Oktober såg ett seismiskt skifte, med det globala sjöfart och luftfarten industrier som båda förbinder sig att gå till noll noll år 2050. För sjöfartsnäringen är detta ytterligare framsteg på landmärket Poseidon-principer. För luftfarten visar detta en ny ambitionsnivå.
Men båda sektorerna är svåra att avkarbonisera, och en central fråga kvarstår: Hur ska de göra det?
Vi har ännu inte alla detaljer om den teknik som kommer att användas - men inte heller dessa branscher. Internationella sjöfartskammaren (ICS) har uppgett att för att nå nollnoll måste 5 procent av den globala sjöfartflottan vara nollutsläpp till 2030. Det innebär att man bygger och distribuerar tusentals fartyg baserat på ny teknik som inte har ännu utplacerad i stor skala, samt att bygga bränsleförsörjningskedjor för att stödja dem.
Flygindustrin har föreslagit lösningar som kräver mindre avbrott i branschens verksamhetsmodeller - även om även här kommer ny teknik och nya typer av flygplan sannolikt att spela en allt större roll. I båda fallen kommer mer finansiering till forskning och skallösningar att vara avgörande.
I den här bloggen kommer vi att titta på några av de mer sannolika potentiella teknikerna som både sjöfart och luftfart skulle kunna använda för att minska koldioxidutsläppen i sina flottor och verksamheter.
Elektrifiering för korta distanser
För både fartyg och flygplan finns det en lösning för korta resor som redan är bekant från marktransporter: elektrifiering. Sedan december 2019 har Nordamerikas största sjöflygbolag tagit testflyg med batteridrivna elflygplan. Harbour Air, som är verksamt i Vancouver, B.C.-regionen, strävar efter myndighetsgodkännande för ta passagerare i elplan 2023 och planerar att konvertera hela sin flotta med 42 plan till batteriström.
Det norska företaget Yara International meddelade att det kommer att transportera last för första gången i sitt nya, autonoma batteridrivna containerfartyg.
Och i somras meddelade norska företaget Yara International att det kommer att transportera last för första gången i sitt nya, autonomt batteridrivet containerskip. Båda utvecklingarna visar löftet om elektrifiering för korta resor, inklusive flygresor som fungerar som livlinor för avlägsna samhällen på platser som Australian Outback, delar av Kanada och andra områden som inte är lättillgängliga på väg.
"Kortdistanser för både sjöfart och flyg kan sannolikt bli elektrifierade", konstaterar Thomas Koch Blank, en senior rektor i RMI:s Climate-Aligned Industries-program. Men han beskriver underdrivet elektrifieringen av längre internationella och interkontinentala rutter för båda industrierna som "utmanande".
För flyget är utmaningen vikten av batterier. För frakt är det deras bulk. "Mängden batterier som behövs är galen", konstaterar Koch Blank. I båda fallen har batterilösningarna som revolutionerar marktransporter helt enkelt inte energitätheten att ta på medel- eller långdistansrutter. Och dessa längre rutter är där det mesta bränslet förbrukas.
Hållbart flygbränsle
För flyget är den enda lösningen med låga koldioxidutsläpp som används kommersiellt hållbart flygbränsle (SAF). Även om SAF kan tillverkas från en mängd olika källor, inklusive skörderester, vegetabiliska spilloljor och CO2 själv, global marknadsledare SkyNRG distribuerar för närvarande biobränslen tillverkade av spilloljor.
Smakämnen Mission möjlig partnerskap -en koalition av organisationer inklusive RMI som arbetar med avkolning av tung industri-beskriver SAF som det enda livskraftiga kortsiktiga alternativet för att minska koldioxidutsläpp från luftfarten. Detta beror på att det kan fungera som en drop-in-ersättning för jetbränslet som används i kommersiella flygplan och är också kompatibelt med flygplatsens drivmedelinfrastruktur. Dessutom har SAF inga intervallbegränsningar.
Men för att SAF ska kunna spela en stor roll måste den dramatiskt skalas, vilket kräver stora investeringar. För närvarande kommer det globala utbudet av SAF från en anläggning i södra Kalifornien som drivs av Global Energy, som kan producera mindre än 0.01 procent av branschens årliga bränslebehov.
Men även om SAF kan spela en viktig roll på kort sikt, finns det begränsningar för den potentiella tillgången på spillolja och andra biologiska källor till SAF för flygindustrin. En nästa generations strategi som kallas power-to-liquids (PtL) är mindre mogen men har ännu större kolreducerande potential. PtL använder el och CO2 för att syntetisera flytande kolvätebränslen, som verkligen kan vara noll-kol om elen tillhandahålls av förnybara energikällor.
Vätgasdrivna himmel
På längre sikt undersöker MPP en rad alternativ för luftfart. Organisationen säger att vätgasdrivna flygplan kommer att vara avgörande för att minska utsläppen från mellan- och långsiktiga flygningar. Dessa plan inkluderar både bränslecell- och väteförbränningsflygplan.
Flera lovande startups är redan verksamma inom detta område, inklusive ZeroAvia, som höll ett testflyg för ett passagerarflygplan sommaren 2020. Dessutom har den europeiska flygmakaren Airbus presenterat en serie vätgasdrivna konceptplan.
Den europeiska flygplanstillverkaren Airbus har presenterat en serie vätgasdrivna konceptplan.
Och medan flygplan som bara avger vatten fortfarande verkar vara ett avlägset löfte, säger MPP att bränslecellsflygplan kan ta en andel av medeldistansflygningar till 2030, och att förbränning av väte kan driva även långdistansflygningar till 2035.
Väte på öppet hav
För sjöfarten kan väte spela en ännu större roll. RMI:s Koch Blank noterar att mycket av de tillgängliga biobränsleresurserna kommer att behöva riktas till flygbolag. "Om du inte gör biobränslen är dina koldioxidfria alternativ väte, ammoniak eller e-metanol", förklarar Koch Blank. Men i slutändan kan dessa andra källor också kräva väte. En huvudmetod för att producera ammoniak kräver väte som råmaterial och e-metanol härrör från väte och CO2.
Både väte och ammoniak testas redan som bränslen, och franska rederiet CFT planerar att ge ett vätgasdrivna containerskip en provkörning på Seinen senare i år. Dessutom har sjöfartsjätten Maersk lagt order på åtta fartyg som kan köras på metanol, med den första planerad att distribueras 2024.
Men för att vätgasdriven sjöfart ska vara utsläppsfri måste bränslet produceras på ett sätt som inte släpper ut växthusgaser - nämligen elektrolys med förnybar energi för att producera "grönt" väte. För att grönt väte ska kunna driva global sjöfart kommer vi att behöva mycket fler elektrolysörer än vad vi har – och det snabbt.
Tessa Weiss, en medarbetare i RMI: s klimatanpassade industrier, uppskattar att det kommer att ta mellan 3.6 miljoner och 5.2 miljoner ton väte varje år från och med 2030, beroende på blandningen av bränsle som används, för att uppfylla ICS: s mål att avkarbonisera 5 procent av maritim handel. Att göra så mycket grönt väte kommer att kräva 41–60 gigawatt elektrolysatorer med en kapacitetsfaktor på 50 procent.
Det är cirka 14 till 20 gånger de 0.3 gigawatt av elektrolysatorer som för närvarande är i drift, och mer än de 40 GW elektrolysatorprojekt som BloombergNEF spårar. Det är dock bara en liten del av de 850 GW som kommer att behövas till 2030 för att grönt väte ska spela sin roll i en värld utan noll. Utöver flyg och sjöfart kommer även stora volymer vätgas att behövas för en rad tillämpningar, inklusive stålproduktion.
En ljuspunkt för sjöfarten är att när världen minskar koldioxiden kommer en av de viktigaste lasterna på långdistanslinjer att försvinna: petroleum och andra fossila bränslen. Koch Blank uppskattar att fossila bränslen utgör 40 procent av vad som transporteras över havet, och därför kan avkolning minska efterfrågan på energibärare, såväl som energibehovet för dessa fartyg.
Vision och vilja
Det finns flera potentiella vägar för att minska koldioxidutsläppen från både flyg och sjöfart, men det är inte nödvändigt eller ens möjligt att veta alla detaljer om hur detta kommer att utspela sig. Det viktiga är viljan att genomföra den vision som flyg- och sjöfartsnäringen visar.
I båda fallen kommer denna omvandling att kräva investeringar i forskning, utveckling och ett tidigt skede av användning av koldioxidfria lösningar. Detta inkluderar inte bara att bygga fartyg utan koldioxidutsläpp, utan också bränsleproduktionen och leveranskedjorna som kommer att mata dem.
Vi har visionen att föra flyg, sjöfart och annan tung industri till en hållbar väg. Nu kommer det hårda arbetet med att göra det.
Källa: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
