October saw a seismic shift, with the global merelaevandus ja lennundus Mõlemad tööstusharud kohustuvad 2050. aastaks jõudma nulli. Laevanduse jaoks on see edasiminek maamärgil Poseidoni põhimõtted. Lennunduse jaoks näitab see uut ambitsioonide taset.
Kuid mõlemat sektorit on raske dekarboniseerida ja keskseks küsimuseks jääb: kuidas nad seda teevad?
Meil pole veel kõiki kasutatavate tehnoloogiate üksikasju, kuid ka nendel tööstusharudel pole seda veel teada. Rahvusvaheline Laevanduskoda (ICS) on teatanud, et neto nullini jõudmiseks peab 5 protsenti ülemaailmsest laevastikust olema 2030. aastaks nullheitega. See tähendab tuhandete aluste ehitamist ja kasutuselevõttu, mis põhinevad uuel tehnoloogial. veel ulatuslikult kasutusele võetud, aga ka nende toetamiseks kütuse tarneahelate ehitamine.
Lennundustööstus on välja pakkunud lahendusi, mis nõuavad tööstuse töömudelite vähem häirimist – kuigi ka siin mängivad tõenäoliselt üha suuremat rolli uued tehnoloogiad ja uut tüüpi lennukid. Mõlemal juhul on kriitilise tähtsusega teadusuuringute suurem rahastamine ja lahenduste laiendamine.
In this blog, we will look at some of the more likely potential technologies that both maritime shipping and aviation could deploy to decarbonize their fleets and operations.
Electrification for short-haul
For both ships and planes, there is a solution for short-distance trips that is already familiar from ground transportation: electrification. Since December 2019, North America’s largest seaplane airline has been taking test flights of battery-powered electric aircraft. Harbour Air, which operates in the Vancouver, B.C., region, is pursuing regulatory approval to 2023. aastaks võtta reisijaid elektrilennukitega ja kavatseb muuta kogu oma 42 lennukist koosneva lennukipargi akutoitele.
Norwegian company Yara International announced that it will transport cargo for the first time in its new, autonomous battery-powered container ship.
Ja sel suvel teatas Norra ettevõte Yara International, et veab lasti esmakordselt oma uues, autonoomne akutoitel töötav konteinerlaev. Both developments show the promise of electrification for short-distance trips, including the airplane trips that serve as lifelines for remote communities in places such as the Australian Outback, parts of Canada and other areas not easily accessible by road.
“Short-haul for both shipping and aviation can likely be electrified,” notes Thomas Koch Blank, a senior principal in RMI’s Climate-Aligned Industries program. However, he understatedly describes the electrification of longer international and intercontinental routes for both industries as “challenging.”
For aviation, the challenge is the weight of batteries. For shipping, it is their bulk. “The volume of batteries needed is crazy,” notes Koch Blank. In both cases, the battery solutions that are revolutionizing ground transport simply don’t have the energy density to take on mid-or long-distance routes. And these longer routes are where most fuel is consumed.
Säästev lennukikütus
For aviation, the only low-carbon solution being deployed commercially is sustainable aviation fuel (SAF). While SAF can be made from a variety of sources including crop residues, waste vegetable oils and CO2 ise, globaalne turuliider SkyNRG turustab praegu vanaõlidest valmistatud biokütuseid.
. Võimalik missioon Partnerlus — organisatsioonide koalitsioon, sealhulgas RMI, kes tegeleb rasketööstuse dekarboniseerimisega — kirjeldab SAF-i kui ainsat elujõulist lühiajalist võimalust lennunduse süsinikdioksiidi heitkoguste vähendamiseks. Seda seetõttu, et see võib asendada kommertslennukites kasutatavat reaktiivkütust ja ühildub ka lennujaama tankimistaristuga. Lisaks ei sea SAF vahemikku piiranguid.
Kuid selleks, et SAF saaks olulist rolli mängida, tuleb seda oluliselt suurendada, mis nõuab suuri investeeringuid. Praegu pärineb ülemaailmne SAF-i tarnimine ühest Lõuna-California tehasest, mida haldab Global Energy ja mis suudab toota vähem kui 0.01 protsenti tööstuse aastasest kütusevajadusest.
But while SAF may play a major near-term role, there are limitations on the potential supply of waste oil and other biological sources of SAF for the aviation industry. A next-generation approach known as power-to-liquids (PtL) is less mature but carries even greater carbon-reducing potential. PtL uses electricity and CO2 sünteesida vedelaid süsivesinikkütuseid, mis võivad olla tõeliselt süsinikuvabad, kui elektrit saadakse taastuvatest energiaallikatest.
Hydrogen-powered skies
Pikemas perspektiivis uurib MPP mitmesuguseid lennunduse võimalusi. Organisatsioon ütleb, et vesinikkütusega lennukid on keskmiste ja pikaajaliste lendude heitkoguste vähendamisel kriitilise tähtsusega. Nende lennukite hulka kuuluvad nii kütuseelemendi- kui ka vesinikupõletuslennukid.
Selles valdkonnas tegutsevad juba mitmed paljutõotavad idufirmad, sealhulgas ZeroAvia, mis korraldas 2020. aasta suvel reisilennuki katselennu. Lisaks avalikustas Euroopa lennukitootja Airbus vesiniku jõul töötavate ideelennukite seeria.
European plane maker Airbus has unveiled a series of hydrogen-powered concept planes.
Ja kuigi ainult vett paiskavad lennukid tunduvad endiselt kauge lubadus, ütleb MPP, et kütuseelemendiga lennukid võivad 2030. aastaks võtta osa keskmaalendudest ja vesiniku põletamine võib 2035. aastaks anda energiat isegi pikamaalendudele.
Hydrogen on the open sea
For shipping, hydrogen may play an even larger role. RMI’s Koch Blank notes that much of the available biofuel resources will need to be directed to airlines. “If you aren’t doing biofuels, your zero-carbon options are hydrogen, ammonia or e-methanol,” explains Koch Blank. But ultimately, these other sources may also require hydrogen. A main method for producing ammonia requires hydrogen as a feedstock and e-methanol is derived from hydrogen and CO2.
Nii vesinikku kui ka ammoniaaki katsetatakse juba kütusena ning Prantsuse laevafirma CFT kavatseb anda vesinikkütusel töötava konteinerlaeva katsesõit Seine'i jõel hiljem sel aastal. Lisaks on laevandushiiglane Maersk tellimusi esitanud kaheksa laeva, mis võivad sõita metanooliga, kusjuures esimene plaanitakse kasutusele võtta 2024. aastal.
But for hydrogen-powered shipping to be emissions-free, the fuel needs to be produced in a way that does not emit greenhouse gases — namely, electrolysis using renewable energy to produce “green” hydrogen. In order for green hydrogen to power global shipping, we’re going to need a lot more electrolyzers than we have — and fast.
Tessa Weiss, RMI Climate-Aligned Industries Programmi kaastöötaja, prognoosib, et alates 3.6. aastast kulub igal aastal 5.2–2030 miljonit tonni vesinikku, olenevalt kasutatud kütuse segust, et täita ICS-i eesmärki dekarboniseerida 5 protsenti merekaubandus. Sellise rohelise vesiniku tootmiseks on vaja 41–60 gigavatti elektrolüsaatorit, mis töötab 50-protsendilise võimsusteguriga.
That’s around 14 to 20 times the 0.3 gigawatts of electrolyzers that are currently operational, and more than the 40 GW of electrolyzer projects that BloombergNEF is tracking. However, it is only a small portion of the 850 GW that will be needed by 2030 for green hydrogen to play its role in a net-zero world. Beyond aviation and shipping, large volumes of hydrogen will also be needed for a number of applications, including steel production.
One bright spot for shipping is that as the world decarbonizes, one of the main cargoes of long-haul routes will disappear: petroleum and other fossil fuels. Koch Blank estimates that fossil fuels constitute 40 percent of what is transported over the ocean, and so decarbonization could cut back on the demand for energy carriers, as well as the energy requirements of those ships.
Vision and will
There are multiple potential pathways to decarbonize both aviation and shipping, but it is not necessary or even possible to know all the details of how this will play out. What is important is the will to carry out the vision that the aviation and maritime shipping industries are showing.
In both cases, this transformation will need investment in research, development and early-stage deployment of zero-carbon solutions. This includes not only building zero-carbon vessels, but also the fuel production and supply chains that will feed them.
We have the vision to bring aviation, shipping and other heavy industries to a sustainable pathway. Now comes the hard work of doing it.
Source: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
