Ο Οκτώβριος είδε μια σεισμική μετατόπιση, με την παγκόσμια θαλάσσια ναυτιλία και αεροπορία και οι δύο βιομηχανίες δεσμεύονται να κινηθούν στο καθαρό μηδέν έως το 2050. Για τη ναυτιλία, αυτό αποτελεί περαιτέρω πρόοδο στο ορόσημο Αρχές του ΠοσειδώναΤο Για την αεροπορία, αυτό δείχνει ένα νέο επίπεδο φιλοδοξίας.
Αλλά και οι δύο τομείς είναι δύσκολο να απορριφθούν από άνθρακα και ένα κεντρικό ερώτημα παραμένει: Πώς θα το κάνουν;
Δεν έχουμε ακόμη όλες τις λεπτομέρειες των τεχνολογιών που θα χρησιμοποιηθούν - αλλά ούτε και αυτές οι βιομηχανίες. Το Διεθνές Ναυτιλιακό Επιμελητήριο (ICS) δήλωσε ότι για να φτάσει το καθαρό μηδέν, το 5 % του παγκόσμιου στόλου θα πρέπει να έχει μηδενικές εκπομπές έως το 2030. Αυτό σημαίνει την κατασκευή και την ανάπτυξη χιλιάδων πλοίων με βάση τη νέα τεχνολογία που δεν έχει έχουν αναπτυχθεί ακόμη σε κλίμακα, καθώς και να οικοδομήσουν αλυσίδες εφοδιασμού καυσίμων για να τις υποστηρίξουν.
Η αεροπορική βιομηχανία έχει προτείνει λύσεις που απαιτούν λιγότερη αναστάτωση στα μοντέλα λειτουργίας της βιομηχανίας - αν και εδώ, οι νέες τεχνολογίες και οι νέοι τύποι αεροπλάνων είναι πιθανό να διαδραματίσουν αυξανόμενο ρόλο. Και στις δύο περιπτώσεις, περισσότερη χρηματοδότηση για έρευνα και κλίμακα λύσεων θα είναι κρίσιμη.
Σε αυτό το ιστολόγιο, θα εξετάσουμε μερικές από τις πιο πιθανές πιθανές τεχνολογίες που θα μπορούσαν να αναπτύξουν τόσο η θαλάσσια ναυτιλία όσο και η αεροπορία για την απαλλαγή των στόλων και των δραστηριοτήτων τους από τον άνθρακα.
Ηλεκτρισμός για μικρές αποστάσεις
Τόσο για πλοία όσο και για αεροπλάνα, υπάρχει μια λύση για ταξίδια μικρών αποστάσεων που είναι ήδη γνωστή από τις επίγειες μεταφορές: η ηλεκτροκίνηση. Από τον Δεκέμβριο του 2019, η μεγαλύτερη αεροπορική εταιρεία υδροπλάνων της Βόρειας Αμερικής πραγματοποιεί δοκιμαστικές πτήσεις ηλεκτρικών αεροσκαφών με μπαταρία. Η Harbour Air, η οποία δραστηριοποιείται στην περιοχή του Βανκούβερ, BC, επιδιώκει ρυθμιστική έγκριση για μεταφορά επιβατών σε ηλεκτρικά αεροπλάνα έως το 2023 και σχεδιάζει να μετατρέψει ολόκληρο τον στόλο των 42 αεροσκαφών σε μπαταρία.
Η νορβηγική εταιρεία Yara International ανακοίνωσε ότι θα μεταφέρει φορτίο για πρώτη φορά με το νέο, αυτόνομο πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων που λειτουργεί με μπαταρίες.
Και αυτό το καλοκαίρι, η νορβηγική εταιρεία Yara International ανακοίνωσε ότι θα μεταφέρει φορτία για πρώτη φορά στη νέα της, αυτόνομο πλοίο μεταφοράς εμπορευματοκιβωτίων. Και οι δύο εξελίξεις δείχνουν την υπόσχεση ηλεκτροδότησης για ταξίδια μικρής απόστασης, συμπεριλαμβανομένων των ταξιδιών με αεροπλάνο που χρησιμεύουν ως σανίδες σωτηρίας για απομακρυσμένες κοινότητες σε μέρη όπως το Australian Outback, μέρη του Καναδά και άλλες περιοχές που δεν είναι εύκολα προσβάσιμες οδικώς.
«Οι μικρές αποστάσεις τόσο για τη ναυτιλία όσο και για τις αερομεταφορές μπορεί πιθανότατα να ηλεκτροδοτηθούν», σημειώνει ο Thomas Koch Blank, ανώτερος διευθυντής στο πρόγραμμα Climate-Aligned Industries της RMI. Ωστόσο, περιγράφει υποτιμητικά την ηλεκτροδότηση μεγαλύτερων διεθνών και διηπειρωτικών διαδρομών και για τις δύο βιομηχανίες ως «προκλητική».
Για την αεροπορία, η πρόκληση είναι το βάρος των μπαταριών. Για τη ναυτιλία είναι ο όγκος τους. «Ο όγκος των μπαταριών που χρειάζονται είναι τρελός», σημειώνει ο Koch Blank. Και στις δύο περιπτώσεις, οι λύσεις μπαταριών που φέρνουν επανάσταση στις επίγειες μεταφορές απλά δεν έχουν την ενεργειακή πυκνότητα για να ακολουθήσουν διαδρομές μεσαίας ή μεγάλων αποστάσεων. Και αυτές οι μεγαλύτερες διαδρομές είναι εκεί που καταναλώνεται το μεγαλύτερο μέρος των καυσίμων.
Βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα
Για τις αερομεταφορές, η μόνη λύση χαμηλών εκπομπών άνθρακα που χρησιμοποιείται εμπορικά είναι το βιώσιμο αεροπορικό καύσιμο (SAF). Ενώ το SAF μπορεί να παρασκευαστεί από διάφορες πηγές, συμπεριλαμβανομένων των υπολειμμάτων καλλιεργειών, των απορριμμάτων φυτικών ελαίων και του CO2 ο ίδιος, ηγέτης της παγκόσμιας αγοράς Αυτή τη στιγμή η SkyNRG διανέμει βιοκαύσιμα που κατασκευάζονται από απόβλητα έλαια.
Η Πιθανή εταιρική σχέση αποστολής -ένας συνασπισμός οργανώσεων, συμπεριλαμβανομένου του RMI που εργάζεται για την απομάκρυνση του άνθρακα από τη βαριά βιομηχανία-περιγράφει το SAF ως τη μόνη βιώσιμη βραχυπρόθεσμη επιλογή για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα από την αεροπορία. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι μπορεί να χρησιμεύσει ως υποκατάστατο για το καύσιμο τζετ που χρησιμοποιείται σε εμπορικά αεροπλάνα και είναι επίσης συμβατό με την υποδομή τροφοδοσίας αεροδρομίων. Επιπλέον, το SAF δεν θέτει περιορισμούς εύρους.
Αλλά για να διαδραματίσει σημαντικό ρόλο το SAF, θα πρέπει να κλιμακωθεί δραματικά, κάτι που θα απαιτήσει σημαντικές επενδύσεις. Επί του παρόντος, η παγκόσμια προσφορά SAF προέρχεται από μία εγκατάσταση στη Νότια Καλιφόρνια που λειτουργεί από την Global Energy, η οποία μπορεί να παράγει λιγότερο από το 0.01 τοις εκατό των ετήσιων απαιτήσεων καυσίμων της βιομηχανίας.
Όμως, ενώ το SAF μπορεί να διαδραματίσει σημαντικό βραχυπρόθεσμο ρόλο, υπάρχουν περιορισμοί στην πιθανή προμήθεια χρησιμοποιημένων ορυκτελαίων και άλλων βιολογικών πηγών SAF για την αεροπορική βιομηχανία. Μια προσέγγιση επόμενης γενιάς, γνωστή ως power-to-liquids (PtL) είναι λιγότερο ώριμη, αλλά έχει ακόμη μεγαλύτερη δυνατότητα μείωσης του άνθρακα. Το PtL χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια και CO2 για τη σύνθεση υγρών καυσίμων υδρογονανθράκων, τα οποία μπορεί να είναι πραγματικά μηδενικού άνθρακα εάν η ηλεκτρική ενέργεια παρέχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας.
Ουρανοί που κινούνται με υδρογόνο
Μακροπρόθεσμα, η MPP διερευνά μια σειρά επιλογών για την αεροπορία. Ο οργανισμός λέει ότι τα αεροσκάφη με υδρογόνο θα είναι κρίσιμα για τη μείωση των εκπομπών από μεσοπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες πτήσεις. Αυτά τα αεροπλάνα περιλαμβάνουν τόσο κυψέλες καυσίμου όσο και αεροσκάφη καύσης υδρογόνου.
Αρκετές πολλά υποσχόμενες νεοσύστατες επιχειρήσεις λειτουργούν ήδη σε αυτόν τον τομέα, συμπεριλαμβανομένης της ZeroAvia, η οποία πραγματοποίησε δοκιμαστική πτήση για επιβατικό αεροσκάφος το καλοκαίρι του 2020. Επιπλέον, η ευρωπαϊκή αεροπορική εταιρεία Airbus παρουσίασε μια σειρά εννοιών με υδρογόνο.
Η ευρωπαϊκή εταιρεία κατασκευής αεροπλάνων Airbus παρουσίασε μια σειρά πρωτότυπων αεροπλάνων που κινούνται με υδρογόνο.
Και ενώ τα αεροσκάφη που εκπέμπουν μόνο νερό εξακολουθούν να φαίνονται μακρινή υπόσχεση, η MPP λέει ότι τα αεροσκάφη κυψελών καυσίμου θα μπορούσαν να πραγματοποιήσουν μερίδιο πτήσεων μεσαίας εμβέλειας έως το 2030 και ότι η καύση υδρογόνου θα μπορούσε να τροφοδοτήσει ακόμη και μακρινές πτήσεις έως το 2035.
Υδρογόνο στην ανοιχτή θάλασσα
Για τη ναυτιλία, το υδρογόνο μπορεί να διαδραματίσει ακόμη μεγαλύτερο ρόλο. Ο Koch Blank της RMI σημειώνει ότι μεγάλο μέρος των διαθέσιμων πόρων βιοκαυσίμων θα πρέπει να κατευθυνθεί στις αεροπορικές εταιρείες. «Εάν δεν κάνετε βιοκαύσιμα, οι επιλογές σας με μηδενικό άνθρακα είναι υδρογόνο, αμμωνία ή ηλεκτρονική μεθανόλη», εξηγεί ο Koch Blank. Αλλά τελικά, αυτές οι άλλες πηγές μπορεί επίσης να απαιτούν υδρογόνο. Μια κύρια μέθοδος για την παραγωγή αμμωνίας απαιτεί το υδρογόνο ως πρώτη ύλη και η ηλεκτρονική μεθανόλη προέρχεται από υδρογόνο και CO2.
Τόσο το υδρογόνο όσο και η αμμωνία δοκιμάζονται ήδη ως καύσιμα και η γαλλική ναυτιλιακή εταιρεία CFT σχεδιάζει να δώσει δοχείο με υδρογόνο κινείται δοκιμαστικά στο Σηκουάνα αργότερα φέτος. Επιπλέον, ο ναυτιλιακός κολοσσός Maersk έκανε παραγγελίες για οκτώ πλοία που μπορούν να κινούνται με μεθανόλη, με το πρώτο προγραμματισμένο να αναπτυχθεί το 2024.
Αλλά για να είναι απαλλαγμένη από εκπομπές η ναυτιλία με υδρογόνο, το καύσιμο πρέπει να παράγεται με τρόπο που να μην εκπέμπει αέρια θερμοκηπίου — δηλαδή, ηλεκτρόλυση με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας για την παραγωγή «πράσινου» υδρογόνου. Προκειμένου το πράσινο υδρογόνο να τροφοδοτήσει την παγκόσμια ναυτιλία, θα χρειαστούμε πολύ περισσότερους ηλεκτρολύτες από ό,τι έχουμε — και μάλιστα γρήγορα.
Η Tessa Weiss, συνεργάτιδα στο πρόγραμμα RMI's Climate-Aligned Industries Program, εκτιμά ότι θα χρειαστούν μεταξύ 3.6 και 5.2 εκατομμυρίων μετρικών τόνων υδρογόνου κάθε χρόνο από το 2030, ανάλογα με το μείγμα καυσίμων που χρησιμοποιούνται, για την επίτευξη του στόχου της ICS για την απορρόφηση 5 % του θαλάσσιο εμπόριο. Για την παραγωγή αυτού του πολύ πράσινου υδρογόνου απαιτούνται 41-60 γιγαβάτ ηλεκτρολυτών που λειτουργούν με συντελεστή χωρητικότητας 50 τοις εκατό.
Αυτό είναι περίπου 14 έως 20 φορές το 0.3 gigawatt των ηλεκτρολυτών που είναι σε λειτουργία επί του παρόντος και περισσότερο από τα 40 GW έργων ηλεκτρολύτη που παρακολουθεί το BloombergNEF. Ωστόσο, είναι μόνο ένα μικρό μέρος των 850 GW που θα χρειαστεί μέχρι το 2030 για να παίξει το πράσινο υδρογόνο το ρόλο του σε έναν κόσμο καθαρού μηδενισμού. Πέρα από την αεροπορία και τη ναυτιλία, μεγάλοι όγκοι υδρογόνου θα χρειαστούν επίσης για μια σειρά από εφαρμογές, συμπεριλαμβανομένης της παραγωγής χάλυβα.
Ένα φωτεινό σημείο για τη ναυτιλία είναι ότι καθώς ο κόσμος θα αποδιοργανώνεται, ένα από τα κύρια φορτία των δρομολογίων μεγάλων αποστάσεων θα εξαφανιστεί: το πετρέλαιο και άλλα ορυκτά καύσιμα. Ο Koch Blank εκτιμά ότι τα ορυκτά καύσιμα αποτελούν το 40 τοις εκατό αυτού που μεταφέρεται μέσω του ωκεανού, και έτσι η απανθρακοποίηση θα μπορούσε να μειώσει τη ζήτηση για ενεργειακούς φορείς, καθώς και τις ενεργειακές απαιτήσεις αυτών των πλοίων.
Όραμα και θέληση
Υπάρχουν πολλά πιθανά μονοπάτια για την απαλλαγή από τον άνθρακα τόσο της αεροπορίας όσο και της ναυτιλίας, αλλά δεν είναι απαραίτητο ή ακόμη και δυνατό να γνωρίζουμε όλες τις λεπτομέρειες για το πώς θα γίνει αυτό. Αυτό που είναι σημαντικό είναι η βούληση να πραγματοποιηθεί το όραμα που δείχνουν οι αεροπορικές και ναυτιλιακές βιομηχανίες.
Και στις δύο περιπτώσεις, αυτός ο μετασχηματισμός θα χρειαστεί επένδυση στην έρευνα, την ανάπτυξη και την ανάπτυξη λύσεων μηδενικού άνθρακα σε πρώιμο στάδιο. Αυτό περιλαμβάνει όχι μόνο την κατασκευή πλοίων με μηδενικές εκπομπές άνθρακα, αλλά και τις αλυσίδες παραγωγής και εφοδιασμού καυσίμων που θα τα τροφοδοτούν.
Έχουμε το όραμα να φέρουμε την αεροπορία, τη ναυτιλία και άλλες βαριές βιομηχανίες σε μια βιώσιμη πορεία. Τώρα έρχεται η σκληρή δουλειά να το κάνεις.
Πηγή: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
