým environmentálním fórem ve Spojených státech.

Naštěstí pro Zemi možná vzestupná cena ropy způsobila, že hledání udržitelných alternativ neutrálních vůči CO2 je bezprostředním ekonomickým imperativem i environmentálně kritickým zaměřením mnoha lidských komerčních aktivit - mezi nimi je především letectví. Ekonomičtí odborníci nyní považují vysoké ceny ropy za dlouhodobý fakt života, nikoli za krátkodobý výkyv, a říkají, že letectví v jeho současné podobě prostě nemůže žít s možností ceny barelu ropy na úrovni 200 $ .

Výzkum alternativ fosilních paliv je sněhová koule. Čisté palivo, jako je vodík, může být nakonec odpovědí pro letectví - ale technologie, které umožní jeho bezpečné a ekonomické použití k pohonu velkých letadel, jsou obecně považovány za vzdálené 40 nebo více let.

U letectví se stále častěji ukazuje, že biopaliva - trysková paliva vyrobená z rostlin nebo řas za použití jakéhokoli z různých procesů - představují zdaleka nejlepší střednědobou až dlouhodobou naději na ekonomické a environmentální přežití tohoto odvětví. Jednou z hlavních výhod biopaliv je to, že rostliny používané k výrobě paliv potřebují k růstu velké množství CO2, což leteckému průmyslu potenciálně umožní dosáhnout skutečné uhlíkové neutrality.

"Boeing Commercial Airplanes a její partneři aktivně urychlují vývoj biopaliv druhé generace, protože představují ekonomicky životaschopnou příležitost udržitelně pohánět světovou flotilu komerčních letadel," uvedl Boeing v nedávném briefingovém dokumentu nazvaném "Jaká je budoucnost leteckého paliva?" ''

„Osvědčené výsledky“ v oblasti letectví
„Osvědčené výsledky“ v oblasti letectví, pokud jde o snižování „uhlíkové stopy“ na základě počtu cestujících, jsou již vynikající, přičemž za posledních 70 let došlo ke 2% zlepšení palivové účinnosti a emisí CO50 na jednoho cestujícího, uvedl senior pro životní prostředí Rolls-Royce analytik Nuno Taborda.

"Letectví utrácí za snižování CO2 relativně více než jakékoli jiné odvětví," uvedl. Jiní poznamenali, že za posledních 30 let americký automobilový průmysl vůbec nezlepšil palivovou účinnost a emise CO2 svých produktů.

Ale civilní letectví teprve začíná. „Cílem IATA (International Air Transport Association) je snížení emisí o 25 procent na cestujícího do roku 2020,“ z průměrně 4 kilogramů CO2 na 100 osobokilometrů na 3 kilogramy, uvedl Billy Glover, výkonný ředitel společnosti Boeing Commercial Airplanes environmentální strategie. V USA je „cílem asociace leteckých dopravců 30 procent do roku 2025.“ Tyto cíle nezahrnují žádné pozitivní účinky používání udržitelných biopaliv, která by mohla být do té doby k dispozici, dodal Glover.

Byla navázána různá partnerství na podporu vývoje alternativních paliv a dalších způsobů, jak zlepšit environmentální účinnost letectví. Je to jedna oblast, na které Airbus a Boeing ochotně spolupracují. Jedním z předních fór je iniciativa Commercial Aviation Alternative Fuels Initiative (CAAFI), která zahrnuje partnery z leteckého průmyslu, dodavatele paliv, univerzity a různé vládní agentury USA.

CAAFI zavedla plán certifikace paliv, který předpokládá dosažení certifikace tryskových paliv vyrobených výhradně z čistých hydrogenovaných olejů získaných z biomasy. CAAFI rovněž stanovila několik průběžných cílů, počínaje letošním rokem plánovanou certifikací paliva vyrobeného z 2013 procent směs syngasu získaného z biomasy a konvenčního leteckého paliva. (Syngas je směs oxidu uhelnatého a vodíku a je vyroben z výchozí suroviny Fischer-Tropschovým procesem, který byl objeven v roce 50. Syngas lze zpracovat na trysková paliva.)

Nalezení správné suroviny pro biopaliva
Klíčem k celé problematice biopaliv v letectví je právě to, jaký typ biomasy je nejvhodnější pro výrobu paliva. Je třeba vzít v úvahu několik zásadních otázek. První je hustota a energetický obsah paliva: Musí zabírat dostatečně malý prostor, který může být přepravován v letadle, a podobně musí daný objem paliva produkovat dostatek energie, aby letadlo mohlo nést dostatek ve svém tanky dokončit svůj let.

Druhým je „životní cyklus uhlíku“ biopaliva: tj. Čisté množství CO2 produkovaného během výroby a spalování paliva, menší množství, které surovina biomasy pro palivo absorbuje během růstu.

Třetí je množství vyrobené síry a dalších částic. Začtvrté je nesmírně citlivá politická otázka zajištění toho, aby půda a biomasa použitá k výrobě biopaliva nesnížila množství potravin dostupných pro lidstvo a faunu Země.

Tyto úvahy okamžitě vylučují „biopaliva první generace“, jako je ethanol vyrobený z kukuřice a sóji. Nejen, že ethanol neobsahuje dostatek energie na jednotku objemu, aby byl vhodný jako letecké palivo, ale pěstování dostatečného množství kukuřice nebo sójových bobů k napájení všech dopravních letadel na světě by podle Boeingu vyžadovalo oblast o velikosti zhruba Spojených států. Ani ethanol nemá vhodné teploty varu a bodu mrazu pro použití v letectví.

Biopaliva druhé generace
Odborníci se domnívají, že „biopaliva druhé generace“ odvozená ze dřeva a ořechů rostlin, jako jsou Jatropha curcas (Barbados Nut) a babassu, které silně rostou v suchých oblastech nevhodných jako orná půda a které (v případě Jatrophy) jsou každopádně jedovaté, představují dobré prozatímní řešení.

Tyto latinskoamerické rostliny a také další flóru, jako jsou trávy a rostliny tolerantní vůči slané vodě známé jako halocyty (mezi nimi i bažinaté trávy vyskytující se v některých částech Středního východu), lze pěstovat pro výrobu paliva v orných oblastech vhodných pro jejich konkrétní požadavky na růst. V různých částech světa by rostly různé rostliny na výrobu biopaliv, v závislosti na jejich místních klimatických a půdních podmínkách.

Existuje však problém: I když jejich oleje nabízejí mnohem vyšší energetický obsah a mnohem lepší charakteristiky teploty varu / mrazu než ethanol, tyto rostliny by nevydávaly dostatek oleje na hektar, aby byly schopny uspokojit požadavky leteckého průmyslu na palivo, pokud by opět , jejich kultivace byla věnována velmi velká území.

Řasy pravděpodobně dlouhodobá odpověď
V celém odvětví panuje široká shoda, že řasy z dlouhodobého hlediska představují optimální řešení palivových potřeb v letectví. Je třeba vyřešit řadu základních problémů, například zajistit dostatek světla do každé části nádrže na řasy, aby umožnil řádný růst všech buněk; a dostatečné sušení buněk řas, aby bylo možné extrahovat a krakovat na ropu, kterou obsahují, na tryskové palivo.

Boeing a Airbus však věří, že tyto problémy lze vyřešit - a výhody, které řasy nabízejí jako „biopalivo třetí generace“, jsou obrovské. Řasy mohou produkovat ropný výtěžek 15krát větší než u rostlin na biopaliva druhé generace: Celá flotila dopravních letadel na světě by mohla být napájena z kultivované oblasti o velikosti Západní Virginie nebo Belgie, říká Boeing.

Vzhledem k tomu, že řasy lze pěstovat v nádržích kdekoli, mohly být farmy na výrobu řas na biopaliva umístěny vedle zařízení na výrobu tryskového paliva z uhlí nebo zemního plynu pomocí Fischer-Tropschova procesu. Tyto procesy „uhlí na kapalinu“ nebo „plyn na kapalinu“ generují z fosilních paliv velké množství CO2, což je činí nevhodnými jako udržitelné zdroje paliv. Pokud je však CO2, který vytvářejí, odváděn a používán k pěstování řas v blízkých farmách, obě tyto formy výroby paliva by společně mohly vytvořit účinnou uhlíkově neutrální symbiózu pro výrobu tryskového paliva.