Październik przyniósł zmianę sejsmiczną, związaną z globalnością żegluga morska i lotnictwo obie branże zobowiązują się do przejścia do zera netto do 2050 r. Dla branży żeglugowej jest to dalszy postęp w przełomie Zasady Posejdona. W przypadku lotnictwa oznacza to nowy poziom ambicji.
Ale oba sektory są trudne do dekarbonizacji i pozostaje zasadnicze pytanie: jak to zrobią?
Nie znamy jeszcze wszystkich szczegółów technologii, które będą używane — ale te branże też nie. Międzynarodowa Izba Żeglugi (ICS) stwierdziła, że aby osiągnąć zero netto, 5 procent światowej floty żeglugowej będzie musiało być bezemisyjne do 2030 roku. Oznacza to budowę i rozmieszczenie tysięcy statków w oparciu o nową technologię, która nie zostały już wdrożone na dużą skalę, a także budują łańcuchy dostaw paliw, aby je wspierać.
Branża lotnicza zaproponowała rozwiązania, które wymagają mniej zakłóceń w modelach operacyjnych branży — chociaż i tutaj nowe technologie i nowe typy samolotów prawdopodobnie będą odgrywać coraz większą rolę. W obu przypadkach kluczowe znaczenie będzie miało większe finansowanie badań i rozwiązań skalowych.
W tym blogu przyjrzymy się niektórym z bardziej prawdopodobnych potencjalnych technologii, które zarówno żegluga morska, jak i lotnictwo mogłyby wdrożyć w celu dekarbonizacji swoich flot i operacji.
Elektryfikacja na krótkich dystansach
Zarówno w przypadku statków, jak i samolotów istnieje rozwiązanie znane już z transportu naziemnego na krótkie dystanse: elektryfikacja. Od grudnia 2019 r. największa w Ameryce Północnej linia lotnicza oferująca wodnosamoloty wykonuje loty testowe samolotów elektrycznych zasilanych akumulatorowo. Harbour Air, który działa w regionie Vancouver w Kolumbii Brytyjskiej, ubiega się o zgodę organów regulacyjnych na zabierać pasażerów samolotami elektrycznymi do 2023 r. i planuje przerobić całą swoją flotę 42 samolotów na zasilanie bateryjne.
Norweska firma Yara International ogłosiła, że po raz pierwszy będzie przewozić ładunek swoim nowym, autonomicznym kontenerowcem zasilanym akumulatorowo.
A tego lata norweska firma Yara International ogłosiła, że po raz pierwszy przewiezie ładunek w swoim nowym, autonomiczny kontenerowiec zasilany bateryjnie,. Obydwa rozwiązania dają nadzieję na elektryfikację podróży na krótkich dystansach, w tym podróży samolotem, które służą jako ratunek dla odległych społeczności w miejscach takich jak australijski busz, części Kanady i inne obszary trudno dostępne drogowo.
„Loty krótkodystansowe, zarówno żeglugowe, jak i lotnicze, prawdopodobnie będą mogły zostać zelektryfikowane” – zauważa Thomas Koch Blank, starszy dyrektor programu RMI Climate-Aligned Industries. Jednak w sposób dyskretny opisuje elektryfikację dłuższych tras międzynarodowych i międzykontynentalnych dla obu branż jako „trudną”.
Dla lotnictwa wyzwaniem jest waga akumulatorów. W przypadku wysyłki jest to ich masa. „Ilość potrzebnych baterii jest szalona” – zauważa Koch Blank. W obu przypadkach rozwiązania akumulatorowe, które rewolucjonizują transport naziemny, po prostu nie mają takiej gęstości energii, aby można było je wykorzystać na trasach średnio- i długodystansowych. Na tych dłuższych trasach zużywa się najwięcej paliwa.
Zrównoważone paliwo lotnicze
W lotnictwie jedynym komercyjnie wdrażanym rozwiązaniem niskoemisyjnym jest zrównoważone paliwo lotnicze (SAF). Chociaż SAF można wytwarzać z różnych źródeł, w tym resztek pożniwnych, odpadowych olejów roślinnych i CO2 siebie, światowego lidera rynku SkyNRG obecnie dystrybuuje biopaliwa z olejów odpadowych.
Połączenia Misja Możliwa współpraca — koalicja organizacji, w tym RMI, pracująca nad dekarbonizacją przemysłu ciężkiego — opisuje SAF jako jedyną realną krótkoterminową opcję redukcji emisji dwutlenku węgla z lotnictwa. Dzieje się tak, ponieważ może służyć jako zamiennik paliwa do silników odrzutowych używanego w samolotach komercyjnych, a także jest kompatybilny z infrastrukturą paliwową lotniska. Ponadto SAF nie ogranicza zasięgu.
Jednak aby SAF mógł odegrać główną rolę, będzie musiał zostać znacznie rozbudowany, co będzie wymagało znacznych inwestycji. Obecnie globalna podaż SAF pochodzi z jednego zakładu w południowej Kalifornii obsługiwanego przez Global Energy, który może wyprodukować mniej niż 0.01 procent rocznego zapotrzebowania przemysłu na paliwo.
Chociaż SAF może odegrać główną rolę w najbliższej przyszłości, istnieją ograniczenia w zakresie potencjalnych dostaw olejów odpadowych i innych biologicznych źródeł SAF dla przemysłu lotniczego. Podejście nowej generacji, znane jako Power-to-Liquids (PtL), jest mniej dojrzałe, ale niesie ze sobą jeszcze większy potencjał redukcji emisji dwutlenku węgla. PtL wykorzystuje energię elektryczną i CO2 do syntezy ciekłych paliw węglowodorowych, które mogą być naprawdę bezemisyjne, jeśli energia elektryczna jest dostarczana ze źródeł odnawialnych.
Niebo napędzane wodorem
W dłuższej perspektywie MPP bada szereg opcji dla lotnictwa. Organizacja twierdzi, że samoloty napędzane wodorem będą miały kluczowe znaczenie dla redukcji emisji z lotów średnio- i długoterminowych. Samoloty te obejmują zarówno samoloty na ogniwa paliwowe, jak i samoloty na spalanie wodoru.
W tym obszarze działa już kilka obiecujących startupów, w tym ZeroAvia, które latem 2020 roku przeprowadziło lot testowy dla samolotu pasażerskiego. Dodatkowo europejski producent samolotów Airbus zaprezentował seria samolotów koncepcyjnych napędzanych wodorem.
Europejski producent samolotów Airbus zaprezentował serię koncepcyjnych samolotów napędzanych wodorem.
I chociaż samoloty, które emitują tylko wodę, nadal wydają się odległą obietnicą, MPP twierdzi, że samoloty z ogniwami paliwowymi mogą wziąć udział w lotach średniego zasięgu do 2030 r., a spalanie wodoru może zasilać nawet loty na duże odległości do 2035 r.
Wodór na otwartym morzu
W żegludze wodór może odegrać jeszcze większą rolę. Koch Blank z RMI zauważa, że większość dostępnych zasobów biopaliwa będzie musiała zostać skierowana do linii lotniczych. „Jeśli nie wykorzystujesz biopaliw, opcjami zeroemisyjnymi są wodór, amoniak lub e-metanol” – wyjaśnia Koch Blank. Ostatecznie jednak te inne źródła mogą również wymagać wodoru. Główna metoda produkcji amoniaku wymaga wodoru jako surowca, a e-metanol otrzymuje się z wodoru i CO2.
Zarówno wodór, jak i amoniak są już testowane jako paliwa, a francuska firma żeglugowa CFT planuje dać kontenerowiec napędzany wodorem eksploatacja próbna na Sekwanie jeszcze w tym roku. Dodatkowo, gigant żeglugowy Maersk złożył zamówienia na osiem statków, które mogą jeździć na metanolu, a pierwsze wdrożenie zaplanowano na 2024 r.
Aby jednak żegluga napędzana wodorem była bezemisyjna, paliwo musi być produkowane w sposób nieemitujący gazów cieplarnianych, czyli w drodze elektrolizy przy użyciu energii odnawialnej w celu wytworzenia „zielonego” wodoru. Aby ekologiczny wodór zasilał globalną żeglugę, będziemy potrzebować znacznie więcej elektrolizerów niż mamy – i to szybko.
Tessa Weiss, współpracowniczka programu Climate-Aligned Industries Program RMI, szacuje, że od 3.6 r. będzie potrzebować od 5.2 mln do 2030 mln ton wodoru rocznie, w zależności od mieszanki używanego paliwa, aby osiągnąć cel ICS dotyczący dekarbonizacji o 5% handel morski. Wytworzenie takiej ilości zielonego wodoru będzie wymagało 41–60 gigawatów elektrolizerów pracujących z 50-procentowym współczynnikiem wydajności.
To około 14 do 20 razy więcej niż 0.3 gigawata obecnie działających elektrolizerów i ponad 40 GW projektów elektrolizerów śledzonych przez BloombergNEF. Jednak tylko niewielka część z 850 GW, które będą potrzebne do 2030 r., aby ekologiczny wodór mógł odegrać swoją rolę w świecie o zerowej emisji netto. Oprócz lotnictwa i żeglugi duże ilości wodoru będą również potrzebne do szeregu zastosowań, w tym do produkcji stali.
Dobrym punktem dla żeglugi jest to, że w miarę dekarbonizacji świata zniknie jeden z głównych ładunków na trasach długodystansowych: ropa naftowa i inne paliwa kopalne. Koch Blank szacuje, że paliwa kopalne stanowią 40 procent ładunku transportowanego przez ocean, zatem dekarbonizacja może zmniejszyć zapotrzebowanie na nośniki energii, a także zapotrzebowanie energetyczne tych statków.
Wizja i wola
Istnieje wiele potencjalnych ścieżek dekarbonizacji zarówno lotnictwa, jak i żeglugi, ale nie jest konieczne ani nawet możliwe poznanie wszystkich szczegółów tego, jak to będzie wyglądać. Ważna jest chęć realizacji wizji, jaką reprezentuje branża lotnicza i żegluga morska.
W obu przypadkach transformacja ta będzie wymagała inwestycji w badania, rozwój i wdrażanie rozwiązań zeroemisyjnych na wczesnym etapie. Obejmuje to nie tylko budowę statków o zerowej emisji dwutlenku węgla, ale także produkcję paliwa i łańcuchy dostaw, które będą je zasilać.
Mamy wizję skierowania lotnictwa, żeglugi i innych gałęzi przemysłu ciężkiego na ścieżkę zrównoważonego rozwoju. Teraz nadchodzi ciężka praca, aby to zrobić.
Źródło: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
