Лучший способ минимизировать выбросы от самолета – отменить полет. Авиационное топливо SAF –хорошее, но дорогое и малодоступное
Авиаперелеты производят около 3% мировых выбросов углекислого газа, и это один из самых быстрорастущих источников. Таковы данные Международного совета по экологически чистому транспорту (ICCT).
Мало осталосьисточниковв которых не говорят о экологически чистом авиационном топливе (sustainable aviation fuels — SAF). Но, стандарты, которым должно соответствовать это 100% SAF-топливо, еще даже не установлены, и, вероятно, на их разработку и согласование уйдет от трех до пяти лет!
Как правило, в коммерческих авиалайнерах используется керосин, называемый Jet A и Jet A-1. Это смеси парафинов, нафтенов, ароматических углеводородов и олефинов, которые в основном получают из нефти.
Некоторые компании рассматривают вариант применения в качестве топлива водорода, поскольку при его сгорании образуется водяной пар. Но технология двигателей, работающих на H2, находится на начальной стадии разработки, поэтому до таких самолетов еще далеко.
Вместо этого большинство компаний испытывают специальные альтернативные виды топлива (английское название — drop-in fuel), которые можно применять в уже существующих реактивных двигателях. Они должны иметь свойства, аналогичные свойствам реактивного топлива — в том числе количество энергии, выделяемой при сгорании, производительность при низких температурах и текучесть.
Один из способов добиться соответствия SAF таким спецификациям — просто смешать их с обычным реактивным топливом. Однако соотношение в смеси может сильно отличаться от случая к случаю. Большинство SAF необходимо смешивать с Jet A-1 в соотношении 50:50. И хотя у индустрии в целом есть заинтересованность в SAF, которые не нужно смешивать с авиакеросином, как утверждает
Существует три основных способа производства SAF: из гидроочищенных сложных эфиров и жирных кислот (HEFA), из синтетического парафинового керосина по Фишеру-Тропшу (FT-SPK) и из синтетического парафинового керосина, полученного методом спиртовой очистки (ATJ-SPK). Все три можно использовать при равном соотношении смешивания, около 50%.
Иными словами, отработанное кулинарное масло – один из сырьевых материалов, используемых при производстве SAF. Другие включают животные жиры и растительные масла, твердые отходы домашних хозяйств и предприятий, в том числе такие вещи, как бумага и упаковка, и даже пищевые отходы.
Чтобы создать SPK по Фишеру-Тропшу, ученые окисляют широкий спектр растительных и бытовых отходов и остаточных веществ, получая тем самым синтез-газ — смесь H2 и окиси углерода. Включение к этому газу катализатора — обычно железа, кобальта или рутения — запускает синтез Фишера-Тропша, который производит углеводороды.
Источниками SPK на спиртовой основе выступают культуры вроде сахарного тростника и кукурузы, растительные и сельскохозяйственные отходы, а также в некоторых случаях промышленные дымовые газы. Ученые перерабатывают это сырье в этанол или изобутиловый спирт, а затем превращают спирты в керосин с длинной цепью, удаляя воду, обрабатывая их водородом и объединяя углеводороды с короткой цепью для образования более длинных цепей.
Эти три альтернативных топлива отличаются по степени воздействия на окружающую среду. Международный совет по экологически чистому транспорту (ICCT) недавно выпустил отчет, показывающий количество парниковых газов, выбрасываемых в ходе жизненного цикла различных альтернативных видов топлива, начиная с выращивания или сбора источников углерода, синтеза топлива и заканчивая его сжиганием в двигателе.
Топливо на основе спирта производит больше выбросов, чем топливо HEFA или SPK топливо, полученное по реакции Фишера-Тропша, потому что для производства спирта из сельскохозяйственных культур на основе крахмала требуется много энергии, и в процессе выделяется значительный объем парниковых газов. В целом, биотопливо, полученное из отходов и побочных продуктов, как правило, имеет более низкие выбросы парниковых газов, чем биотопливо, полученное из сельскохозяйственных культур.
Но реальность такова, что в настоящее время компании используют крайне мало SAF по отношению к традиционному авиакеросину.
SAF имеет гораздо меньший углеродный след, чем обычное реактивное топливо, из-за сырья, из которого оно производятся. Такое сырье кажется неограниченным ресурсом, но это не так. Фактически, наличие достаточного количества отходов, пригодных для превращения в экологически чистое авиационное топливо, довольно ограничено.
Пожалуй, самая большая проблема для экологически безопасного авиационного топлива – это его стоимость. В будущем затраты на производство SAF останутся такими же высокими, как и сейчас, уверен Торстен Ланге, вице-президент Neste одного из крупнейших производителей экологически безопасного топлива.
Он добавил в интервью отраслевому изданию CAPA, что это поставит авиакомпании, использующие экологичное топливо, в невыгодное положение по сравнению с их конкурентами, летающими на обычном авиакеросине.
Остается и проблема с доступностью SAF. Neste, по словам Ланге, в настоящее время производит около 100 тыс тонн экологически чистого авиационного топлива в год. Компания планирует увеличить объем поставок до 1 млн тонн к 2023 году.
Но для сравнения: потребление реактивного топлива перед пандемией составляло около 330 млн тонн в год. А это означает, что 1 млн тонн Neste будет каплей в море, даже если потребление нескоро восстановится до прежнего уровня.