Lokakuussa tapahtui seisminen muutos globaalin kanssa merenkulku ja ilmailu Molemmat teollisuudenalat sitoutuvat siirtymään nollaan vuoteen 2050 mennessä Poseidonin periaatteet. Ilmailun osalta tämä osoittaa uuden kunnianhimoisen tason.
Molempien alojen hiilestä poistaminen on vaikeaa, ja keskeinen kysymys on edelleen: miten ne tekevät sen?
Meillä ei ole vielä kaikkia käytettävien tekniikoiden yksityiskohtia - mutta ei myöskään näillä aloilla. Kansainvälinen merenkulkuyksikkö (ICS) on todennut, että nollapisteen saavuttamiseksi 5 prosentilla maailman laivastosta on oltava päästöttömiä vuoteen 2030 mennessä. Tämä tarkoittaa tuhansien alusten rakentamista ja käyttöönottoa uuden tekniikan perusteella, joka ei ole on kuitenkin otettu käyttöön laajassa mittakaavassa ja rakennettu polttoaineen toimitusketjuja niiden tukemiseksi.
Lentoliikenne on ehdottanut ratkaisuja, jotka vaativat vähemmän häiriöitä alan toimintamalleihin - vaikkakin myös uusilla tekniikoilla ja uudentyyppisillä lentokoneilla on todennäköisesti kasvava rooli. Molemmissa tapauksissa tutkimusrahoituksen lisääminen ja mittakaavaratkaisut ovat kriittisiä.
Tässä blogissa tarkastelemme joitain todennäköisimpiä mahdollisia teknologioita, joita sekä merenkulku että lentoliikenne voisivat ottaa käyttöön laivastonsa ja toimintojensa hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi.
Lyhyen matkan sähköistys
Sekä laivoille että lentokoneille löytyy maaliikenteestä jo tuttu ratkaisu lyhyen matkan matkoille: sähköistys. Pohjois-Amerikan suurin vesilentokoneyhtiö on joulukuusta 2019 lähtien tehnyt akkukäyttöisten sähkölentokoneiden koelentoja. Harbour Air, joka toimii Vancouverin alueella, BC, hakee viranomaishyväksyntää ottaa matkustajia sähkökoneisiin vuoteen 2023 mennessä ja aikoo muuttaa koko 42 lentokonekannan akkukäyttöiseksi.
Norjalainen Yara International ilmoitti kuljettavansa rahtia ensimmäistä kertaa uudella, autonomisella akkukäyttöisellä konttilaivallaan.
Ja tänä kesänä norjalainen Yara International ilmoitti kuljettavansa rahtia ensimmäistä kertaa uudessa, autonominen paristokäyttöinen konttilaiva. Molemmat kehityssuunnat osoittavat lupauksen sähköistämisestä lyhyen matkan matkoille, mukaan lukien lentomatkat, jotka toimivat syrjäisten yhteisöjen pelastuslinjoina paikoissa, kuten Australian Outbackissa, osissa Kanadaa ja muilla alueilla, joille ei pääse helposti tiellä.
"Sekä merenkulun että lentoliikenteen lyhyet matkat voidaan todennäköisesti sähköistää", toteaa Thomas Koch Blank, RMI:n Climate-Aligned Industries -ohjelman vanhempi johtaja. Hän kuitenkin kuvailee pidempien kansainvälisten ja mannertenvälisten reittien sähköistämistä molemmille aloille "haastavaksi".
Ilmailun haasteena on akkujen paino. Toimituksen kannalta se on heidän suurin osansa. "Tarvittava paristojen määrä on hullu", toteaa Koch Blank. Molemmissa tapauksissa maaliikenteen mullistavilla akkuratkaisuilla ei yksinkertaisesti ole tarpeeksi energiatiheyttä kestämään keski- tai pitkän matkan reittejä. Ja näillä pidemmillä reiteillä kuluu eniten polttoainetta.
Kestävä lentopolttoaine
Lentoliikenteessä ainoa kaupallisesti käytetty vähähiilinen ratkaisu on kestävä lentopolttoaine (SAF). SAF voidaan valmistaa useista eri lähteistä, mukaan lukien viljelyjätteet, jätekasviöljyt ja CO2 itse, maailmanlaajuinen markkinajohtaja SkyNRG jakelee tällä hetkellä jäteöljyistä valmistettuja biopolttoaineita.
- Mahdollinen tehtävä kumppanuus -organisaatioiden yhteenliittymä, mukaan lukien RMI, joka pyrkii poistamaan raskaan teollisuuden hiilihapot-kuvaa SAFia ainoaksi toteuttamiskelpoiseksi lyhyen aikavälin vaihtoehdoksi lentoliikenteen hiilipäästöjen vähentämiseksi. Tämä johtuu siitä, että se voi toimia kaupallisissa lentokoneissa käytettävän lentopolttoaineen korvaajana ja on myös yhteensopiva lentoasemien tankkausinfrastruktuurin kanssa. Lisäksi SAF ei aseta kantamarajoituksia.
Mutta jotta SAF: lla olisi merkittävä rooli, sitä on skaalattava dramaattisesti, mikä vaatii huomattavia investointeja. Tällä hetkellä maailmanlaajuinen SAF -tarjonta tulee yhdestä Etelä -Kalifornian laitoksesta, jota ylläpitää Global Energy, joka voi tuottaa alle 0.01 prosenttia alan vuosittaisesta polttoaineen tarpeesta.
Vaikka SAF saattaakin olla tärkeässä roolissa lähitulevaisuudessa, jäteöljyn ja muiden biologisten SAF-lähteiden mahdollisille toimituksille ilmailuteollisuudelle on rajoituksia. Seuraavan sukupolven lähestymistapa, joka tunnetaan nimellä power-to-liquids (PtL), on vähemmän kypsä, mutta sillä on vielä suurempi potentiaali hiilen vähentämiseen. PtL käyttää sähköä ja hiilidioksidia2 syntetisoimaan nestemäisiä hiilivetypolttoaineita, jotka voivat olla todella nollahiilisiä, jos sähkö saadaan uusiutuvista energialähteistä.
Vetykäyttöinen taivas
Pidemmällä aikavälillä MPP tutkii erilaisia vaihtoehtoja ilmailulle. Organisaation mukaan vetyä käyttävät lentokoneet ovat ratkaisevia keskipitkän ja pitkän aikavälin lentojen päästöjen vähentämisessä. Näihin koneisiin kuuluu sekä polttokenno että vetypolttolentokone.
Tällä alueella toimii jo useita lupaavia startup -yrityksiä, mukaan lukien ZeroAvia, joka järjesti matkustajalentokoneen koelennon kesällä 2020. Lisäksi eurooppalainen lentokonevalmistaja Airbus on paljastanut sarja vetykäyttöisiä konekoneita.
Eurooppalainen lentokonevalmistaja Airbus on julkistanut sarjan vetykäyttöisiä konseptikoneita.
Ja vaikka vain vettä säteilevät lentokoneet näyttävät edelleen kaukaiselta lupaukselta, MPP sanoo, että polttokennokoneet voivat ottaa osuuden keskitason lennoista vuoteen 2030 mennessä ja että vedyn polttaminen voi tuottaa jopa pitkän matkan lentoja vuoteen 2035 mennessä.
Vety avomerellä
Kuljetuksessa vedyllä voi olla vielä suurempi rooli. RMI:n Koch Blank huomauttaa, että suuri osa käytettävissä olevista biopolttoaineresursseista on ohjattava lentoyhtiöille. "Jos et käytä biopolttoaineita, hiilidioksidivapaa vaihtoehtosi ovat vety, ammoniakki tai e-metanoli", Koch Blank selittää. Mutta viime kädessä nämä muut lähteet voivat myös vaatia vetyä. Päämenetelmä ammoniakin tuottamiseksi vaatii vetyä raaka-aineena ja e-metanolia johdetaan vedystä ja hiilidioksidista2.
Sekä vetyä että ammoniakkia testataan jo polttoaineina, ja ranskalainen varustamo CFT aikoo antaa a vetykäyttöinen kontti lähettää koeajon Seinen rannalla myöhemmin tänä vuonna. Lisäksi merenkulkujätti Maersk on tehnyt tilauksia kahdeksan alusta, jotka voivat ajaa metanolilla, ja ensimmäinen on tarkoitus ottaa käyttöön vuonna 2024.
Mutta jotta vetykäyttöinen merenkulku olisi päästötöntä, polttoaine on tuotettava tavalla, joka ei päästä kasvihuonekaasuja – eli elektrolyysillä uusiutuvalla energialla tuottamaan "vihreää" vetyä. Jotta vihreä vety toimisi maailmanlaajuisesti, tarvitsemme paljon enemmän elektrolysaattoreita kuin meillä on – ja nopeasti.
Tessa Weiss, RMI: n Climate-Aligned Industries -ohjelman osakas, arvioi, että kuluu vuodesta 3.6 alkaen vuosittain 5.2–2030 miljoonaa tonnia vetyä käytetystä polttoaineseoksesta riippuen, jotta ICS: n tavoite saavuttaa 5 prosentin merikauppa. Näin paljon vihreää vetyä tarvitaan 41–60 gigawattia elektrolysaattoreita, joiden teho on 50 prosenttia.
Se on noin 14-20 kertaa käytössä olevien elektrolyysilaitteiden 0.3 gigawattia ja enemmän kuin 40 GW elektrolyysiprojekteja, joita BloombergNEF seuraa. Se on kuitenkin vain pieni osa 850 GW:sta, joka tarvitaan vuoteen 2030 mennessä, jotta vihreä vety voisi täyttää tehtävänsä nettonolla-maailmassa. Ilmailun ja merenkulun lisäksi suuria määriä vetyä tarvitaan myös useisiin sovelluksiin, mukaan lukien teräksen tuotantoon.
Yksi merenkulun valopilkku on se, että maailman hiilidioksidipäästöttömyyden myötä yksi kaukoliikenteen päärahdista katoaa: öljy ja muut fossiiliset polttoaineet. Koch Blank arvioi, että fossiiliset polttoaineet muodostavat 40 prosenttia valtameren yli kuljetettavista polttoaineista, joten hiilidioksidipäästöjen vähentäminen voisi vähentää energiankantajien kysyntää sekä näiden alusten energiantarpeita.
Visio ja tahto
Ilmailun ja merenkulun hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen on useita mahdollisia tapoja, mutta ei ole välttämätöntä tai edes mahdollista tietää kaikkia yksityiskohtia siitä, miten tämä tapahtuu. Tärkeää on halu toteuttaa se visio, jota ilmailu- ja merenkulkuala näyttää.
Molemmissa tapauksissa tämä muutos vaatii investointeja tutkimukseen, kehitykseen ja nollahiilisten ratkaisujen alkuvaiheen käyttöönottoon. Tämä ei sisällä vain nollahiilisten alusten rakentamista, vaan myös niitä ruokkivat polttoaineen tuotanto- ja toimitusketjut.
Meillä on visio tuoda lento-, merenkulku- ja muut raskaat teollisuudenalat kestävälle tielle. Nyt tulee sen tekemisen kova työ.
Lähde: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
