آیا سوخت پایدار هوانوردی آغاز خواهد شد؟

در ساختمانی در لبه یک پارک تجاری در خارج از شفیلد، محقق ایهاب احمد آماده می شود تا یک موتور جت کوچک را روشن کند.

در ابتدا به عنوان یک نیروگاه کمکی برای یک هواپیمای تجاری استفاده می شد، اما اکنون به یک بستر آزمایشی برای سوخت های جدید توسعه یافته در یک آزمایشگاه مجاور تبدیل شده است.

این ترتیبات مرکزی برای مرکز نوآوری سوخت پایدار دانشگاه شفیلد (SAF-IC)، یک مرکز تحقیقاتی است که برای توسعه و ارزیابی سوخت های مصنوعی در مقیاس کوچک قبل از تولید در مقیاس بزرگ راه اندازی شده است.

روی صفحه‌های کامپیوتری در اتاق کنترل مجاور، Ihab می‌تواند شروع به کار موتور را با انفجار شعله و روشن شدن آن تماشا کند.

سنسورهای بی‌درنگ به او می‌گویند که موتور در حال انجام چه کاری است و امکان تجزیه و تحلیل مداوم اگزوز را فراهم می‌کند.

سوخت های پایدار جایگزین های مصنوعی برای سوخت های فسیلی هستند که از منابع تجدید پذیر ساخته می شوند.

اینها می تواند شامل ضایعات روغن پخت و پز، چربی های گیاهی و ضایعات کشاورزی و همچنین دی اکسید کربن جذب شده باشد.

مزیت سوزاندن چنین سوختی این است که بار کل دی اکسید کربن را در جو افزایش نمی دهد.

کربن جدا شده به تازگی توسط گیاهان یا فرآیندهای شیمیایی حذف شده است. در مقابل، سوزاندن سوخت های فسیلی کربنی را آزاد می کند که میلیون ها سال در زمین ذخیره شده است.

آقای احمد توضیح می دهد: «از نظر محیطی، شب و روز است.

اساساً، CO2 باید صفر باشد، بنابراین دی اکسید کربن بیشتری به اتمسفر اضافه نمی شود، اما مزیت دیگر برخی از مواد غیر CO2 است.

به عنوان مثال، ذرات معلق یا دودی که از موتور خارج می‌شود را کاهش می‌دهد، که می‌تواند بر ریه‌های شما تأثیر بگذارد، و همچنین به تشکیل contrails کمک می‌کند.»

برای صنعت هوانوردی، این به طور بالقوه یک تغییر بازی است.

بر اساس پیش‌بینی‌های ایرباس و بوئینگ، انتظار می‌رود که ناوگان هواپیماهای مسافربری جهانی در دو دهه آینده بیش از دو برابر شود، زیرا طبقه متوسط ​​در کشورهایی مانند هند و چین گسترش می‌یابد و تقاضا برای سفرهای هوایی افزایش می‌یابد.

در عین حال، اعضای انجمن بین المللی حمل و نقل هوایی، که نماینده خطوط هوایی است، متعهد شده اند تا سال 2050 به صفر خالص دست یابند.

با جایگزینی هواپیماهای قدیمی با هواپیماهای جدید پیشرفت هایی حاصل خواهد شد. مدرن ترین هواپیماها 15 تا 30 درصد کارآمدتر از هواپیماهای قبلی خود هستند. با این حال، اگر این صنعت به گسترش خود ادامه دهد، موارد بسیار بیشتری مورد نیاز خواهد بود.

در بلندمدت، فناوری‌های جدید مانند نیروی هیدروژنی و برق‌رسانی احتمالاً نقشی را ایفا می‌کنند، حداقل در مسیرهای کوتاه‌تر. اما چالش های جدی برای غلبه بر وجود دارد.

به عنوان مثال، هیدروژن حجیم است و ذخیره آن در مقادیر زیاد دشوار است. باید یا به صورت گاز بسیار فشرده یا به صورت مایع بسیار سرد ذخیره شود. برای اینکه پایدار باشد، باید به روشی «پاک» از منابع تجدیدپذیر تولید شود و اکنون منابع آن بسیار محدود است.

آرین مایر، مدیر اجرایی شرکت برزیلی جت‌ساز Embraer می‌گوید: از نظر فنی، ما فکر می‌کنیم که می‌توانیم یک هواپیمای کوچک سوختی هیدروژنی را بین سال‌های 2035 تا 2045 وارد بازار کنیم.

اما سوالی که باید به آن پاسخ داده شود این است که آیا هیدروژن کافی برای تامین انرژی این هواپیماها وجود خواهد داشت؟ این چیزها باید با هم جمع شوند. آنها نمی توانند جداگانه اتفاق بیفتند.”

در همین حال، باتری ها در حال حاضر در مقایسه با انرژی موجود، بسیار سنگین هستند. این باعث می شود آنها برای تامین انرژی هواپیماهای بزرگ یا برای استفاده در مسافت های طولانی نامناسب باشند.

این بدان معناست که هواپیماهای هیدروژنی و هیبریدی یا تمام الکتریکی سال ها با هم فاصله دارند. از سوی دیگر، سوخت پایدار جت را می‌توان در آزمایشگاه ساخت تا دارای ویژگی‌های مشابه سوخت معمولی حاصل از نفت خام باشد، بنابراین می‌توان از آن در هواپیماهای مدرن استفاده کرد.

محدودیت هایی وجود دارد. خطوط هوایی در حال حاضر ملزم به استفاده از ترکیبی از SAF با سوخت معمولی هستند که جزء SAF بیش از 50٪ نباشد.

با این حال، هواپیماهای مدرن قادر به سوزاندن 100٪ SAF هستند. ویرجین آتلانتیک در یک پرواز آزمایشی ویژه تایید شده در سال گذشته، یک بوئینگ 787 را از لندن به نیویورک با استفاده از سوختی که منحصراً از چربی‌های زائد و شکر گیاهی ساخته شده بود، پرواز داد.

جولی کیچر، افسر ارشد پایداری در ایرباس توضیح می‌دهد: «فناوری‌ها در حال حاضر برای استفاده در هواپیما در دسترس و تأیید شده‌اند.

چالش سوخت‌های پایدار، ساخت آن در مقیاس در سراسر جهان است، زیرا این یک صنعت جهانی با هزینه مقرون به صرفه است.

و این یک شکار بسیار آشکار است. منابع SAF در حال حاضر حداقل هستند. طبق گزارش تنظیم کننده اروپایی EASA، آنها تنها 0.05٪ از سوخت مورد استفاده در اتحادیه اروپا را تشکیل می دهند. آنها همچنین سه تا پنج برابر بیشتر از سوخت “عادی” جت هزینه دارند.

دولت ها می خواهند این را تغییر دهند. بریتانیا یک “حکم SAF” را معرفی کرده است که تصریح می کند که از سال آینده 2٪ از کل سوخت جت عرضه شده باید SAF باشد که به 10٪ در سال 2030 و 22٪ در سال 2040 افزایش می یابد.

اتحادیه اروپا نیز دستور مشابهی دارد، اگرچه تا سال 2050 تمدید می شود – زمانی که هدف استفاده از SAF 63٪ خواهد بود. ایالات متحده هیچ حداقل الزامی ندارد، اما یارانه هایی برای کاهش قیمت سوخت های پایدار ارائه می دهد.

اما اگر استفاده از SAF افزایش یابد، تولید نیز باید به طور چشمگیری افزایش یابد.

روش ها یا روش های مختلفی برای تولید سوخت های پایدار وجود دارد. آنها را می توان از زیست توده مانند ضایعات روغن پخت و پز، محصولات انرژی زای، چوب، بقایای کشاورزی و حتی زباله های انسانی تولید کرد.

با این حال، نگرانی‌هایی وجود دارد که این امر تمام سوختی را که بازار در نهایت به آن نیاز دارد، تامین نکند. ممکن است لازم باشد از انواع خاصی از مواد خام اجتناب شود، یا برای جلوگیری از تخریب محیط زیست، مانند جنگل زدایی، یا برای اطمینان از اینکه زمین مورد نیاز برای رشد مواد غذایی برای تولید انرژی استفاده نمی شود.

یک روش جایگزین استفاده از روشی به نام الکتریسیته به مایع است که در آن آب و دی اکسید کربن تقسیم می شوند و کربن و هیدروژن حاصل با هم ترکیب می شوند تا سوخت مایع ایجاد شود.

این می‌تواند منابع بالقوه نامحدود سوخت را تولید کند، اما برای پایدار بودن به مقادیر زیادی برق تجدیدپذیر و همچنین افزایش قابل توجهی در جذب و ذخیره کربن نیاز دارد.

هر دو فرآیند – استفاده از زیست توده یا تبدیل انرژی به مایع – در حال حاضر بسیار گران هستند. در نتیجه صنعت هوانوردی نیازمند اقداماتی برای افزایش تولید و کاهش هزینه ها به دلیل صرفه جویی در مقیاس است.

با این حال، دوستداران محیط زیست تردید دارند که آیا این واقعاً درست است یا خیر.

مت فینچ، رئیس گروه کمپین حمل و نقل و محیط زیست، می گوید: “SAF های خوب و SAF های بد وجود دارند، اما حقیقت تلخ این است که در حال حاضر تعداد زیادی از آنها وجود ندارد.”

در مقابل، در حال حاضر هزاران هواپیمای جدید از خطوط هوایی سفارش داده شده است که همه آنها حداقل تا 20 سال سوخت های فسیلی را می سوزانند.

“اقدامات بلندتر از کلمات صحبت می کنند، و واضح است که بخش هوانوردی برنامه ای برای فرار از وابستگی خود به آلودگی ندارد.”

با این حال، چندین اطلاعیه مهم مرتبط با SAF در نمایشگاه هوایی Farnborough اخیر اعلام شد.

این کنسرسیوم که شامل ایرباس، ایرفرانس-KLM، Associated Energy Group، BNP Paribas و کانتاس در میان دیگران است، اعلام کرده است که قصد دارد 200 میلیون دلار (151 میلیون پوند) در صندوق جدیدی سرمایه‌گذاری کند که در پروژه‌های تولید SAF پیشرفته با استفاده از به عنوان مثال، زباله. مواد خام”.

در همین حال، بوئینگ گفت که با شرکت سرمایه گذاری Clear Sky برای پیشبرد روش تولید SAF شریک شده است. پیشگام شرکت بریتانیایی Firefly بود.

این روش شامل برداشت زباله های انسانی و استفاده از گرما و فشار بالا برای تبدیل آن به ماده ای است که می تواند برای تولید SAF استفاده شود.

به عبارت دیگر، به هواپیماها اجازه می دهد تا با مدفوع حرکت کنند.