Szeroka gama innowacyjnych technologii jest opracowywana w celu przeciwdziałania wpływowi lotnictwa na środowisko. Szczególny nacisk jest kładziony na bezemisyjne paliwa. Stanowi to poważne wyzwanie, nawet jeśli liczba lotów w zeszłym roku spadła z powodu pandemii koronawirusa.

Od historycznego lotu braci Wright w 1903 roku po rozwój samolotów naddźwiękowych, historię lotnictwa napędza innowacyjna technologia i ambicja.

Teraz, wraz z postępem XXI wieku, sektor nadal wykazuje apetyt na innowacje i radykalne wzornictwo.

We wrześniu ubiegłego roku samolot wyposażony w  wodorowe ogniwa paliwowe, do lotów pasażerskich, wzbił się w angielską przestrzeń powietrzną.  

W tym samym miesiącu Airbus opublikował szczegóły dotyczące koncepcji trzech samolotów napędzanych wodorem, a europejski gigant lotniczy twierdził, że mogą wejść do służby do 2035 roku.

Niedawno United Airlines podały w komunikacie, że podpisały umowę na zakup samolotów od start-upu o nazwie Boom Supersonic.

W oświadczeniu United dodał, że samolot Overture – który nie został jeszcze zbudowany – został „zoptymalizowany do pracy na 100% zrównoważonym paliwie lotniczym”.

Te działania są połączone ze skupieniem się sektora na technologiach zaprojektowanych w celu zmniejszenia śladu środowiskowego – co jest głównym zadaniem, nawet jeśli liczba lotów w zeszłym roku spadła z powodu pandemii koronawirusa.

Według Międzynarodowej Agencji Energetycznej emisje dwutlenku węgla z lotnictwa „szybko wzrosły w ciągu ostatnich dwóch dekad”, osiągając prawie 1 gigatonę w 2019 roku. To, jak zauważa, równa się „około 2,8 proc. światowych emisji CO2 ze spalania paliw kopalnych”.

Z kolei World Wildlife Fund opisuje lotnictwo jako „jedno z najszybciej rozwijających się źródeł emisji gazów cieplarnianych napędzających globalną zmianę klimatu”. Dodaje, że podróże lotnicze są „obecnie najbardziej emisyjną aktywnością, jaką może wykonać dana osoba”.

Różnorodność rozwiązań

Iain Gray, dyrektor ds. lotnictwa na Cranfield University w Wielkiej Brytanii, określił zeroemisyjność jako „najwyższy priorytet” dla branży i podkreślał znaczenie opracowania szeregu rozwiązań, aby sprostać temu wyzwaniu.

– Naprawdę duży skok technologiczny dotyczy układu napędowego, ale to nie umniejsza znaczenia nowych technologii… nowych lekkich materiałów czy ulepszonych materiałów kompozytowych z włókna węglowego – powiedział Gray. 

Rozwijając swój punkt widzenia, Gray podał przykład, dlaczego innowacji w samolotach przelatujących nad naszymi głowami nie należy rozpatrywać w oderwaniu od pozostałych elementów tego złożonego systemu, jakim jest sektor lotnictwa.

– Wiele wysiłku wkłada się w zmniejszenie wagi samolotu. Cała interakcja zarządzania ruchem lotniczym, łącznie z samym samolotem jest … bardzo ważnym rozwojem i cały czas pojawiają się nowe technologie w zarządzaniu przestrzenią powietrzną  – podsumował.

Moc napędu

Oprócz rozwoju samolotów na wodorowe ogniwa paliwowe w ostatnich latach toczy się również wiele dyskusji na temat napędu elektrycznego, a firmy takie jak Volocopter i Lilium opracowują eVTOL, czyli elektryczne samoloty pionowego startu i lądowania.

– Jeśli spojrzeć na wodorowe ogniwa paliwowe oraz na baterie, to rozwiązanie to jest skierowane do mniejszych samolotów, czyli o zasięgu poniżej 1000 kilometrów – powiedział Gray. 

– Czy w tej formie będzie to miało duży wpływ na wkład CO2 wnoszony przez lotnictwo? Nie – dodał. 

– Musimy skoncentrować się na technologiach samolotów o dłuższym zasięgu, lotach powyżej 1000 kilometrów, w szczególności dłuższych niż 3000 kilometrów – skwitował.

Zmiana paliwa

Skupienie się na podróżach długodystansowych będzie ważne w nadchodzących latach, mimo że aktualnie stanowią one niewielki procent wszystkich lotów.

Zgodnie z raportem na temat zrównoważonego rozwoju opublikowanym na początku tego roku przez Eurocontrol, „w 2020 roku około 6 proc. lotów z europejskich lotnisk odbywało się na długich dystansach – powyżej 4000 kilometrów”. 

Międzyrządowa organizacja stwierdziła, że „ponad połowa emisji CO2 w europejskim lotnictwie pochodzi z tej niewielkiej części lotów”.

Ten punkt widzenia podzieliła JoDardenne, kierownik ds. lotnictwa w Transport & Environment.

–  Nie powinniśmy zapominać, że największa część emisji lotniczych jest związana z lotami długodystansowymi, ponieważ lecisz dłużej i lecisz wyżej – powiedziała w wywiadzie CNBC.

–  Więc w sumie produkujesz więcej CO2. … Te loty długodystansowe można zdekarbonizować tylko poprzez zastąpienie paliwa, które jest aktualnie używane –  dodała.

To właśnie na tych, dłuższych trasach zrównoważone paliwo lotnicze może odegrać znaczącą rolę w przyszłości.

Chociaż Agencja Bezpieczeństwa Lotniczego Unii Europejskiej twierdzi, że „nie ma jednej uzgodnionej na szczeblu międzynarodowym definicji” dotyczącej zrównoważonego paliwa lotniczego, nadrzędną ideą jest to, że można je wykorzystać do zmniejszenia emisji pochodzącej z samolotów.

Producent samolotów Airbus opisuje zrównoważone paliwo lotnicze jako „wykonane z surowców odnawialnych”. Dodaje, że najpopularniejsze surowce pochodzą z upraw lub zużytego oleju spożywczego czy tłuszczu zwierzęcego.

–  Obecnie duże wyzwania związane ze zrównoważonym paliwem lotniczym sprawiają, że jest ono produkowane w odpowiednich wymaganych ilościach i we właściwym punkcie kosztów – oznajmił Gray.

Dodał, że ważne jest pochodzenie surowców wykorzystywanych do produkcji zrównoważonych, niskoemisyjnych paliw. 

–  Jeśli to, co robisz … aby produkować zrównoważone paliwo lotnicze, polega na transporcie paliwa na całym świecie przy użyciu surowców z drugiej strony planety, to czy jest to naprawdę zrównoważone? –  dodał. 

– W  tej chwili duży wysiłek skupia się na tym, jak można produkować zrównoważone paliwa lotnicze w… ekologiczny sposób. Może to być paliwo z odpadów lub lokalnych zasobów –  powiedział Gray.

Jednym z rodzajów paliwa, które wzbudza zainteresowanie, jest e-nafta, nazywana również syntetyczną naftą. Według briefingu T&E opublikowanego w lutym e-nafta jest wytwarzana przez połączenie dwutlenku węgla i wodoru.

–  Wspaniałe w tym jest to, że można je użyć do odrzutowców bez żadnych modyfikacji silnika i technologii zainstalowanej w samolocie – powiedział Dardenne.

–  To paliwo neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla, to coś, co można łatwo zmienić. Jedynym problemem jest to, że jest bardzo drogie – dodała. 

Obniżenie kosztów będzie rzeczywiście kluczowe w nadchodzących latach dla lotnictwa, ale organizacje takie jak T&E chętnie podkreślają potencjalne korzyści dla środowiska wynikające z tej transformacji.

Jeśli CO2 jest „wychwytywany z atmosfery”, a wodór wytwarzany przy użyciu odnawialnych źródeł energii, T&E twierdzi, że „spalanie e-nafty będzie, poza pewnymi emisjami resztkowymi, bliskie neutralności”.

Przyszłość

Chociaż technologia może się rozwijać, świat musi również wypracować zasady i przepisy dotyczące wpływu podróży lotniczych na środowisko.

Przykłady tych wysiłków obejmują program kompensacji i redukcji emisji dwutlenku węgla dla lotnictwa międzynarodowego oraz Unii Europejskiej, w tym określenie progów emisji dwutlenku węgla 

W swoim wywiadzie dla CNBC Dardenne z T&E podkreśliła znaczenie „właściwych regulacji”.

– Jeśli skutecznie wyceniasz emisje i zanieczyszczenia, a następnie nakazujesz stosowanie czystych technologii, wysyłasz właściwe sygnały inwestorom, sektora prywatnego i publicznego, aby dokładnie w nie inwestowali – powiedziała.

– Im jaśniejsze ramy regulacyjne, tym większą pewność można zapewnić rynkowi, że te technologie będą przyszłościowym rozwiązaniem. A to faktycznie przyniesie wartość dodaną, finansową i środowiskową – dodała. 

Patrząc szerzej, to właściwe regulacje w połączeniu z innowacjami, będą stanowiły kamień milowy skutecznej dekarbonizacji lotnictwa.