Vor fi posibile vreodată zborurile pe distanțe lungi fără vinovăție? Iată ce știm
Deși acest sector reprezintă în prezent aproximativ 2,5% din emisiile globale de carbon, impactul său real asupra climei este de fapt mai mare, din cauza emisiilor de alte gaze cu efect de seră și a formării de dâre de condensare care captează căldura create de motoarele cu reacție. Între timp, se preconizează că cererea de călătorii cu avionul va crește în mod constant, iar flota globală de avioane comerciale se va dubla până în 2042 pentru a ține pasul cu aceasta, potrivit Boeing.
"După cea mai frecvent utilizată măsură - emisiile de carbon - problema transportului aerian este că nu numai că este în creștere, dar este și foarte dificil de decarbonizat, astfel că se anticipează că va fi responsabil pentru o parte tot mai mare din buget, pe măsură ce alte industrii își reduc emisiile mai rapid", spune Gary Crichlow, șeful analiștilor comerciali de la firma de consultanță AviationValues. "Inima problemei de decarbonizării este că nu am găsit încă o sursă de energie fără carbon care să poată reproduce densitatea energetică a combustibilului pentru avioane la scara, costul, siguranța și fiabilitatea de care are nevoie aviația globală".
Zborurile pe distanțe medii și lungi sunt cei mai mari vinovați, reprezentând 73% din emisiile de carbon ale aviației. Potrivit Aviation Environment Federation, un grup non-profit din Marea Britanie care monitorizează impactul aviației asupra mediului, un zbor dus-întors de la Londra la Bangkok poate produce mai multe emisii decât ați economisi dacă ați urma o dietă vegană timp de un an.
Pe măsură ce criza climatică continuă, preocupările legate de zborurile pe distanțe lungi încep să influențeze alegerile de călătorie, determinându-i pe mulți să se orienteze către călătorii mai puțin dăunătoare, mai aproape de casă. Dar este firesc să ne întrebăm când și dacă va fi disponibil un zbor pe distanțe lungi "fără vină" - unul cu adevărat durabil.
Căutând SAF
Obiectivul industriei, mai precis, este de a atinge un nivel net zero până în 2050 - prin care ar reduce cât mai mult posibil poluarea care încălzește planeta, iar dacă mai rămâne ceva, ar elimina aceste resturi din atmosferă. Dar cum intenționează să ajungă acolo?
"Tehnologiile pe care le avem în vedere sunt în principal combustibilii sustenabili pentru aviație, care sunt utilizați astăzi la un nivel foarte redus, și alte două pe care le-am putea considera ca fiind puțin mai avansate: electrificarea și hidrogenul", spune Gökçin Çınar, profesor de inginerie aerospațială la Universitatea din Michigan.
Combustibilul sustenabil pentru aviație, sau SAF, este un tip de combustibil alternativ pentru avioane care poate reduce emisiile de carbon cu până la 80%. Acesta are o amprentă de carbon redusă, deoarece este de obicei fabricat din plante care au absorbit dioxid de carbon (CO2) în timpul vieții lor. Atunci când este ars, acest CO2 este returnat în atmosferă, în timp ce arderea kerosenului, combustibilul tradițional pentru avioane fabricat din combustibili fosili, eliberează CO2 care fusese blocat anterior.
SAF poate fi creat din mai multe surse, inclusiv alge, hidrogen și captarea CO2 direct din aer, dar, pe termen scurt, potrivit lui Çınar, cel mai promițător SAF provine din deșeuri, cum ar fi uleiurile de gătit folosite.
"Putem să luăm acestea și, prin intermediul unor procese chimice, să le transformăm în hidrocarburi", spune ea.
"Combustibilul pentru avioane este, de asemenea, o hidrocarbură și, datorită acestei asemănări, putem folosi SAF în motoarele pe care le avem astăzi fără a le modifica."
Cu toate acestea, doar o fracțiune infimă - aproximativ 0,1% - din tot combustibilul pentru avioane utilizat în prezent este SAF, deși IATA, asociația comercială a companiilor aeriene din lume, speră că ar putea fi capabilă să reducă poluarea climatică din aviație cu 65% până în 2050. Principalul motiv pentru adoptarea lentă este faptul că este încă mai scump - de 1,5 până la 6 ori mai scump decât carburantul obișnuit pentru avioane. Scăderea prețului va fi posibilă doar cu o producție mult mai mare, precum și cu presiuni politice. Ambele ar putea dura ani de zile.
Cealaltă problemă este că reglementările actuale interzic funcționarea motoarelor cu reacție cu 100% SAF.
"Formăm parteneriate și încercăm să influențăm politica, dar în prezent există o limită de amestec pentru SAF de 50%", spune Ryan Faucett, director de sustenabilitate a mediului la Boeing. "Ceea ce este frumos la SAF este că [folosind cantități de] până la 50% s-a dovedit a fi un combustibil "drop in" - nu este nevoie de modificări la nimic. Ceea ce trebuie să facem acum este să ne uităm la amestecuri mai mari [de conținut SAF]. Răspunsul ar putea fi că nu trebuie să schimbăm nimic sau că trebuie să facem câteva actualizări la anumite componente."
Atât Boeing, cât și Airbus, care dețin împreună peste 90% din cota de piață pentru avioanele comerciale, au confirmat pentru CNN că până în 2030 toate noile lor aeronave vor fi compatibile cu 100% SAF. Între timp, tehnologia disponibilă este în curs de testare. Primul zbor transatlantic propulsat cu 100% SAF a decolat la 28 noiembrie, operat de Virgin Atlantic de la Londra la New York.
În speranța hidrogenului
Atunci când este utilizat pentru a alimenta o aeronavă, SAF produce în continuare emisii de CO2 la fel ca și combustibilul obișnuit pentru avioane. Pentru a deveni fără emisii în timpul zborului, cea mai promițătoare tehnologie pare a fi în prezent hidrogenul - un combustibil cu ardere curată care ar reduce poluarea cauzată de gazele de eșapament ale avioanelor, dar care nu este încă complet ecologic.
"În mod realist, avioanele mai mici cu hidrogen ar putea fi introduse la mijlocul anilor 2030", spune Andreas Schäfer, profesor de energie și transport la University College London. "Dar ar trebui să așteptăm până în 2040 sau mai târziu pentru ca aeronavele mai mari să fie introduse."
Unele avioane alimentate cu hidrogen ar putea lua cerul chiar mai devreme, deoarece diverse companii din întreaga lume lucrează pentru a moderniza aeronavele actuale cu tehnologia pilelor de combustie cu hidrogen - cum ar fi Cranfield Aerospace, care va începe zborurile de testare cu monoplanul său Britten-Norman Islander transformat în 2024.
"La bord există un rezervor de hidrogen într-o celulă de combustibil, care transformă hidrogenul în electricitate, care apoi propulsează motoarele electrice de la bord", explică Schäfer.
Dar pentru călătoriile pe distanțe lungi, avioanele vor trebui reproiectate în întregime. "Acest lucru necesită un progres semnificativ în tehnologia rezervoarelor", spune el. "În prezent, cea mai mare parte a combustibilului pentru avioane este stocată în aripi. Dar hidrogenul lichid este foarte rece - 253 de grade Celsius, sau -423 Farenheit - așa că este nevoie de un rezervor de stocare cu o suprafață foarte mică pentru a minimiza pierderile de căldură și evaporarea. În aripi, suprafața ar fi enormă și întreaga aripă ar exploda din cauza acumulării de presiune."
Asta înseamnă că rezervoarele ar trebui să fie amplasate în fuselaj - și asta înseamnă provocări tehnice. Dar dacă și când această problemă va fi rezolvată, hidrogenul va da roade, spun experții.
"Hidrogenul strălucește de fapt atunci când îl folosești pe avioane mai mari", spune Çınar. "Este foarte ușor din punct de vedere al masei, dar ocupă mult spațiu. De aceea, trebuie să ne uităm la noi modele de aeronave care să aibă suficient spațiu pentru el. Acesta este cu adevărat un moment foarte interesant, deoarece noile modele de aeronave care necesită un volum mai mare pentru hidrogen ar putea avea ca rezultat avioane care să nu mai semene cu cele pe care le avem astăzi."
Airbus a fost deosebit de activă în ceea ce privește dezvoltarea și testarea propulsiei cu hidrogen. "Ambiția noastră este de a pune în serviciu un avion propulsat cu hidrogen până în 2035", a declarat un purtător de cuvânt al Airbus pentru CNN. "Pe termen mediu, credem că hidrogenul are potențialul de a reduce considerabil impactul climatic al zborului."
În 2020, Airbus a dezvăluit mai multe concepte de aeronave propulsate cu hidrogen, inclusiv un avion tradițional în formă de "tub și aripă", capabil să transporte până la 200 de pasageri, și un tip mai radical de "aripă mixtă" de dimensiuni similare, în care aripile se contopesc cu corpul principal al aeronavei. Este un proiect care este dezvoltat și de alte companii, cum ar fi JetZero, cu sediul în California, care are obiectivul ambițios de a pune în funcțiune un avion cu aripi mixte până în 2030. Inginerii consideră că acesta va oferi o reducere cu 50% a consumului de combustibil și a emisiilor, datorită formei inovatoare.
Nici Boeing nu a ieșit din cursă, dar nu vede un avion pe distanțe lungi pe bază de hidrogen la un pas de a fi lansat. "Avem multă experiență cu hidrogenul - suntem constructorul principal al rezervorului principal de la Space Launch System pentru NASA", spune Faucett, referindu-se la racheta care va propulsa misiunea Artemis pe Lună. "Dar construirea și certificarea rezervoarelor de hidrogen pentru aviația comercială nu este lipsită de provocări. Hidrogenul ocupă mult spațiu și este dificil de conținut și de deplasat. La zborurile pe distanțe medii și lungi, nu îl vedem ca sursă directă de propulsie până în 2040. Probabil, mai realist, până în 2050 și mai departe."
Atunci când avioanele pe hidrogen vor decola de la sol, acestea vor fi lipsite de emisii, dar asta nu va fi toată povestea. "Este important de reținut că, deși hidrogenul este, din punct de vedere tehnic, cu emisii zero din punct de vedere al emisiilor de carbon în momentul utilizării sale, din punct de vedere planetar general, impactul de mediu al producției sale contează", spune analistul în domeniul aviației Critchlow. Acesta adaugă că majoritatea hidrogenului produs în prezent provine din combustibili fosili și că infrastructura pentru stocarea și livrarea hidrogenului acolo unde este necesar pentru aeronavele alimentate cu hidrogen nu a fost încă construită și nu este exploatată.
Electrice și nu numai
Dacă visul dvs. este un zbor transatlantic la bordul unui avion electric aproape silențios, s-ar putea să trebuiască să așteptați mai mult decât credeți: "Fizica intervine la un moment dat, din cauza densității energetice a bateriilor și a greutății acestora", spune Faucett de la Boeing. "Porți greutatea acelei baterii pe toată durata zborului - nu scade pe măsură ce o folosești. Ar trebui să vedem schimbări de ordinul mărimii [în cazul bateriilor] pentru a le lua în considerare pentru zborurile pe distanțe lungi. În acest moment, aș spune că este pentru o generație viitoare."
Çınar estimează că avioanele complet electrice vor fi introduse încă din 2040, dar că acestea vor fi limitate la avioane regionale, cu o capacitate de până la 100 de pasageri. "Pe termen mai lung, avioanele widebody ar putea integra o electrificare ușoară, dar impactul mai mare ar veni de la hidrogen și de la combustibilii de aviație sustenabili", spune ea.
Schäfer este de acord. "Dacă aeronavele electrice vor fi puse în funcțiune în următoarele două decenii, acestea vor fi destinate unor aplicații de nișă și vor avea o autonomie mai mică", spune el. "Pentru avioanele mai mari, este necesară o schimbare radicală în chimia bateriilor, iar unele companii care au apărut cu perspective interesante în acest sens au încetat brusc să mai existe. Așadar, este o piață puțin volatilă." Cu toate acestea, putem ajunge acolo în cele din urmă, adaugă el: "Bateriile litiu-aer [mai ușoare decât actualele baterii litiu-ion, deși prezintă provocări tehnice inerente care nu au fost încă rezolvate] au o energie specifică comparabilă cu cea a combustibilului pentru avioane. Dar va fi un drum lung până la ele - aproape sigur nu până în 2050."
Mai devreme de atât, va trebui să căutați în altă parte. Înainte de 2050, pentru a face aviația mai sustenabilă este probabil să fie o combinație de lucruri, potrivit lui Faucett: "Motoare mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil, aeronave mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil și eficiență operațională".
"Lucrăm cu autoritățile de reglementare și lucrăm la tehnologii care ne permit să avem traiectorii de zbor mai eficiente", spune el, adăugând că acestea din urmă ar trebui să reducă consumul de combustibil - și, prin urmare, emisiile - cu 5-10%. Pentru zborurile pe distanțe lungi, el desemnează SAF ca fiind "cea mai importantă".
El adaugă că există o oportunitate pentru industrie de a începe să comercializeze aceste zboruri cu soluții multiple, mai durabile - iar această campanie de marketing ar trebui să coincidă cu pregătirea aeronavelor pentru a funcționa cu 100% SAF.
"Cred că vom asista la această schimbare în următorii cinci ani - mai întâi vom vedea zboruri demonstrative pe distanțe lungi pe 100% SAF, iar apoi vom începe să vedem servicii regulate", spune el.
"Acea dată din 2030 este ținta noastră pentru a avea avionul gata și cred că și lanțul de aprovizionare va fi pregătit să susțină aceste zboruri."
Citește și:
Sursa: edition.cnn.com