Новости космоса и технологий. » Технологии » Поскольку проблемы с климатом угрожают авиаперелетам, авиационная промышленность делает ставку на технологические решения

Поскольку проблемы с климатом угрожают авиаперелетам, авиационная промышленность делает ставку на технологические решения

Опубликовал: Admin, 27-10-2021, 23:11, Технологии, 6, 0

Поскольку проблемы с климатом угрожают авиаперелетам, авиационная промышленность делает ставку на технологические решения

По мере того как авиация пытается выйти из исторического спада, вызванного пандемией, уже вырисовывается еще одна долгосрочная проблема. Обеспокоенность по поводу вклада авиаперелетов в изменение климата угрожает ограничить рост отрасли, которая неуклонно расширялась на протяжении десятилетий, сужая мир для путешественников и объединяя глобальную экономику.

Авиакомпания , борясь с растущим политическим давлением в Европе и в последнее время даже в Сиэтле в связи с новыми ограничениями на полеты, в этом месяце официально взяли на себя обязательство по достижению цели «нулевых чистых» выбросов углерода к 2050 году.

Для этого правительствам и промышленности придется инвестировать миллиарды долларов в инфраструктуру в ближайшее десятилетие. В дальнейшем Boeing и Airbus должны будут разработать принципиально новые конструкции самолетов.

Для летающей публики все результаты в ближайшие годы указывают на увеличение стоимости полетов.

Тем не менее, эта отдаленная цель по нулевому уровню выбросов настолько радикальна, а предлагаемые технологические решения настолько неопределенны, что авиация рискует потерпеть неудачу.

Генеральный директор Airbus Гийом Фори недавно предупредил, что, если новый импульс отрасли к обеспечению устойчивости климата потерпит неудачу, правительства могут принудить к сокращению авиаперелетов, запретив некоторые из полетов, которые являются обычными сегодня, - большой шаг назад после более чем 100 лет пассажирских полетов.

«Авиация играет очень важную роль на планете, объединяя людей и способствуя процветанию», - сказал он на двухдневном саммите по устойчивому развитию авиации, созванном Airbus во Франции в прошлом месяце. «Мы находимся в точке, где это будет в опасности, если нам не удастся осуществить переход и добиться успеха в декарбонизации сектора».

Он добавил, что это «тема номер один для обсуждения в отрасли, даже больше, чем COVID сейчас».

Под давлением крупнейшие авиалинии мира твердо привержены одной ключевой технологии, которая будет доминировать в экологической политике авиации в ближайшее десятилетие: экологически безопасное авиационное топливо или SAF.

Для производителей самолетов основные затраты и большие риски наступят позже.

В ближайшее десятилетие Airbus и Boeing будут зарабатывать деньги на стремлении авиакомпаний к обеспечению устойчивости, продвигая продажу новых, более эффективных самолетов для замены старых самолетов, которые сжигают больше газа и производят больше выбросов углерода. Но в дальнейшем самолетостроителям необходимо будет разработать принципиально новые технологии.

Airbus уже активно проводит исследования по разработке к 2035 году ближнемагистрального авиалайнера с нулевым уровнем выбросов, работающего на водороде. Это исследование в значительной степени финансируется правительствами европейских стран.

Boeing утверждает, что самолеты с водородным двигателем не станут реальностью до 2050 года. Но, как недавно сказал Майк Синнетт, вице-президент Boeing по разработке продуктов, «каким бы ни был следующий самолет, мы признаем, что экологичность будет решающим фактором. . "

После того, как в этом месяце на ежегодной конференции Международной ассоциации воздушного транспорта мировые авиакомпании объявили о новой цели «ноль к 2050 году», генеральный директор IATA Уилли Уолш потребовал от Airbus и Boeing большого технологического скачка.

«Недостаточно того, что мы получаем постепенное повышение эффективности с помощью самолета», - сказал Уолш. «Чтобы достичь чистого нуля, нам потребуются фундаментальные изменения».

Климатические кампании

Согласно последнему окончательному научному исследованию, на авиацию приходится 35% общего антропогенного воздействия на климат. Очистка стала целью тех, кто видит экзистенциальный кризис в изменение климата .

«Есть ограниченное время, чтобы изменить жизнь моего поколения и поколения моих детей», - сказала Сара Шифли, юрист, волонтер в составе авиационной группы группы активистов по климату 350 Сиэтл.

Этим летом 350 Seattle развернул кампанию против запланированного расширения полетов на Boeing Field, куда прилетают и вылетают корпоративные и грузовые самолеты, а также доставка и испытательные полеты Boeing.

На местном уровне Региональный совет Пьюджет-Саунда, который принимает долгосрочные решения о транспортных потребностях и оценивает потребность в одном или нескольких новых аэропортах, планирует, что количество взлетов и посадок в регионе к 2050 году увеличится вдвое и превысит 800000 человек. Аналогичным образом Boeing прогнозирует удвоение мирового парка авиалайнеров к 2040 году за счет роста в странах с развивающейся экономикой.

Это ужасная перспектива для Шифли.

«После того лета, которое у нас было, из жарких куполов, ураганов, наводнений и пожаров, мне непостижимо думать об увеличении воздушного движения вдвое, - сказала она.

В других странах, особенно в Европе, полеты уже ограничиваются государственной политикой. Франция в апреле запретила внутренние полеты между городами с сообщением поездов менее 25 часов. Различные правительственные учреждения и организации по всей Европе ввели аналогичные запреты на ближнемагистральные рейсы для деловых поездок сотрудников.

На саммите Airbus по устойчивому развитию Эндрю Мерфи, директор по авиации некоммерческой организации Transport & Environment, проводящей кампании за экологически чистый транспорт, сказал, что запланированное расширение аэропортов в Европе должно прекратиться.

Он призвал к мандатам со строгими сроками, чтобы стимулировать декарбонизацию авиации.

«Что могло бы стимулировать инновации и привлечь внимание в этом секторе, так это если бы мы сказали, что к 2035 году мы прекратим продажу реактивных самолетов для ближнемагистральных рейсов в Европе», - сказал Мерфи.

Росс Макфарлейн, вице-президент Sierra Club и Института перехода к чистой энергии, который стремится сократить выбросы углерода в экономике северо-западного Тихоокеанского региона, сказал, что США должны подумать о высокоскоростных железных дорогах и других альтернативах полетам.

Он сказал, что изоляция от COVID-19 продемонстрировала, что есть «способы вести бизнес, которые откровенно более эффективны, чем прыгать в самолет без промедления».

Тем не менее он признает, насколько важна авиация для современной жизни и мировой экономики. «Это нереально и не в интересах общества - просто выступать за отказ от авиации. Этого не произойдет», - сказал он.

Наука и неопределенность

Двигатели реактивных самолетов сжигают много топлива. Только Alaska Airlines сжигает 750 миллионов галлонов в год.

Аляска предоставила данные о рейсе Boeing 737-900ER 6 октября из Сиэтла в Филадельфию: он сжег 4388 галлонов реактивного топлива, или около 24 галлонов на пассажира, считая сумки и некоторый дополнительный груз.

Тем не менее, поездка на 2800 миль в типичном семейном автомобиле потребует около 112 галлонов бензина, что делает его менее экономичным даже с четырьмя людьми в машине.

Самый последний всесторонний научный анализ воздействия авиации на атмосферу с течением времени - опубликован в январе в журнале Атмосферная среда и цитируется как активистами по борьбе с изменением климата, так и представителями отрасли - оценивает вклад сектора в 35% от общего изменения климата, вызванного деятельностью человека, на основе данных о глобальных полетах за 2011 год.

Это тот же процент, рассчитанный Межправительственной группой экспертов ООН по изменению климата более двух десятилетий назад на основе данных о полетах за 1992 год.

Хотя с 1992 по 2011 год авиация значительно выросла, поскольку парк авиалайнеров в мире увеличился более чем вдвое, но все больше и больше. эффективные самолеты сжигали меньше топлива. Между тем, другие антропогенные воздействия на климат росли так же быстро, что процентный вклад оставался постоянным.

Шон Ньюсум, директор по стратегии экологической устойчивости в Boeing, сказал, что можно сделать вывод, «что авиационные выбросы растут на 100%. уровень не превышает общемировые выбросы ».

По оценкам анализа атмосферной среды, только треть чистого вклада авиации в изменение климата в размере 35% приходится на выбросы CO 2 , причем наибольший вклад приходится на инверсионные следы самолета.

инверсионный след от реактивного самолета - линия чего-то похожего на белый дым, который иногда следует за самолетом - i это не выброс от самолета. Водяной пар, который уже находится в воздухе вокруг самолета, конденсируется, образуя частицы льда.

Хотя инверсионные следы часто полностью исчезают за короткий период времени, при определенных атмосферных условиях они сохраняются в виде диффузных перистых облаков, отражающих земную радиацию, с чистым согревающим эффектом.

Вывод о том, что авиация не CO 2 Воздействие на климат - в основном от инверсионных следов, но также от частиц сажи, оксидов азота и других следов выбросов - вдвое больше, чем от CO 2 Одни только выбросы часто вызывают тревогу у климатических активистов.

Однако существует большая научная неопределенность в отношении воздействия на климат не CO 2 выбросы.

Ведущий автор статьи об атмосферной окружающей среде Дэвид Фейи из Национального управления океанических и атмосферных исследований в Боулдере, штат Колорадо, сказал в интервью, что моделирование влияния инверсионных следов является сложным процессом, производящим расчеты с такими широкими диапазонами вероятности, что воздействие потепления является " неопределенная величина ».

Выступая на саммите Airbus по устойчивому развитию, другой ведущий эксперт по климату ДрюШинделл, профессор наук о Земле в Университете Дьюка, сказал, что влияние инверсионных следов «действительно все еще обсуждается в научном сообществе» и «вероятно, это не такая уж серьезная проблема».

Это предполагает, что общий чистый вклад авиации в изменение климата может быть значительно меньше 35% от общего антропогенного воздействия.

Фэи сказал, что климатологи стремятся предоставить политикам наилучшие доступные данные, а также изложить все неопределенности.

«Люди бросают камни в авиацию», - сказал он. "Все сложно."

Водородная энергетика

На конференции Организации Объединенных Наций по изменению климата 2021 года, известной как COP26 которая состоится в конце этого месяца в Глазго, Шотландия, страны всего мира возьмут на себя обязательства по достижению новых целей по снижению выбросов.

Как глобальный бизнес, международный авиаперелеты до сих пор не входила в сферу действия этих национальных целей, вместо этого ее цели были поставлены Международной организацией гражданской авиации ООН, на которую сильно влияют мировые авиакомпании.

Однако, как принимающая сторона конференции, Великобритания запускает Международная авиационная климатическая коалиция в Глазго пытается побудить большее количество стран подписать основную декларацию об авиационных выбросах.

Очевидно, что если авиация хочет избежать введения региональных ограничений на полеты, крупные игроки отрасли должны будут убедить общественность и правительствам, что они принимают реальные меры.

Генеральный директор Airbus Фори уверен, что его инженеры подготовят ближнемагистральный самолет с водородным двигателем к 2035 году, хотя производителю реактивных самолетов не придется вкладывать значительные средства, пока он не официально запускает программу развития самолетов примерно в 2027 году.

На конференции IATA в Бостоне руководитель компании Boeing Commercial Airplanes Стэн Дил экспресс Он выразил сомнения в том, что авиалайнеры с водородным двигателем могут быть готовы к тому времени.

Во-первых, это сложность совершенно новой конструкции самолета. Дил указал, что жидкий водород занимает на 18% больше объема, чем нынешнее реактивное топливо, и его необходимо завернуть в криогенное оборудование, чтобы он охлаждался до -418 ° F. По его словам, создание такой системы сопряжено с "некоторыми физическими проблемами".

Подтверждение безопасности полета также будет серьезным препятствием. Как выразился Синнетт из Boeing: «Чтобы иметь безопасную систему, которая может транспортировать жидкий водород и быть такой же безопасной, как мы с реактивным топливом сегодня, она могла бы быть больше и тяжелее, чем вы хотите поставить на самолет».

Даже Airbus признает, что разработка водородной энергии для больших и дальнемагистральных самолетов займет гораздо больше времени.

Кроме того, для производства водорода требуется много электроэнергии, а если она поступает из источника, загрязненного углеродом, использование его в качестве топлива не принесет никакой пользы для климата. Таким образом, энергетическим компаниям придется значительно увеличить производство «зеленого водорода», производимого из экологически чистых источников.

И тогда аэропортам по всему миру придется инвестировать в инфраструктуру криогенных резервуаров и оборудование, необходимое для подачи жидкого водорода в самолеты.

По словам Синнетта, Hydrogen «еще не готов к использованию в прайм-тайм. Это долгосрочная игра».

В то время как Boeing работал с НАСА над различными футуристическими концепциями «зеленого самолета», на данный момент он предлагает перспективу только дополнительныхтехнологические изменения в текущих планах.

В противном случае он продвигает SAF как потенциальное решение проблемы воздействия авиации на климат - технологию, разрабатываемую и оплачиваемую не производителями, а стартапами в области альтернативной энергетики при государственной поддержке.

Экологичное авиационное топливо

В этом Фори и Airbus соглашаются: если отрасль хочет достичь чистой нулевой цели, она не может ждать появления водорода и должна в течение следующих трех десятилетий резко расширить использование SAF.

Но это тоже сложная технологическая цель.

SAF представляет собой углеводородное топливо, обычно производимое из сырья биомассы, такого как отработанные масла или растительные остатки, и очищенное таким образом, что конечная жидкость по существу идентична действующему топливу для реактивных двигателей.

Когда SAF горит в реактивном двигателе, он производит точно такие же выбросы углерода. Тем не менее, это считается «устойчивым», потому что жизненный цикл этих выбросов показывает, что углерод поглощается из воздуха растениями, а затем возвращается обратно в воздух.

Это контрастирует с ископаемым топливом, где углерод, попадающий в воздух, ранее был изолирован под землей в течение миллионов лет.

Если SAF производится с осторожностью с использованием самых чистых методов, это рекламируется как обеспечивающее сокращение выбросов углерода в течение жизненного цикла от 50% до 80% по сравнению с ископаемым топливом.

Поскольку SAF можно просто сбросить в бак вместо реактивного топлива, ни конструкция самолета, ни заправочная инфраструктура в аэропорту не нуждаются в изменении.

Проблема в том, чтобы производить SAF в достаточном количестве по доступной цене.

Производство в небольших количествах сегодня стоит в пять-семь раз дороже, чем авиакеросин. Хотя на SAF выполнялись демонстрационные полеты, он составляет менее 1% от используемого в настоящее время авиационного топлива.

Чтобы достичь цели по чистому нулевому уровню выбросов, ИАТА хочет увеличить этот показатель, чтобы к 2050 году 65% всего авиационного топлива составляло SAF.

Макфарлейн из Sierra Club считает, что SAF может работать, признавая при этом, что «скептицизм вполне оправдан».

«Есть много предложений по биотопливу, которые будут использоваться в авиации, которые не являются устойчивыми и не масштабируемыми», - сказал он.

Выявление действительно устойчивых источников проблематично. Импортное пальмовое масло, например, причина вырубки лесов в Юго-Восточной Азии, недопустимо. И производители должны учитывать, какие виды землепользования заменяются выращиванием сырья.

Тем не менее, для преодоления этих препятствий появляется импульс и инвестиции. Несколько проектов SAF находятся в разработке в США и по всему миру.

Нефтяной гигант Shell взял на себя обязательство производить к 2025 году 2 миллиона метрических тонн SAF в год, хотя для ясности это менее 1% от годовой потребности авиации в топливе.

Американская дочерняя компания SkyNRG, расположенная в Бенде, штат Орегон, планирует построить завод по производству такого топлива Топливо реактивное из мусорных свалок. Boeing заключил сделку с SkyNRG, чтобы использовать этот предлагаемый объект для строительства собственного авиация потребности в топливе.

В сентябре Министерство энергетики выделило 647 миллиона долларов на новое финансирование биотоплива, из которых SkyNRG получила 1 миллион долларов.

С учетом того, что положения об изменении климата по углю и газу уже отрезаны от президента ДжоСенатор Мария Кантуэлл, предложивший Байдену закон о социальных расходах, настаивает на сохранении 1 миллиарда долларов на исследования SAF и налоговых льгот, чтобы стимулировать производство 3 миллиардов галлонов SAF в год в США к 2030 году, что составляет около 10% потребностей авиалиний США в топливе.

Крупные компании, стремящиеся укрепить свою репутацию в области устойчивого развития, вкладывают деньги в создание нового производства SAF.

Microsoft согласилась заплатить Alaska Airlines за SAF, как бы дорого она ни была, для использования на некоторых маршрутах Западного побережья, по которым часто летают ее сотрудники.

На саммите Airbus Джон Холланд-Кэй, генеральный директор лондонского аэропорта Хитроу, сказал, что без устойчивости «у нас не будет бизнеса».

«Вполне может быть, что полет стоит немного дороже», - сказал он. «Но это будет цена, которую стоит заплатить».


Источник


У данной публикации еще нет комментариев. Хотите начать обсуждение?

Написать комментарий
Имя:*
E-Mail:
Введите код: *
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив


Поиск по сайту
Полезные ссылки
Оцените работу сайта

TEHNONEWS

Новости космоса технологий нанотехнологий физики и химии