رقابت هوانوردی برای دستیابی به سوخت تغییرات اقلیمی تازه شروع شده است

در سال 1928، یک نفر از اقیانوس اطلس عبور کرد. در سال 2018، 4.3 میلیارد سفر مسافر ثبت شده است. اگرچه برخی از افراد حتی قبل از کووید موفق شدند از آن اجتناب کنند - طبق یک نظرسنجی گالوپ، حدود نیمی از آمریکایی ها اصلا پرواز نمی کنند - بقیه جمعیت ایالات متحده به اندازه ای پرواز می کنند که میانگین آن را به حدود دو پرواز در سال برساند.

به انرژی زیادی نیاز است تا مردم به هوا بروند و از آنجایی که تولید انرژی هزینه های زیست محیطی دارد، سفر هوایی یک انتشار دهنده کربن قابل توجه است و در مقایسه با سایر روش های حمل و نقل در مورد تغییرات آب و هوایی چالشی منحصر به فرد دارد. . برخلاف نوآوری‌ها در ماشین‌های برقی، قایق‌ها و قطارها - که در آن جرم اضافی مورد نیاز برای برق‌رفتن یک مشکل مهندسی غیرقابل حل نیست، و سیم‌های پسوند 30,000 فوت طول ندارند - حداقل سوخت قابل احتراق تا حد زیادی تنها راه پرواز باقی می‌ماند. برای پروازهای طولانی تر 1,000 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از پروازهایی است که تقریباً XNUMX مایل یا بیشتر هستند و در حال حاضر جایگزین مناسبی برای سوخت وجود ندارد.

هر فردی نقشی در کاهش انتشار گازهای گلخانه ای دارد. یک آمریکایی به طور متوسط ​​مسئول حدود 15 تن دی اکسید کربن در سال است و بیش از یک سوم آمریکایی ها می گویند که اکنون احتمالاً مبلغ کمی بیشتر در بلیط هواپیما برای جبران کربن پرداخت کنند. افراد ثروتمند و مشهور ردپای کربن حتی بزرگتری دارند. تیلور سویفت جت شخصی بسیار بدخواه سالانه حدود 8000 تن CO2 تولید می کند. اما تیلور هیچ چیز در صنعت هواپیمایی ندارد انتشار سالانه CO2 یک میلیارد متریک تن فشار می آورد. اگر صنعت هوایی ترکیبی یک کشور بود، علاوه بر داشتن منطقه بادام زمینی کشنده، یک کشور نیز داشت انتشار بیشتر CO2 از آلمان 

با این حال، این صنعت بر ردپای کربن کوچک خود نسبت به سایر صنایع تاکید دارد.

طبق گفته گروه تجاری صنعتی خطوط هوایی آمریکا، شرکت های حمل و نقل ایالات متحده، به طور خاص، روزانه بیش از 2 میلیون مسافر و 68,000 تن محموله را حمل می کنند و در عین حال "فقط" 2 درصد از انتشار گازهای گلخانه ای کشور را تشکیل می دهند. صنعت هوانوردی در دهه‌های اخیر کارآمدتر شده است، به طوری که خطوط هوایی ایالات متحده بازده سوخت خود را (بر اساس درآمد یک میلیون مایل) تا بیش از 135 درصد بین سال‌های 1978 تا 2021 بهبود بخشیده‌اند. اما تمرکز بر میزان پایین بودن این رقم 2 درصد بخشی از به گفته تحلیلگران آب و هوا که در بخش هوانوردی مطالعه می کنند، یک مشکل رو به رشد است.

کنفرانس ویدیویی ممکن است جایگزین بخشی از سفرهای تجاری شود، اما با توجه به رشد بخش هوانوردی، تحلیلگران آب و هوا می گویند سه برابر شدن سفرهای هوایی جهانی در دهه های آینده - اگرچه پیش بینی قبل از کووید - هنوز یک شرط مطمئن است. سفرهای مسافری کندتر افزایش می یابد، اما تحلیلگران خاطرنشان می کنند که حمل و نقل هوایی برای بار نیز استفاده می شود که تحت تأثیر کلاس تجاری نیست. این دلیلی برای نگرانی قابل توجه در مورد برنامه های کاهش کربن هوانوردی است. به گفته تحلیلگران آب و هوا، صنعت به جای اینکه سهم فعلی خود را دلیلی برای حرکت آگاهانه‌تر بداند، باید بر پایین نگه داشتن سهم خود از انتشار متمرکز شود.

در مقایسه با خودروها، که در حال حاضر یک دهه پیشرفت در خودروهای الکتریکی وجود دارد، و در بخش تولید برق، که در حال حاضر سرمایه‌گذاری‌های قابل توجهی در منابع انرژی تجدیدپذیر انجام شده است که در مقایسه با منابع سنتی مقرون به صرفه هستند، هوانوردی هنوز در روزهای آزمایشی است. تکنولوژی جدید سوخت باتری های برقی در بهترین حالت در مسیرهای کوتاهتر منطقه ای و سفرهای شهری نقش دارند. خطوط هوایی این سرمایه گذاری ها را انجام می دهند.

برخی از منتقدان می‌گویند صنعت هوانوردی برای یافتن راه‌حل‌های آب و هوایی بسیار کند عمل کرده است، اما اذعان دارند که هوانوردی به دلیل ایمنی و الزامات نظارتی منحصربه‌فرد، بخش سختی برای رسیدن به اهداف خالص صفر است. هوانوردی با همه‌گیری کمکی نکرد، و حتی منتقدان آن می‌گویند که انتظار می‌رفت در چند سال گذشته موجی از سرمایه‌گذاری در فناوری‌های استارت‌آپ را شاهد باشیم، با توجه به چالش‌های مالی مبرم‌تر، غیرواقعی بود. خطوط هوایی پروازهای آزمایشی را با سوخت های هوانوردی پایدار تکمیل کرده اند و معاملات با تولیدکنندگان سوخت هوانوردی پایدار شروع به انباشته شدن کرده است.

خطوط هوایی آمریکا قراردادی را در تابستان با شرکت سوخت زیستی نهایی کرد ژئو برای خرید 500 میلیون گالن سوخت پایدار خطوط هوایی (SAF) طی پنج سال، بخشی از دستورالعمل خالص کربن صفر آمریکا. این سازمان اهداف اقلیمی خود را «تهاجمی» توصیف می‌کند، از جمله دستیابی به انتشار گازهای گلخانه‌ای (GHG) به صفر تا سال 2050. امریکن اولین شرکت هواپیمایی در سطح جهان است که از طرح اهداف مبتنی بر علم برای اهداف کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای میانی خود تأییدیه دریافت می‌کند و تنها ایالات متحده است. شرکت هواپیمایی گزارش می دهد که در سال 1 از بیش از 2021 میلیون گالن سوخت پایدار هوانوردی استفاده می کند. 

فرآیند Gevo برای تولید SAF با کربن کم یا صفر از مزرعه ای که مواد اولیه در آن رشد می کند شروع می شود. این شرکت با مزارع همکاری می کند که از تکنیک های کشاورزی احیا کننده استفاده می کنند که کربن را در خاک جدا می کند. این مزارع همچنین از کاربرد دقیق مواد شیمیایی و کود برای کاهش ردپای کربن در آن فرآیند استفاده می کنند. 

گیاهانی که Gevo در حال طراحی است، آن مواد اولیه (یعنی ذرت مزرعه) را می گیرند و آن را به اتانول تبدیل می کنند. سپس Gevo از اتانول بیشتر به محصولی تبدیل می‌شود که از نظر شیمیایی با سوخت استاندارد هواپیما یکسان است. تفاوت بین سوخت استاندارد هوانوردی و SAF Gevo در حذف هرگونه سوخت فسیلی است که در آن فرآیند تولید برای گرما، برق یا هر نیروی مورد نیاز استفاده می شود. 

در عوض Gevo's بادی، خورشیدی، هیدروژن، بیوگاز و دیگر منابع انرژی تجدیدپذیر را برای حذف سوخت‌های فسیلی از فرآیند ادغام می‌کند. به گفته جان ریچاردسون، مدیر روابط با سرمایه‌گذاران در Gevo، این سوخت جایگزینی برای نیازهای هوانوردی فراهم می‌کند که از نظر شدت کربن، در صورتی که جذب، استفاده و ذخیره‌سازی کربن (CCUS) نیز ادغام شود، صفر خالص یا حتی منفی است. .

SAFها از نظر شیمیایی از سوخت استاندارد خطوط هوایی قابل تشخیص نیستند – اما روند تولید آنها به طور قابل توجهی متفاوت (و سبزتر) از سوخت های سنتی است – اگرچه برخلاف خودروهای برقی در بخش خودرو، بحث های زیادی در مورد اینکه کدام رویکردهای SAF برنده نهایی خواهد بود و چه مبادلاتی نیاز دارند وجود دارد. امروز برای حمایت از فناوری های فعلی در حال توسعه ساخته می شود.

رویکرد Gevo که بر روی مواد اولیه متمرکز است، مثال خوبی است.

امروزه، مواد اولیه ای که به سوخت های هوانوردی پایدار می روند در مقیاسی تولید نمی شوند که به سوخت جت جهانی نزدیک باشد، و این مسئله مقیاس بندی برای سال ها باقی خواهد ماند زیرا رویکردهای فناوری رقیب توسط صنعت هوانوردی آزمایش می شود. استفاده از مواد اولیه تولید مواد غذایی، به طور خاص، ممکن است از دیدگاه اپتیک در آینده به یک موضوع بزرگتر تبدیل شود.  

چندین تحلیلگر آب و هوا به CNBC گفتند که نگران تمرکز بیش از حد بر روی مقیاس سوخت های جت پایدار مبتنی بر مواد اولیه هستند در زمان نگرانی های فزاینده در مورد امنیت غذایی جهانی در جهانی که با تأثیرات عمده تغییرات آب و هوایی بر کشاورزی مواجه است. Gevo تاکید می‌کند که از نشاسته‌های باقی‌مانده از "ذرت غیرقابل خوراکی مزرعه" به عنوان خوراک استفاده می‌کند که از نظر عرضه فراوان و ارزش غذایی پایینی دارند.

گیوم فاوری، مدیرعامل ایرباس، این موضوع را در پنلی در نمایشگاه بین‌المللی هوایی فارنبرو بریتانیا - نمایشگاهی پنج روزه که در آن مدیران و چهره‌های کلیدی گرد هم می‌آیند تا در مورد آینده سفرهای هوایی گرد هم می‌آیند، بیان کرد: «احتمالاً در درازمدت - در چندین دهه - ما یک روش بسیار بهینه انرژی پایدار، اما در مرحله گذار، راه سریع استفاده از SAF است و اکنون در دسترس هستند.»

با توجه به استانداردهای صنعت خود، امریکن همچنان پیشرو در تلاش‌های کاهش کربن است. امریکن در سال 2021 امتیاز تغییرات آب و هوایی CDP را دریافت کرد - بالاترین امتیاز در بین خطوط هوایی در آمریکای شمالی و یکی از تنها دو شرکت هواپیمایی در سطح جهان که این امتیاز را کسب کرده است.

جیل بلیکستاین، معاون توسعه پایدار در امریکن ایرلاینز، گفت: «ما می‌دانیم که تغییرات آب و هوایی فوری و قریب‌الوقوع است». آمریکن به عنوان بزرگترین شرکت هواپیمایی جهان، متعهد به توسعه ابزارهای لازم برای کربن زدایی عملیات ما است.

علاوه بر Gevo، آن را دارد روی کاتالیست انرژی بیل گیتس سرمایه گذاری کردبلیکشتاین گفت: "همه با هدف ارائه فناوری هایی هستند که به دستیابی به اهداف بلندپروازانه پایداری ما کمک می کنند."

رویکردهای فن‌آوری متعددی برای سوخت‌های هوانوردی پایدار وجود دارد که می‌توانند هواپیماها را بدون طولانی‌تر کردن استفاده و وابستگی به سوخت‌های فسیلی فعلی کربن زدایی کنند. فناوری هیدروژن سبز به تازگی پیشرفت زیادی کرده است از قانون کاهش تورم

انتظار می‌رود پول سرمایه‌گذاران بیشتری در نتیجه IRA به هیدروژن سبز سرازیر شود، و تحلیلگران آب و هوا این اعتبارات مالیاتی را محرک بزرگی برای سوخت‌های پایدار هوانوردی توصیف می‌کنند، زیرا صرف نظر از علم، بزرگ‌ترین چالش با افزایش این عملیات و تولید SAF بوده است. انگیزه مالی هدف رویکردهای هیدروژن سبز حذف C02 از هوا و ترکیب آن با هیدروژن سبز به شکلی از نفت سفید است که می تواند با سوخت جت معمولی رقابتی باشد. در فوریه 2021، KLM برای اولین بار با یک هواپیمای مسافربری بوئینگ 737 از آمستردام به مادرید با سوخت 500 لیتر نفت سفید مصنوعی، از غول انرژی شل، مخلوط با سوخت سنتی جت، پرواز کرد.

قراردادهای اخیراً اعلام شده با استارتاپ ها در این فضا، حتی قبل از IRA، از جمله دوازده، که اخیرا قراردادی با خطوط هوایی آلاسکا و مایکروسافت امضا کرد برای رویکرد خود برای ایجاد سوخت های پایدار با استفاده از کربن جذب شده از هوا، آب و انرژی های تجدید پذیر. آلاسکا که از سال 2011 از ترکیبات SAF در مسیرهای خاص استفاده کرده است، خاطرنشان کرد که راه طولانی در پیش است: در حال حاضر کمتر از 1٪ از کل سوخت موجود SAF است و هزینه آن سه تا پنج برابر بیشتر از سوخت جت معمولی است.  

دلتا خطوط هوایی اخیراً بزرگترین قرارداد حمل و نقل هوایی ایالات متحده را برای سوخت های تولید شده هیدروژن سبز، با شرکت DG Fuels مستقر در لوئیزیانا، که از ضایعات CO2 به عنوان ماده اولیه استفاده می کند، امضا کرد و در اعلامیه خود دامنه چالش پیش رو را با بیان اینکه عرضه جهانی SAF موجود می تواند کار کند، اندازه گیری کرد. یک ناوگان به اندازه دلتا برای یک روز. 

در حال حاضر، خودروهای الکتریکی در امتداد منحنی نوآوری، با سال‌های بیشتر آزمایش و سیاست‌های دولت برای حمایت از رشد تحول‌آفرین بخش حمل‌ونقل، بسیار پدر هستند.

اما همه SAF ها را به عنوان راه حل نمی بینند، به ویژه با توجه به روند رشد در صنعت. در نمایشگاه بین المللی هوایی فارنبرو اخیر، فعالان و فعالان آب و هوا از تاکید صنعت بر SAF عقب نشینی کردند. ترغیب آنها به "واقعی شدن" و راه حل های آب و هوایی مهم تری ارائه دهد. به جای SAF، رشد آهسته و سفر کمتر و پروازهای کمتر به عنوان راهی برای رسیدگی به این موضوع پیشنهاد شده است. کاهش پروازهای داخلی و تشویق و بهبود سفرهای ریلی. 

تحلیلگران هشدار می‌دهند که تمام تلاش‌هایی که برای آینده بدون کربن هوانوردی انجام می‌شود، نباید جایگزین‌های مهم‌تری را برای سفرهای هوایی مانند راه‌آهن پرسرعت حذف کند. اما برای هوانوردی، هدف باید مانند سایر بخش ها باشد و انتشار گازهای گلخانه ای آن در اسرع وقت به اوج خود برسد. و انتخابی که امروزه واضح به نظر می رسد این است که هوانوردی بر خلاف خودروها که آینده برقی هستند در مسیر سوخت باقی می ماند. هر شکلی از تولید سوخت که کمترین آلایندگی را با بیشترین سود و مقرون به صرفه داشته باشد، برنده خواهد شد و این چیزی است که امروز هیچ بازیکنی در هوانوردی به طور قطع نمی داند. تحلیلگران آب و هوا انتظار دارند حداقل پنج سال تا یک دهه طول بکشد تا عملی ترین راه حل ها ظاهر شوند.