Perlumbaan penerbangan untuk penemuan bahan api perubahan iklim baru bermula

Pada tahun 1928, seorang menyeberangi Atlantik; pada 2018 terdapat 4.3 bilion perjalanan penumpang direkodkan. Walaupun sesetengah orang berjaya mengelakkannya walaupun sebelum Covid – menurut a Gallup poll, kira-kira separuh daripada rakyat Amerika tidak terbang sama sekali — selebihnya penduduk AS terbang cukup untuk membawa purata sehingga kira-kira dua penerbangan setahun.

Ia memerlukan banyak tenaga untuk membawa orang ramai ke udara dan, memandangkan pengeluaran tenaga datang pada kos alam sekitar, perjalanan udara merupakan pemancar karbon yang ketara, dengan cabaran yang unik berbanding dengan mod pengangkutan lain apabila ia berkaitan dengan perubahan iklim . Tidak seperti inovasi dalam kereta elektrik, bot dan kereta api — di mana jisim tambahan yang diperlukan untuk menjadi elektrik bukanlah masalah kejuruteraan yang tidak dapat diatasi, dan kord sambungannya tidak sepanjang 30,000 kaki — bahan api mudah terbakar kekal sebagai satu-satunya cara untuk terbang, sekurang-kurangnya untuk penerbangan yang lebih lama. Lapan puluh peratus daripada pelepasan adalah daripada penerbangan yang kira-kira 1,000 batu atau lebih lama, dan yang tidak ada alternatif semasa yang berdaya maju untuk bahan api.

Setiap individu mempunyai peranan untuk mengurangkan pelepasan. Purata orang Amerika bertanggungjawab untuk kira-kira 15 tan metrik CO2 setahun, dan lebih daripada satu pertiga rakyat Amerika mengatakan mereka kini mungkin membayar sedikit tambahan dalam tambang penerbangan mereka untuk mengimbangi karbon. Orang kaya dan terkenal mempunyai jejak karbon yang lebih besar. milik Taylor Swift jet peribadi yang banyak difitnah menghasilkan sekitar 8000 tan metrik CO2 setiap tahun. Tetapi Taylor tidak mempunyai apa-apa tentang industri penerbangan, yang mana pelepasan CO2 tahunan sedang menolak satu bilion tan metrik. Jika gabungan industri udara adalah sebuah negara, selain mempunyai wilayah kacang tanah yang mematikan, ia juga akan mempunyai a pelepasan CO2 yang lebih besar daripada Jerman. 

Walau bagaimanapun, industri ini menekankan jejak karbonnya yang kecil berbanding dengan industri lain.

Syarikat penerbangan AS, khususnya, mengangkut lebih 2 juta penumpang dan 68,000 tan kargo setiap hari sambil menyumbang "hanya" 2 peratus daripada pelepasan gas rumah hijau negara, menurut kumpulan perdagangan industri Airlines for America. Industri penerbangan telah menjadi lebih cekap dalam beberapa dekad kebelakangan ini, dengan syarikat penerbangan AS meningkatkan kecekapan bahan api mereka (berdasarkan hasil tan batu) lebih daripada 135% antara 1978 dan 2021. Tetapi tumpuan pada betapa rendahnya angka 2% itu adalah sebahagian daripada masalah yang semakin meningkat, menurut penganalisis iklim yang mengkaji sektor penerbangan.

Persidangan video mungkin menggantikan sebahagian daripada perjalanan perniagaan, tetapi apabila sektor penerbangan melantun semula, penganalisis iklim berkata peningkatan tiga kali ganda dalam perjalanan udara global dalam beberapa dekad akan datang - walaupun ramalan sebelum Covid - masih merupakan pertaruhan yang selamat. Perjalanan penumpang akan meningkat semula dengan lebih perlahan, tetapi penganalisis menyatakan bahawa penerbangan juga digunakan untuk kargo, yang tidak dilaksanakan oleh kelas perniagaan. Itulah sebab kebimbangan yang ketara tentang rancangan pengurangan karbon penerbangan. Industri perlu memberi tumpuan untuk mengekalkan bahagian pelepasannya, dan bukannya melihat bahagian semasanya sebagai sebab untuk bergerak dengan lebih sengaja, menurut penganalisis iklim.

Berbanding dengan kereta, di mana sudah ada satu dekad kemajuan pada kenderaan elektrik, dan dalam sektor penjanaan kuasa, di mana terdapat pelaburan yang besar dalam sumber tenaga boleh diperbaharui yang berdaya saing kos berbanding sumber tradisional, penerbangan masih dalam zaman percubaan. teknologi bahan api baharu. Bateri elektrik, paling baik, mempunyai peranan untuk dimainkan pada laluan serantau dan perjalanan bandar yang lebih pendek, dan syarikat penerbangan membuat pelaburan ini.

Sesetengah pengkritik mengatakan industri penerbangan terlalu lambat untuk mencari penyelesaian iklim, tetapi mengakui bahawa penerbangan adalah sektor yang sukar apabila ia melibatkan matlamat bersih-sifar kerana keperluan keselamatan dan peraturannya yang unik. Penerbangan tidak dibantu oleh wabak itu, malah pengkritiknya mengatakan bahawa menjangkakan beberapa tahun kebelakangan ini menyaksikan gelombang pasang surut pelaburan ke dalam teknologi permulaan adalah tidak realistik memandangkan cabaran kewangan yang lebih mendesak. Syarikat penerbangan telah melengkapkan penerbangan ujian dengan bahan api penerbangan mampan, dan perjanjian dengan pengeluar bahan api penerbangan mampan telah mula terkumpul.

American Airlines memuktamadkan perjanjian sepanjang musim panas dengan syarikat biofuel Gevo untuk membeli 500 juta gelen bahan api syarikat penerbangan mampan (SAF) dalam tempoh lima tahun, sebahagian daripada arahan karbon sifar bersih Amerika. Ia menggambarkan matlamat iklimnya sebagai "agresif," termasuk mencapai pelepasan bersih-sifar gas rumah hijau (GHG) menjelang 2050. American ialah syarikat penerbangan pertama di dunia yang menerima pengesahan daripada inisiatif Sasaran Berasaskan Sains untuk sasaran pengurangan pelepasan GHG pertengahan dan satu-satunya AS syarikat penerbangan akan melaporkan menggunakan lebih daripada 1 juta gelen bahan api penerbangan mampan pada 2021. 

Proses Gevo untuk menghasilkan SAF karbon rendah atau sifar bermula di ladang tempat bahan suapan ditanam. Syarikat itu bekerjasama dengan ladang yang menggunakan teknik pertanian regeneratif yang menyerap karbon di dalam tanah. Ladang-ladang ini juga menggunakan aplikasi ketepatan bahan kimia dan baja untuk mengurangkan jejak karbon dalam proses itu. 

Tumbuhan yang Gevo reka bentuk akan mengambil bahan mentah tersebut (iaitu jagung ladang) dan menukarnya kepada etanol. Daripada etanol, Gevo kemudiannya memproses lagi menjadi produk yang secara kimianya sama dengan bahan api penerbangan standard. Perbezaan antara bahan api penerbangan standard dan SAF Gevo ialah penghapusan sebarang bahan api fosil yang digunakan dalam proses pengeluaran itu untuk haba, elektrik atau sebarang kuasa yang diperlukan. 

Sebaliknya Gevo menyepadukan angin, suria, hidrogen, biogas dan sumber tenaga boleh diperbaharui lain untuk menghapuskan bahan api fosil daripada proses tersebut. Ini akan menyediakan bahan api gantian untuk keperluan penerbangan yang sifar bersih, atau malah negatif bersih, dari segi keamatan karbon jika penangkapan, penggunaan dan penyimpanan karbon (CCUS) disepadukan juga, menurut John Richardson, pengarah perhubungan pelabur di Gevo .

SAF secara kimia tidak dapat dibezakan daripada bahan api syarikat penerbangan standard - tetapi proses pengeluarannya jauh berbeza (dan lebih hijau) daripada bahan api tradisional - walaupun tidak seperti EV dalam sektor auto, terdapat banyak perdebatan tentang pendekatan SAF yang akan menjadi pemenang utama, dan apa yang perlu ditukar ganti. akan dibuat hari ini untuk menyokong teknologi semasa dalam pembangunan.

Pendekatan Gevo, memberi tumpuan kepada bahan mentah, adalah contoh yang baik.

Hari ini, bahan mentah yang masuk ke dalam bahan api penerbangan mampan tidak dihasilkan pada skala yang hampir dengan bahan api jet global, dan isu penskalaan itu akan kekal selama bertahun-tahun kerana pendekatan teknologi yang bersaing diuji oleh industri penerbangan. Menggunakan bahan mentah daripada pengeluaran makanan, khususnya, mungkin menjadi isu yang lebih besar dari perspektif optik pada masa hadapan.  

Beberapa penganalisis iklim memberitahu CNBC bahawa mereka bimbang tentang terlalu banyak tumpuan terhadap penskalaan bahan api jet mampan berasaskan bahan suapan pada masa kebimbangan yang semakin meningkat tentang keselamatan makanan global dalam dunia yang menghadapi kesan perubahan iklim yang besar terhadap pertanian. Gevo menekankan bahawa ia menggunakan sisa kanji daripada "jagung ladang yang tidak boleh dimakan" sebagai bahan mentah, yang mempunyai bekalan yang banyak dan nilai pemakanan yang rendah.

Ketua Pegawai Eksekutif Airbus Guillaume Faury menyampaikan perkara itu pada panel di Pertunjukan Udara Antarabangsa Farnborough Britain – pameran lima hari di mana eksekutif dan tokoh penting berkumpul untuk membincangkan masa depan perjalanan udara: “Mungkin dalam jangka panjang — dalam beberapa dekad — kita akan menemui cara tenaga lestari yang sangat dioptimumkan tetapi dalam peralihan, cara pantas ialah menggunakan SAF, dan ia boleh didapati sekarang,” katanya.

Dinilai berdasarkan piawaian industrinya sendiri, Amerika kekal sebagai peneraju dalam usaha pengurangan karbon. American menerima skor Perubahan Iklim CDP “A–” pada tahun 2021 — skor tertinggi dalam kalangan syarikat penerbangan di Amerika Utara, dan satu daripada dua syarikat penerbangan di seluruh dunia yang mendapat skor setinggi itu.

"Kami menyedari bahawa perubahan iklim adalah mendesak dan akan berlaku" kata Jill Blickstein, naib presiden kemampanan di American Airlines. "Sebagai syarikat penerbangan terbesar di dunia, Amerika komited untuk membangunkan alat yang diperlukan untuk menyahkarbonkan operasi kami."

Sebagai tambahan kepada Gevo, ia mempunyai melabur dalam Pemangkin Tenaga Terobosan Bill Gates, "semuanya bertujuan untuk membawa ke hadapan teknologi yang akan membantu mencapai matlamat kemampanan kami yang bercita-cita tinggi," kata Blickstein.

Terdapat pelbagai pendekatan teknologi untuk bahan api penerbangan mampan yang boleh menyahkarbon pesawat tanpa memanjangkan penggunaan dan pergantungan kepada bahan api fosil semasa dan teknologi hidrogen hijau baru sahaja mendapat rangsangan besar daripada Akta Pengurangan Inflasi.

Lebih banyak wang pelabur dijangka mengalir ke dalam hidrogen hijau hasil daripada IRA, dengan penganalisis iklim menggambarkan kredit cukai sebagai pemacu besar untuk bahan api penerbangan yang mampan kerana selain sains, cabaran terbesar dengan meningkatkan operasi ini dan pengeluaran SAF telah insentif kewangan. Pendekatan hidrogen hijau bertujuan untuk mengeluarkan C02 dari udara dan menggabungkannya dengan hidrogen hijau ke dalam bentuk minyak tanah yang boleh bersaing dengan kos bahan api jet konvensyen. Pada Februari 2021, KLM pertama kali menerbangkan pesawat penumpang Boeing 737 dari Amsterdam ke Madrid yang dijana dengan 500 liter minyak tanah sintetik, daripada gergasi tenaga Shell, dicampur dengan bahan api jet tradisional.

Tawaran yang diumumkan baru-baru ini dengan syarikat pemula di angkasa sudah dalam kerja-kerja dengan syarikat penerbangan utama sebelum IRA, termasuk Twelve, yang baru-baru ini menandatangani perjanjian dengan Alaska Airlines dan Microsoft untuk pendekatannya untuk mencipta bahan api mampan menggunakan karbon yang ditangkap daripada udara, air dan tenaga boleh diperbaharui. Alaska, yang telah menggunakan campuran SAF sejak tahun 2011 pada laluan tertentu, menyatakan bahawa masih jauh untuk ditempuhi: pada masa ini kurang daripada 1% daripada jumlah bahan api yang ada ialah SAF, dan kosnya adalah tiga hingga lima kali lebih tinggi daripada bahan api jet konvensional.  

Delta Air Lines baru-baru ini menandatangani perjanjian penerbangan AS terbesar lagi untuk bahan api yang dihasilkan hidrogen hijau, dengan DG Fuels yang berpangkalan di Louisiana, yang menggunakan sisa CO2 sebagai bahan mentah, dan dalam pengumumannya mengukur skop cabaran yang akan datang dengan menyatakan bahawa bekalan SAF global sedia ada boleh beroperasi. saiz Delta armada untuk satu hari. 

Buat masa ini, EV adalah bapa di sepanjang keluk inovasi, dengan ujian selama bertahun-tahun dan dasar kerajaan untuk menyokong pertumbuhan transformasi sektor pengangkutan.

Tetapi tidak semua orang melihat SAF sebagai penyelesaian, terutamanya memandangkan trend pertumbuhan dalam industri. Pada Pertunjukan Udara Antarabangsa Farnborough baru-baru ini, juru kempen dan aktivis iklim menolak penekanan industri terhadap SAF, menggesa mereka untuk "menjadi nyata" dan menawarkan penyelesaian iklim yang lebih penting. Daripada SAF, pertumbuhan yang perlahan dan kurang perjalanan dan lebih sedikit penerbangan dicadangkan sebagai cara untuk menangani isu itu, mungkin dengan mengurangkan penerbangan domestik dan menggalakkan serta menambah baik perjalanan kereta api. 

Penganalisis mengingatkan bahawa semua usaha untuk masa depan bebas karbon penerbangan tidak seharusnya menghapuskan penggantian yang lebih penting untuk perjalanan udara, seperti kereta api berkelajuan tinggi. Tetapi untuk penerbangan, matlamatnya mestilah sama seperti dalam sektor lain, dengan pelepasannya memuncak secepat mungkin. Dan pilihan yang kelihatan jelas hari ini ialah penerbangan kekal di laluan bahan api, tidak seperti kereta, di mana elektrik adalah masa depan. Mana-mana bentuk pengeluaran bahan api yang menghasilkan pelepasan paling sedikit dengan faedah terbesar dan keberkesanan kos akan menang, dan itulah yang tidak diketahui oleh pemain dalam penerbangan hari ini. Penganalisis iklim menjangkakan ia akan mengambil masa sekurang-kurangnya lima tahun hingga satu dekad untuk penyelesaian yang paling berdaya maju muncul.