Ο αγώνας της αεροπορίας για πρωτοποριακά καύσιμα κλιματικής αλλαγής μόλις ξεκινά

Το 1928, ένα άτομο διέσχισε τον Ατλαντικό. το 2018 καταγράφηκαν 4.3 δισεκατομμύρια ταξίδια επιβατών. Αν και κάποιοι κατάφεραν να το αποφύγουν ακόμη και πριν από τον Covid – σύμφωνα με το α Gallup δημοσκόπηση, περίπου οι μισοί Αμερικανοί δεν πετούν καθόλου — ο υπόλοιπος πληθυσμός των ΗΠΑ πετά αρκετά για να ανεβάσει τον μέσο όρο σε περίπου δύο πτήσεις ετησίως.

Χρειάζεται πολλή ενέργεια για να σηκωθούν οι άνθρωποι στον αέρα και, δεδομένου ότι η παραγωγή ενέργειας έχει περιβαλλοντικό κόστος, τα αεροπορικά ταξίδια είναι ένας σημαντικός εκπομπός άνθρακα, με μια μοναδική πρόκληση σε σύγκριση με άλλους τρόπους μεταφοράς όσον αφορά την κλιματική αλλαγή . Σε αντίθεση με τις καινοτομίες σε ηλεκτρικά αυτοκίνητα, βάρκες και τρένα - όπου η προστιθέμενη μάζα που απαιτείται για να γίνει ηλεκτρικό δεν είναι ανυπέρβλητο μηχανολογικό πρόβλημα και τα καλώδια επέκτασης δεν έχουν μήκος 30,000 πόδια - το εύφλεκτο καύσιμο παραμένει σε μεγάλο βαθμό ο μόνος τρόπος πτήσης, τουλάχιστον για μεγαλύτερες πτήσεις. Το ογδόντα τοις εκατό των εκπομπών προέρχονται από πτήσεις που είναι περίπου 1,000 μίλια ή μεγαλύτερες και για τις οποίες δεν υπάρχει επί του παρόντος βιώσιμη εναλλακτική λύση για τα καύσιμα.

Κάθε άτομο έχει έναν ρόλο να παίξει στη μείωση των εκπομπών. Ο μέσος Αμερικανός είναι υπεύθυνος για περίπου 15 μετρικούς τόνους CO2 ετησίως και περισσότερο από το ένα τρίτο των Αμερικανών λένε ότι τώρα είναι πιθανό να πληρώνουν λίγο επιπλέον στα αεροπορικά εισιτήρια τους για αντισταθμίσεις άνθρακα. Οι πλούσιοι και οι διάσημοι έχουν ακόμη μεγαλύτερο αποτύπωμα άνθρακα. Της Τέιλορ Σουίφτ πολύ προσβλητικό ιδιωτικό τζετ παράγει περίπου 8000 μετρικούς τόνους CO2 ετησίως. Αλλά ο Taylor δεν έχει τίποτα στον κλάδο των αεροπορικών εταιρειών, του οποίου ετήσια εκπομπή CO2 ωθεί ένα δισεκατομμύριο μετρικούς τόνους. Εάν η συνδυασμένη αεροπορική βιομηχανία ήταν μια χώρα, εκτός από μια περιοχή δολοφόνος φιστικιών, θα είχε επίσης ένα μεγαλύτερες εκπομπές CO2 παρά η Γερμανία. 

Η βιομηχανία, ωστόσο, τονίζει το μικρό της αποτύπωμα άνθρακα σε σχέση με άλλες βιομηχανίες.

Οι αμερικανικές αερομεταφορείς, συγκεκριμένα, μεταφέρουν πάνω από 2 εκατομμύρια επιβάτες και 68,000 τόνους φορτίου την ημέρα, ενώ συμβάλλουν «μόλις» το 2% των εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου της χώρας, σύμφωνα με τον βιομηχανικό εμπορικό όμιλο Airlines for America. Ο κλάδος των αερομεταφορών έχει γίνει πιο αποτελεσματικός τις τελευταίες δεκαετίες, με τις αεροπορικές εταιρείες των ΗΠΑ να βελτιώνουν την απόδοση των καυσίμων τους (σε βάση εσόδων σε τόνο μίλια) κατά περισσότερο από 135% μεταξύ 1978 και 2021. Αλλά η εστίαση στο πόσο χαμηλό φαίνεται αυτό το ποσοστό του 2% είναι μέρος του ένα αυξανόμενο πρόβλημα, σύμφωνα με κλιματικούς αναλυτές που μελετούν τον τομέα των αερομεταφορών.

Η τηλεδιάσκεψη μπορεί να αντικαταστήσει κάποιο μέρος των επαγγελματικών ταξιδιών, αλλά καθώς ο τομέας των αερομεταφορών ανακάμπτει, οι αναλυτές του κλίματος λένε ότι ο τριπλασιασμός των παγκόσμιων αεροπορικών ταξιδιών τις επόμενες δεκαετίες - αν και η πρόβλεψη πριν από την Covid - εξακολουθεί να είναι ένα ασφαλές στοίχημα. Τα ταξίδια των επιβατών θα ανεβαίνουν πιο αργά, αλλά οι αναλυτές σημειώνουν ότι η αεροπορία χρησιμοποιείται επίσης για φορτίο, το οποίο δεν επηρεάζεται από την business class. Αυτός είναι ένας λόγος για σημαντική ανησυχία σχετικά με τα σχέδια μείωσης του άνθρακα της αεροπορίας. Η βιομηχανία πρέπει να επικεντρωθεί στο να διατηρήσει το μερίδιό της στις εκπομπές σε χαμηλά επίπεδα, αντί να βλέπει το τρέχον μερίδιό της ως λόγο για να κινηθεί πιο σκόπιμα, σύμφωνα με αναλυτές για το κλίμα.

Σε σύγκριση με τα αυτοκίνητα, όπου υπάρχει ήδη μια δεκαετία προόδου στα ηλεκτρικά οχήματα, και στον τομέα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, όπου έχουν ήδη γίνει σημαντικές επενδύσεις σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας που είναι ανταγωνιστικές έναντι των παραδοσιακών πηγών, η αεροπορία βρίσκεται ακόμη σε μέρες πειραματισμού νέας τεχνολογίας καυσίμων. Οι ηλεκτρικές μπαταρίες, στην καλύτερη περίπτωση, παίζουν ρόλο σε μικρότερες, περιφερειακές διαδρομές και αστικά ταξίδια, και αεροπορικές εταιρείες πραγματοποιούν αυτές τις επενδύσεις.

Ορισμένοι επικριτές λένε ότι η αεροπορική βιομηχανία άργησε πολύ να αναζητήσει λύσεις για το κλίμα, αλλά παραδέχονται ότι η αεροπορία είναι ένας σκληρός τομέας όταν πρόκειται για καθαρούς μηδενικούς στόχους λόγω των μοναδικών απαιτήσεων ασφάλειας και ρυθμίσεων. Οι αερομεταφορές δεν βοηθήθηκαν από την πανδημία και ακόμη και οι επικριτές της λένε ότι το να περιμένουμε τα τελευταία χρόνια να έχουμε δει ένα παλιρροϊκό κύμα επενδύσεων σε τεχνολογίες startup θα ήταν μη ρεαλιστικό, δεδομένων των πιο πιεστικών οικονομικών προκλήσεων. Οι αεροπορικές εταιρείες έχουν ολοκληρώσει δοκιμαστικές πτήσεις με βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα και οι συμφωνίες με τους παραγωγούς βιώσιμων αεροπορικών καυσίμων έχουν αρχίσει να συσσωρεύονται.

Αμερικάνικες αερογραμμές ολοκλήρωσε μια συμφωνία το καλοκαίρι με την εταιρεία βιοκαυσίμων Γκέβο να αγοράσει 500 εκατομμύρια γαλόνια βιώσιμων αεροπορικών καυσίμων (SAF) σε διάστημα πέντε ετών, μέρος της αμερικανικής οδηγίας για τον καθαρό μηδενικό άνθρακα. Περιγράφει τους κλιματικούς στόχους της ως «επιθετικούς», συμπεριλαμβανομένης της επίτευξης καθαρών μηδενικών εκπομπών αερίων θερμοκηπίου (GHG) έως το 2050. Η American είναι η πρώτη αεροπορική εταιρεία παγκοσμίως που έλαβε επικύρωση από την πρωτοβουλία Science Based Targets για τους ενδιάμεσους στόχους μείωσης των εκπομπών GHG και η μόνη στις ΗΠΑ αεροπορική εταιρεία θα αναφέρει ότι χρησιμοποιεί περισσότερα από 1 εκατομμύριο γαλόνια βιώσιμων αεροπορικών καυσίμων το 2021. 

Η διαδικασία της Gevo για την παραγωγή SAF χαμηλού ή μηδενικού άνθρακα ξεκινά από το αγρόκτημα όπου καλλιεργείται η πρώτη ύλη. Η εταιρεία συνεργάζεται με αγροκτήματα που χρησιμοποιούν τεχνικές αναγεννητικής γεωργίας που δεσμεύουν άνθρακα στο έδαφος. Αυτά τα αγροκτήματα χρησιμοποιούν επίσης ακριβή εφαρμογή χημικών ουσιών και λιπασμάτων για τη μείωση του αποτυπώματος άνθρακα σε αυτή τη διαδικασία. 

Τα εργοστάσια που σχεδιάζει η Gevo θα πάρουν αυτές τις πρώτες ύλες (δηλαδή, το καλαμπόκι χωραφιού) και θα το μετατρέψουν σε αιθανόλη. Από αιθανόλη, η Gevo στη συνέχεια επεξεργάζεται περαιτέρω σε ένα προϊόν που είναι χημικά πανομοιότυπο με το τυπικό καύσιμο της αεροπορίας. Η διαφορά μεταξύ του τυπικού καυσίμου αεροσκαφών και του SAF της Gevo είναι η εξάλειψη τυχόν ορυκτών καυσίμων που χρησιμοποιούνται σε αυτή τη διαδικασία παραγωγής για θερμότητα, ηλεκτρική ενέργεια ή οποιαδήποτε ενέργεια απαιτείται. 

Αντίθετα, το Gevo's ενσωματώνει αιολική ενέργεια, ηλιακή ενέργεια, υδρογόνο, βιοαέριο και άλλες πηγές ανανεώσιμης ενέργειας για την εξάλειψη των ορυκτών καυσίμων από τη διαδικασία. Αυτό θα παράσχει ένα καύσιμο αντικατάστασης για τις αεροπορικές ανάγκες που είναι καθαρά μηδενικό, ή ακόμα και καθαρά αρνητικό, όσον αφορά την ένταση άνθρακα, εάν ενσωματωθεί επίσης η δέσμευση, χρήση και αποθήκευση άνθρακα (CCUS), σύμφωνα με τον John Richardson, διευθυντή επενδυτικών σχέσεων στη Gevo. .

Τα SAF δεν διακρίνονται χημικά από τα τυπικά καύσιμα αεροπορικών εταιρειών - αλλά η διαδικασία παραγωγής τους είναι σημαντικά διαφορετική (και πιο πράσινη) από τα παραδοσιακά καύσιμα - αν και σε αντίθεση με τα EV στον τομέα της αυτοκινητοβιομηχανίας, υπάρχει πολλή συζήτηση σχετικά με το ποιες προσεγγίσεις SAF θα είναι οι τελικοί νικητές και τι αντισταθμίσεις χρειάζονται που θα κατασκευαστεί σήμερα για να υποστηρίξει τις τρέχουσες τεχνολογίες σε εξέλιξη.

Η προσέγγιση Gevo, που επικεντρώνεται στις πρώτες ύλες, είναι ένα καλό παράδειγμα.

Σήμερα, οι πρώτες ύλες που προορίζονται για βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα δεν παράγονται σε κλίμακα που να πλησιάζει καθόλου τα παγκόσμια καύσιμα αεριωθουμένων και αυτό το πρόβλημα κλιμάκωσης θα παραμείνει για χρόνια καθώς οι ανταγωνιστικές τεχνολογικές προσεγγίσεις δοκιμάζονται από την αεροπορική βιομηχανία. Η χρήση πρώτων υλών από την παραγωγή τροφίμων, συγκεκριμένα, μπορεί να γίνει μεγαλύτερο ζήτημα από οπτική άποψη στο μέλλον.  

Αρκετοί κλιματικοί αναλυτές είπαν στο CNBC ότι ανησυχούν για την υπερβολική εστίαση στην κλιμάκωση των βιώσιμων καυσίμων αεριωθουμένων που βασίζονται σε πρώτες ύλες σε μια εποχή αυξανόμενων ανησυχιών για την παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια σε έναν κόσμο που αντιμετωπίζει σημαντικές επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στη γεωργία. Η Gevo τονίζει ότι χρησιμοποιεί υπολειμματικά άμυλα από «μη βρώσιμο καλαμπόκι χωραφιού» ως πρώτη ύλη, τα οποία είναι άφθονα σε προσφορά και χαμηλή σε θρεπτική αξία.

Ο Διευθύνων Σύμβουλος της Airbus, Guillaume Faury, μετέφερε το θέμα σε ένα πάνελ στο Farnborough International Airshow της Βρετανίας – μια πενθήμερη έκθεση όπου στελέχη και βασικά πρόσωπα συγκεντρώνονται για να συζητήσουν το μέλλον των αεροπορικών ταξιδιών: «Πιθανώς μακροπρόθεσμα — σε πολλές δεκαετίες — θα βρούμε ένα πολύ βελτιστοποιημένος τρόπος βιώσιμης ενέργειας, αλλά στη μετάβαση, ο γρήγορος τρόπος είναι η χρήση του SAF, και είναι διαθέσιμα τώρα», είπε.

Κρίνοντας με βάση τα πρότυπα της δικής της βιομηχανίας, η American παραμένει ηγέτης στις προσπάθειες μείωσης του άνθρακα. Η American έλαβε βαθμολογία CDP Climate Change «A–» το 2021 — την υψηλότερη βαθμολογία μεταξύ των αεροπορικών εταιρειών στη Βόρεια Αμερική και μία από τις δύο μόνο αεροπορικές εταιρείες παγκοσμίως με τόσο υψηλή βαθμολογία.

«Αναγνωρίζουμε ότι η κλιματική αλλαγή είναι επείγουσα και επικείμενη», δήλωσε η Jill Blickstein, αντιπρόεδρος βιωσιμότητας της American Airlines. «Ως η μεγαλύτερη αεροπορική εταιρεία στον κόσμο, η American έχει δεσμευτεί να αναπτύξει τα απαραίτητα εργαλεία για την απαλλαγή από τις ανθρακούχες δραστηριότητές μας».

Εκτός από το Gevo, έχει επένδυσε στο Breakthrough Energy Catalyst του Bill Gates, «όλα αποσκοπούν στην προώθηση των τεχνολογιών που θα βοηθήσουν στην επίτευξη των φιλόδοξων στόχων μας για τη βιωσιμότητα», είπε ο Blickstein.

Υπάρχουν πολλαπλές τεχνολογικές προσεγγίσεις για βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα που μπορούν να απανθρακοποιήσουν τα αεροπλάνα χωρίς να παρατείνουν τη χρήση και την εξάρτηση από τα τρέχοντα ορυκτά καύσιμα και Η τεχνολογία πράσινου υδρογόνου μόλις πήρε μεγάλη ώθηση από τον νόμο για τη μείωση του πληθωρισμού.

Περισσότερα χρήματα από επενδυτές αναμένεται να εισρεύσουν στο πράσινο υδρογόνο ως αποτέλεσμα του IRA, με τους κλιματικούς αναλυτές να περιγράφουν τις εκπτώσεις φόρου ως τεράστια κινητήρια δύναμη για βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα, επειδή εκτός από την επιστήμη, η μεγαλύτερη πρόκληση με την κλιμάκωση αυτών των εργασιών και την παραγωγή SAF ήταν το οικονομικό κίνητρο. Οι προσεγγίσεις πράσινου υδρογόνου στοχεύουν στην απομάκρυνση του C02 από τον αέρα και την ανάμειξή του με πράσινο υδρογόνο σε μια μορφή κηροζίνης που μπορεί να είναι ανταγωνιστική με το συμβατικό καύσιμο αεριωθουμένων. Τον Φεβρουάριο του 2021, η KLM πέταξε για πρώτη φορά ένα επιβατικό αεροπλάνο Boeing 737 από το Άμστερνταμ στη Μαδρίτη με καύσιμο 500 λίτρα συνθετικής κηροζίνης, από τον ενεργειακό γίγαντα Shell, αναμεμειγμένο με παραδοσιακά καύσιμα αεριωθουμένων.

Πρόσφατα ανακοινωθέντες συμφωνίες με startups στο χώρο ήταν ήδη στα σκαριά με μεγάλους αερομεταφορείς ακόμη και πριν από τον IRA, συμπεριλαμβανομένων των Twelve, που πρόσφατα υπέγραψε συμφωνία με την Alaska Airlines και τη Microsoft για την προσέγγισή της για τη δημιουργία βιώσιμων καυσίμων με χρήση άνθρακα που δεσμεύεται από τον αέρα, το νερό και τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η Αλάσκα, η οποία χρησιμοποιεί μείγματα SAF από το 2011 σε συγκεκριμένες διαδρομές, σημείωσε ότι υπάρχει πολύς δρόμος: αυτή τη στιγμή λιγότερο από το 1% του συνόλου των διαθέσιμων καυσίμων είναι SAF και το κόστος του είναι τρεις έως πέντε φορές μεγαλύτερο από τα συμβατικά καύσιμα αεριωθουμένων.  

Delta Air Lines πρόσφατα υπέγραψε τη μεγαλύτερη αεροπορική συμφωνία των ΗΠΑ μέχρι τώρα για πράσινα καύσιμα παραγόμενου υδρογόνου, με την DG Fuels με έδρα τη Λουιζιάνα, η οποία χρησιμοποιεί τα απόβλητα CO2 ως πρώτη ύλη, και στην ανακοίνωσή της μέτρησε το εύρος της πρόκλησης που έρχεται δηλώνοντας ότι η υπάρχουσα παγκόσμια προσφορά SAF θα μπορούσε να λειτουργήσει ένα στόλο μεγέθους Delta για μία ημέρα. 

Προς το παρόν, τα ηλεκτρικά ηλεκτρικά οχήματα είναι πολύ παλιά στην καμπύλη της καινοτομίας, με πολλά ακόμη χρόνια δοκιμών και κυβερνητικές πολιτικές για τη στήριξη της μετασχηματιστικής ανάπτυξης του τομέα των μεταφορών.

Αλλά δεν βλέπουν όλοι τα SAF ως τη λύση, ιδιαίτερα δεδομένων των τάσεων ανάπτυξης στον κλάδο. Στην πρόσφατη Διεθνή Αεροπορική Έκθεση του Φάρνμπορο, ακτιβιστές και ακτιβιστές για το κλίμα αντέκρουσαν την έμφαση που δίνει η βιομηχανία στα SAF, προτρέποντάς τους να «γίνουν αληθινοί» και να προσφέρει πιο σημαντικές κλιματικές λύσεις. Αντί για SAF, προτείνεται επιβράδυνση της ανάπτυξης και λιγότερα ταξίδια και λιγότερες πτήσεις ως τρόπος αντιμετώπισης του ζητήματος, ίσως με μείωση των πτήσεων εσωτερικού και ενθάρρυνση και βελτίωση των σιδηροδρομικών ταξιδιών. 

Οι αναλυτές προειδοποιούν ότι όλη η προσπάθεια που καταβάλλεται για το μέλλον της αεροπορίας χωρίς άνθρακα δεν θα πρέπει να εξαλείψει ακόμη πιο σημαντικές αντικαταστάσεις για τα αεροπορικά ταξίδια, όπως ο σιδηρόδρομος υψηλής ταχύτητας. Αλλά για την αεροπορία, ο στόχος πρέπει να είναι ο ίδιος με άλλους τομείς, με τις εκπομπές να κορυφώνονται το συντομότερο δυνατό. Και η επιλογή που φαίνεται ξεκάθαρη σήμερα είναι ότι η αεροπορία παραμένει στο μονοπάτι των καυσίμων, σε αντίθεση με τα αυτοκίνητα, όπου τα ηλεκτρικά είναι το μέλλον. Όποια μορφή παραγωγής καυσίμου παράγει τις λιγότερες εκπομπές με το μεγαλύτερο όφελος και τη μεγαλύτερη οικονομική απόδοση θα κερδίσει, και αυτό δεν γνωρίζει με βεβαιότητα κανένας παίκτης στην αεροπορία σήμερα. Οι αναλυτές του κλίματος αναμένουν ότι θα χρειαστούν τουλάχιστον πέντε χρόνια έως μια δεκαετία για να προκύψουν οι πιο βιώσιμες λύσεις.