Sustainable Aviation Fuel Offers Flight Path To Net-zero Air Travel

प्लेटो द्वारा पुनर्प्रकाशित

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[यह लेख फर्स्ट मूवर्स गठबंधन के सदस्यों की एक श्रृंखला का हिस्सा है। आप पहल के बारे में और कहानियाँ पढ़ सकते हैं यहाँ उत्पन्न करें.]

27 नवंबर को, विमानन इतिहास का एक छोटा सा टुकड़ा बनाया गया था: रोल्स-रॉयस ने दुनिया का पहला आधुनिक परीक्षण किया विमान का इंजन विशुद्ध रूप से स्वच्छ हाइड्रोजन द्वारा संचालित होता है. हालांकि प्रौद्योगिकी के 2030 के दशक के मध्य तक व्यावसायिक रूप से व्यवहार्य होने की उम्मीद नहीं है, यह परीक्षण विमानन उद्योग को शून्य-कार्बन, लंबी दूरी की उड़ान के पवित्र कब्र के करीब ले जाता है।

स्वच्छ हाइड्रोजन-संचालित यात्री उड़ान के साथ एक दशक से अधिक समय तक, उद्योग की निकट-अवधि की शुद्ध-शून्य उम्मीदें स्थायी विमानन ईंधन (SAF) पर टिकी हैं। यह लेख जांच करता है कि विमान को ऊर्जा देने के इस क्रांतिकारी तरीके के लिए आपूर्ति और मांग दोनों में तेजी कैसे लाई जाए - 1.5 डिग्री सेल्सियस-संरेखित मार्ग द्वारा गति और पैमाने की मांग की गई।

एविएशन अपनी उड़ान योजना को बदलने के लिए सहमत है

1960 से छह दशकों में, हवाई यात्रा करने वाले यात्रियों की संख्या में वृद्धि हुई 100 में 4 मिलियन से 2019 बिलियन से अधिक. इंटरनेशनल एयर ट्रांसपोर्ट एसोसिएशन (IATA) भविष्यवाणी करता है यात्री 2024 के बाद पूर्व-महामारी के स्तर को पार कर जाएंगे और कर सकते हैं 10 तक 2050 बिलियन यात्रा से अधिक. जबकि वैश्विक व्यापार और समझ के लिए विमानन के लाभ संदेह से परे हैं, वे ग्रह की कीमत पर आते हैं।

2021 में, विमानन का हिसाब वैश्विक ऊर्जा से संबंधित सीओ का 2 प्रतिशत से अधिक₂ अंतर्राष्ट्रीय ऊर्जा एजेंसी (IEA) के अनुसार उत्सर्जन. जब आप उच्च ऊंचाई पर जीवाश्म जेट ईंधन के दहन द्वारा बनाए गए गर्भ निरोधकों के वार्मिंग प्रभाव में जोड़ते हैं, विमानन ग्लोबल वार्मिंग का प्रभाव बढ़ता है आगे। हाल के दशकों में, उड्डयन का उत्सर्जन सड़क, रेल या नौवहन की तुलना में तेजी से बढ़ा है, यूरोप में बढ़ रहा है, उदाहरण के लिए, 24 से 2005 तक 2019 प्रतिशत. महामारी के दौरान 40 प्रतिशत की गिरावट के बावजूद, IEA को उम्मीद है कि कुछ वर्षों के भीतर विमानन का उत्सर्जन 2019 के स्तर को पार कर जाएगा - बिना किसी कमी के, वे 2050 तक तीन गुना हो सकते हैं. विमानन को अपनी उड़ान योजना — और तेज़ बदलने की आवश्यकता है।

हालांकि 2015 में जलवायु पर पेरिस समझौते से उड्डयन को छोड़ दिया गया था, लेकिन उद्योग सितंबर 2021 में नेट-शून्य सीओ के लिए प्रतिबद्ध होने पर सहमत हुआ।₂ 2050 तक उत्सर्जन. और अक्टूबर में, 184 सरकारें के तत्वावधान में एक साथ आईं अंतर्राष्ट्रीय नागरिक उड्डयन संगठन (ICAO) उसी दीर्घकालिक लक्ष्य को अपनाने के लिए। यह एक अभूतपूर्व कदम था।

SAF आज वैश्विक विमानन ईंधन खपत के 0.1% से कम का प्रतिनिधित्व करता है - एक छोटा कदम जिसे एक विशाल छलांग लगाने की आवश्यकता है।

गंतव्य के लिए इतना कुछ, लेकिन वहां पहुंचने के लिए उड़ान योजना के बारे में क्या?

इस साल की शुरुआत में, मिशन पॉसिबल पार्टनरशिप और वर्ल्ड इकोनॉमिक फोरम (WEF) ने इसे प्रकाशित किया दुनिया की पहली 1.5 डिग्री सेल्सियस-संरेखित विमानन संक्रमण रणनीति, 70 कॉर्पोरेट भागीदारों द्वारा समर्थित। रणनीति 95 तक 2050 प्रतिशत डीकार्बोनाइजेशन की दिशा में एक "विवेकपूर्ण" मार्ग का नक्शा बनाती है, जिसमें ईंधन और विमान क्षमता, स्वच्छ हाइड्रोजन सहित शेष उत्सर्जन में कमी लाने के लिए विभिन्न विकल्पों के साथ एसएएफ प्रमुख भूमिका (45 प्रतिशत) निभाता है।, लघु-ढोना उड़ान के लिए बैटरी-विद्युत शक्तिs और हवाई नेविगेशन का अनुकूलन।

आइए सस्टेनेबल एविएशन फ्यूल पर करीब से नजर डालें और देखें कि कैसे वे लो-कार्बन फ्लाइट के सपने को हकीकत के करीब ला सकते हैं।

टिकाऊ विमानन ईंधन को व्यवहार्य बनाने के लिए तीन प्राथमिकताएं

आज के व्यावसायिक रूप से उपलब्ध SAF आमतौर पर वनस्पति तेलों या गन्ने या मकई जैसी फसलों से प्राप्त इथेनॉल से बने जैव ईंधन हैं। उनके निर्माण में उपयोग किए गए फीडस्टॉक के आधार पर, वे सीओ में पहले से ही 60-85 प्रतिशत की कमी कर सकते हैं₂ उत्सर्जन।

SAF का बड़ा फायदा यह है कि यह एक "ड्रॉप-इन" ईंधन है - आप इसे सीधे विमान के ईंधन टैंक में पंप कर सकते हैं बिना विमान या हवाई अड्डों पर विशेष बुनियादी ढांचे के लिए महंगे रेट्रोफिटिंग के बिना। मौजूदा नियम केवल वाणिज्यिक विमानों को एसएएफ और नियमित मिट्टी के तेल के 50/50 मिश्रण का उपयोग करने की अनुमति देते हैं। लेकिन मार्च में एयरबस ने अपने A380 - दुनिया के सबसे बड़े यात्री विमान का सफलतापूर्वक परीक्षण किया - इसके चार इंजनों में से एक में 100 प्रतिशत SAF का उपयोग किया गया. एयरबस ने अन्य विमान मॉडल और हेलीकॉप्टर पर इसी तरह के परीक्षण किए हैं। जून में, एक स्वीडिश क्षेत्रीय एयरलाइन ने a. के साथ दुनिया की पहली परीक्षण उड़ान पूरी की वाणिज्यिक विमान अपने दोनों इंजनों में SAF उड़ा रहे हैं.

इतनी अच्छी खबर के लिए। बुरी खबर यह है कि SAF अभी भी बहुत महंगा है - पारंपरिक जेट ईंधन की 2019 की कीमत के दो से पांच गुना के बीच कुछ भी। नतीजतन, SAF आज वैश्विक विमानन ईंधन खपत के 0.1 प्रतिशत से भी कम का प्रतिनिधित्व करता है - एक छोटा कदम जिसे एक विशाल छलांग बनने की जरूरत है।

एयरबस उन 100 से अधिक कंपनियों में शामिल है, जिन्हें फोरम के क्लीन स्काईज फॉर टुमॉरो पहल द्वारा सितंबर 2021 में आयोजित किया गया था, जिसने एक निर्धारित किया SAF के लिए 10 तक वैश्विक स्तर पर विमानन की ईंधन जरूरतों के 2030 प्रतिशत को पूरा करने का लक्ष्य. इसे प्राप्त करने के लिए, तीन चीज़ें होनी चाहिए:

स्केल-अप आपूर्ति: 10 तक 2030 प्रतिशत लक्ष्य तक पहुंचने के लिए उत्पादन की मात्रा को पांच या छह गुना बढ़ाना होगा। इसके लिए कम से कम 300 नए एसएएफ संयंत्रों की आवश्यकता होगी।
लागत कम करें: उद्योग से मांग संकेतों के बिना ईंधन उत्पादक इन नए एसएएफ संयंत्रों में निवेश नहीं करेंगे। लेकिन एयरलाइंस इस संकेत को भेजने के लिए पर्याप्त एसएएफ तब तक नहीं खरीदेगी जब तक कि कीमत कम नहीं हो जाती।
स्पष्ट बाजार और मांग संकेत निर्धारित करें सरकारों और कंपनियों से: सरकारों को प्रोत्साहन, कर क्रेडिट और शासनादेश के मिश्रण के माध्यम से SAF उत्पादन में निवेश को किक-स्टार्ट करने में मदद करनी चाहिए। अग्रणी विमानन कंपनियां ईंधन आपूर्तिकर्ताओं द्वारा निवेश को जोखिम से बचाने के लिए लंबी अवधि के ऑफटेक समझौतों के लिए प्रतिबद्ध हो सकती हैं।

फर्स्ट मूवर्स गठबंधन ने 'सुपर-एसएएफ' के लिए मांग संकेत भेजा

SAF - मूल्य और उपलब्धता को बढ़ाने के लिए दो प्रमुख बाधाओं को दूर करने के लिए - किसी को पहला कदम उठाने की जरूरत है। मई में, यूनाइटेड एयरलाइंस पहला वाहक था एम्स्टर्डम से बाहर अपनी उड़ानों के लिए SAF के 50 मिलियन गैलन के लिए एक विदेशी आपूर्तिकर्ता के साथ एक ऑफटेक समझौते पर हस्ताक्षर करने के लिए। यूनाइटेड और एयरबस उन 50 से अधिक व्यवसायों में शामिल हैं जो बनाते हैं फोरम का फर्स्ट मूवर्स गठबंधन (FMC), दुनिया के उत्सर्जन के एक तिहाई के लिए जिम्मेदार - विमानन सहित - सात "कठिन समाप्त करने के लिए" औद्योगिक क्षेत्रों को डीकार्बोनाइज करने के लिए कंपनियों की क्रय शक्ति का उपयोग करने के लिए एक वैश्विक पहल।

एफएमसी ने उड्डयन में शायद सबसे कठिन कार्य को हल करने के लिए अपनी जगहें निर्धारित की हैं - केवल उन "सुपर-एसएएफ" की मांग को बढ़ावा देने के लिए जो पारंपरिक जेट ईंधन की तुलना में जीवन-चक्र ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को 85 प्रतिशत या उससे अधिक कम कर सकते हैं। FMC सदस्यों का लक्ष्य अपने पारंपरिक ईंधन के कम से कम 5 प्रतिशत को इन सुपर-कुशल SAF से बदलना है (या अन्य शून्य-उत्सर्जन तकनीक यदि उपलब्ध हो) 2030 तक। इसका उद्देश्य ईंधन उत्पादकों और निवेशकों को एक मांग संकेत भेजना है ताकि उन्हें नए संयंत्रों में निवेश करने और कीमतों को नीचे लाने का विश्वास हो।

प्रत्येक SAF प्रक्रिया को दूर करने के लिए अपनी स्वयं की चुनौतियों का सामना करना पड़ता है। दो सबसे आम प्रौद्योगिकियां (एचईएफए और अल्कोहल-टू-जेट) जेट ईंधन बनाने के लिए रेपसीड, सोयाबीन, ताड़ के तेल, गन्ना या मकई जैसी खाद्य फसलों के प्रसंस्करण पर निर्भर करती हैं। चूँकि ये फ़सलें सीमित हैं - और फीडस्टॉक्स से बचने के सुनहरे सिद्धांत का पालन करते हुए जो अन्य उद्देश्यों के लिए आवश्यक भूमि का उपयोग करते हैं - हमें पूरक स्रोतों को देखना होगा।

दो नई प्रौद्योगिकियां निकट-शून्य उत्सर्जन SAF: फिशर-ट्रोप्सच (FT) और पावर-टू-लिक्विड (PtL) प्रक्रियाओं का उत्पादन करने की क्षमता रखती हैं। एफटी का लाभ यह है कि यह "गैर-खाद्य फीडस्टॉक्स" की एक विस्तृत श्रृंखला - नगरपालिका ठोस अपशिष्ट, स्विचग्रास, वानिकी और कृषि के अवशेष - को जेट ईंधन में बदल सकता है जो 90-100 प्रतिशत सीओ 2 कमी प्रदान करता है।

PtL, इस बीच, एक पायलट-स्टेज तकनीक है जो COXNUMX के साथ ग्रीन हाइड्रोजन (नवीकरणीय ऊर्जा द्वारा उत्पादित) को जोड़ती है₂ एक सिंथेटिक ईंधन बनाने के लिए परिवेशी वायु से सीधे कब्जा कर लिया जाता है जिसे अक्सर "ई-केरोसिन" के रूप में जाना जाता है - वस्तुतः जीवाश्म-मुक्त ऊर्जा स्रोत। एयरबस उस कंसोर्टियम का हिस्सा है जिसने हाल ही में हैम्बर्ग में एक नए औद्योगिक पैमाने के PtL संयंत्र की घोषणा की है. PtL का लाभ यह है कि इसके लिए कृषि योग्य भूमि या जैविक फीडस्टॉक्स की आवश्यकता नहीं है। PtL के साथ चुनौतियां अन्य क्षेत्रों से हरित हाइड्रोजन के लिए लागत और प्रतिस्पर्धा के आसपास होंगी।

वैश्विक आधार पर SAF बाजार को प्रोत्साहित करने के लिए हमें सभी प्रमाणित रास्तों की आवश्यकता है - और बर्बाद करने का कोई समय नहीं है।

स्थायी उड्डयन को राज्यों और मानक-सेटरों से समर्थन की आवश्यकता है

अब जब 100 से अधिक विमानन कंपनियां यह सुनिश्चित करने के लिए प्रतिबद्ध हैं कि 10 तक उनकी वैश्विक जेट ईंधन आपूर्ति का 2030 प्रतिशत एसएएफ हो, तो पूरी तरह से नए प्रकार के ईंधन बाजार की मांग स्पष्ट रूप से है। पारंपरिक ईंधन उत्पादक और नवागंतुक दोनों ही प्रतिक्रिया देने लगे हैं। लेकिन कंपनियां अकेले नेट-जीरो पाथवे में परिवर्तन का प्रबंधन नहीं कर सकती हैं।

सरकारें प्रोत्साहन देकर SAF और जीवाश्म जेट ईंधन के बीच खेल के मैदान को समतल कर सकती हैं। अमेरिका में, उदाहरण के लिए, राष्ट्रपति जो बिडेन के हालिया मुद्रास्फीति न्यूनीकरण अधिनियम (IRA) ने a SAF के लिए प्रति गैलन $1.75 तक का टैक्स क्रेडिट और, पहली बार, सबसे कम उत्सर्जन वाले ईंधन के उत्पादन को प्रोत्साहित करने के लिए क्रेडिट राशि को सीधे ईंधन के जीवन-चक्र उत्सर्जन से जोड़ा। प्रभाव पारंपरिक जेट ईंधन के लिए SAF की लागत को लगभग उच्चतम कीमत पर लाने के लिए होगा। इन मिश्रणकर्ताओं के टैक्स क्रेडिट बाइडेन प्रशासन के हिस्से हैं SAF ग्रैंड चैलेंज 3 बिलियन गैलन स्थायी जेट ईंधन के उत्पादन को प्रोत्साहित करने के लिए और 20 तक विमानन उत्सर्जन को 2030 प्रतिशत तक कम करना।

बिडेन का इरा भी शामिल है a $3 प्रति किलोग्राम ग्रीन हाइड्रोजन का हाइड्रोजन उत्पादन कर क्रेडिट, जो ई-मिट्टी के तेल को और अधिक लागत-प्रतिस्पर्धी बना सकता है और PtL के विकास को गति दे सकता है। ग्रीन हाइड्रोजन और SAF दोनों को सब्सिडी देने में, ये टैक्स क्रेडिट एविएशन इंडस्ट्री के लिए एक वास्तविक गेम-चेंजर हैं, जिन्हें समान खेल मैदान सुनिश्चित करने और SAF उत्पादन को प्रोत्साहित करने और वैश्विक आधार पर आगे बढ़ने के लिए कहीं और दिखाया जाना चाहिए।.

इस बीच, यूरोप कानूनी जनादेश पर विचार कर रहा है। यूके सरकार ने 2025 से शुरू होने वाले जनादेश की घोषणा की है जिसके लिए विमानन ईंधन आपूर्तिकर्ताओं को यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होगी कि उनके ईंधन में 10 तक 2030 प्रतिशत एसएएफ शामिल है। अगले साल, यूरोपीय संघ एक समान "शुरू करने की योजना बना रहा हैसम्मिश्रण जनादेश ” जिसकी आवश्यकता होगी ईंधन आपूर्तिकर्ताओं को यूरोपीय हवाई अड्डों को आपूर्ति किए जाने वाले SAF के अनुपात में वृद्धि करनी चाहिए, जो 2 में सभी विमानन ईंधन के 2025 प्रतिशत से शुरू होकर 37 तक 2040 प्रतिशत और 85 तक 2050 प्रतिशत तक बढ़ जाएगा। यूरोपीय संघ के नियमों के तहत, कोई भी SAF जो खाद्य फसल का उपयोग करता है- आधारित फीडस्टॉक्स को बाहर रखा जाएगा।

जबकि जनादेश खेल के मैदान को समतल करने में मदद कर सकता है, प्रभावी होने के लिए उन्हें आर एंड डी में सार्वजनिक निवेश के साथ-साथ खरीदारों के प्रोत्साहन के साथ विकसित करने की आवश्यकता है जो अभी भी एक बहुत ही नवजात बाजार है। यूरोपीय संघ इसके तहत मुफ्त कार्बन क्रेडिट की पेशकश करके एसएएफ की लागत को कम करने में मदद करने पर भी विचार कर रहा है उत्सर्जन व्यापार योजना (टिकट) जो टिकाऊ जेट ईंधन का उपयोग करके कम किए गए CO2 के बराबर हैं।

सामान्य प्रमाणन और लेखा मानक भी महत्वपूर्ण हैं। एक बड़ी चुनौती यह है कि एसएएफ की आपूर्ति अभी तक कई हवाईअड्डों पर उपलब्ध नहीं है, जिससे उन वाहकों को छोड़ दिया जाता है जो अपने विमान में ईंधन भरना चाहते हैं। इस समस्या को हल करने के लिए एक अभिनव दृष्टिकोण - जिसे "बुक एंड क्लेम" के रूप में जाना जाता है - एक ऐसे विमान को अनुमति देता है जो एसएएफ के साथ ईंधन भरने के लिए एक और समकक्ष उड़ान के लिए भुगतान करने के लिए एसएएफ के साथ ईंधन नहीं भर सकता है। टिकाऊ ईंधन के लिए भुगतान करने वाली एयरलाइन सीओ का दावा कर सकती है₂ कटौती यह अपने शुद्ध-शून्य प्रतिज्ञाओं के विरुद्ध लाता है। बुक एंड क्लेम एक बहुत ही आशाजनक समाधान है, लेकिन दृष्टिकोणों के सामंजस्य के लिए इसे अंतर्राष्ट्रीय मानकीकरण की आवश्यकता है। मंच के स्वच्छ आसमान कल के लिए पहल ने हाल ही में लेखांकन और रिपोर्टिंग पर दिशानिर्देश प्रकाशित किए हैं SAF से संबंधित प्रमाणित उत्सर्जन कटौती पर।

SAF आपूर्तिकर्ताओं के साथ लंबी अवधि के ऑफटेक समझौतों के लिए प्रतिबद्ध विमानन कंपनियों के सरकारी कर क्रेडिट और नेतृत्व के संयोजन के साथ, बाजार तेजी से आगे बढ़ सकता है। और सिर्फ यूरोप और उत्तरी अमेरिका में ही नहीं। तक पहुँचने के लिए 300-370 मिलियन मीट्रिक टन SAF विमानन को डीकार्बोनाइज करने में प्रत्येक वर्ष लगेगा, हमें निर्माण में शामिल होने के लिए दुनिया भर के देशों की आवश्यकता होगी। संभावित रूप से लाखों नई नौकरियों के साथ एक नया उद्योग बनाने का अवसर है।

उसी डीकार्बोनाइज्ड गंतव्य के लिए अन्य मार्ग

जबकि SAF उड्डयन के कार्बन पदचिह्न को कम करने की दिशा में सबसे व्यवहार्य मध्यम अवधि का मार्ग है, दो अन्य क्रांतिकारी लगभग शून्य ईंधन प्रौद्योगिकियां विकसित की जा रही हैं: बैटरी-इलेक्ट्रिक और स्वच्छ हाइड्रोजन।

जबकि बैटरी के वजन से बिजली से चलने वाली तकनीक को केवल छोटे मार्गों तक सीमित करने की उम्मीद है, इस दशक के अंत तक बैटरी-इलेक्ट्रिक उड़ान एक व्यावसायिक वास्तविकता बन सकती है। यूनाइटेड एयरलाइंस ने 100 बैटरी-इलेक्ट्रिक विमानों के लिए ऑर्डर दिया है 30 मील तक 124 यात्रियों को उड़ाने में सक्षम - SAF द्वारा संचालित रिजर्व-हाइब्रिड इंजन के साथ 249 मील तक। बड़े विमानों की ईंधन खपत को कम करने के लिए बैटरी भी एक प्रमुख भूमिका निभा सकती है। यह बताता है कि क्यों एयरबस और फ्रांसीसी कार निर्माता रेनॉल्ट ने हाल ही में भागीदारी की लंबी दूरी के इलेक्ट्रिक वाहनों के विकास के लिए मुख्य बाधाओं में से एक, ऊर्जा भंडारण से संबंधित प्रौद्योगिकियों को विकसित करना।

और फिर - जैसा कि हमने इस लेख की शुरुआत में देखा - स्वच्छ हाइड्रोजन है। इसका उपयोग ईंधन कोशिकाओं को बिजली देने के लिए किया जा सकता है जो बिजली की मोटरों को चलाते हैं या इसे सीधे विमान में जलाया जा सकता है। वजन के हिसाब से यह मिट्टी के तेल से तीन गुना ज्यादा ताकतवर है। लेकिन गैस के रूप में, इसकी मात्रा एक चुनौती है - परिवहन और भंडारण के लिए, इसे माइनस -423 डिग्री फ़ारेनहाइट पर एक तरल में ठंडा करने की आवश्यकता होती है, फिर दहन से पहले वापस गैस में परिवर्तित हो जाती है। हाइड्रोजन को ईंधन सेल के माध्यम से बिजली में भी परिवर्तित किया जा सकता है, जो बदले में एक विद्युत प्रोपेलर को शक्ति प्रदान करता है। एक ईंधन सेल विमान विशेष रूप से दिलचस्प है क्योंकि यह कोई CO2 उत्सर्जन या जहरीले नाइट्रस ऑक्साइड उत्पन्न नहीं करता है।

मई में, एयरबस ने यूके सरकार से $828 मिलियन के वित्त पोषण समर्थन के साथ ब्रिस्टल, इंग्लैंड में अपना शून्य उत्सर्जन विकास केंद्र लॉन्च किया, और कंपनी फ्रांस और जर्मनी में भी शोध कर रही है, विशेष रूप से हाइड्रोजन ईंधन टैंक और प्रणोदन प्रणाली पर। एयरबस ने 380 में हाइड्रोजन द्वारा संचालित एक इंजन से लैस ए2026 पर उड़ान परीक्षण करने की योजना बनाई है - एक के लिए मार्ग में पहला पड़ाव 2035 के लिए लक्षित एयरबस के जीरो हाइड्रोजन-संचालित यात्री विमान का वाणिज्यिक प्रक्षेपण.

जबकि हवाई परिवहन को डीकार्बोनाइज करने के लिए कोई चांदी की गोली नहीं है, इनमें से प्रत्येक पहल वादा दिखाती है। लेकिन वास्तव में उड़ान भरने के लिए शून्य-उत्सर्जन उड़ान के लिए एयरलाइंस, विमान निर्माताओं, ईंधन उत्पादकों, हवाई अड्डों और सरकारों से दीर्घकालिक, समन्वित कार्रवाई करनी होगी।