แผนการขนส่งและการบินให้เป็นศูนย์สุทธิ ยังไง?

เดือนตุลาคม เกิดแผ่นดินไหวครั้งใหญ่กับโลก การขนส่งทางทะเล และ การบิน อุตสาหกรรมทั้งสองมุ่งมั่นที่จะย้ายไปเป็นศูนย์สุทธิภายในปี 2050 สำหรับอุตสาหกรรมการเดินเรือนี่เป็นความคืบหน้าเพิ่มเติมในสถานที่สำคัญ หลักการโพไซดอน. สำหรับการบิน นี่แสดงให้เห็นถึงความทะเยอทะยานในระดับใหม่

แต่ทั้งสองภาคส่วนนั้นยากที่จะแยกคาร์บอนออกจากกัน และคำถามสำคัญยังคงอยู่: พวกเขาจะทำอย่างไร?

เรายังไม่มีรายละเอียดทั้งหมดของเทคโนโลยีที่จะนำไปใช้ แต่อุตสาหกรรมเหล่านี้ก็เช่นกัน หอการค้าระหว่างประเทศ (ICS) ระบุว่าเพื่อให้บรรลุเป้าหมายเป็นศูนย์ ร้อยละ 5 ของกองเรือเดินสมุทรทั่วโลกจะต้องปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ภายในปี 2030 ซึ่งหมายถึงการสร้างและใช้งานเรือหลายพันลำที่ใช้เทคโนโลยีใหม่ที่ไม่มี แต่ถูกนำไปใช้ในวงกว้าง เช่นเดียวกับการสร้างห่วงโซ่อุปทานเชื้อเพลิงเพื่อรองรับพวกเขา

อุตสาหกรรมสายการบินได้เสนอวิธีแก้ปัญหาที่ต้องการการหยุดชะงักน้อยลงต่อรูปแบบการทำงานของอุตสาหกรรม แม้ว่าที่นี่เช่นกัน เทคโนโลยีใหม่และเครื่องบินประเภทใหม่ก็มีแนวโน้มที่จะมีบทบาทเพิ่มขึ้นเช่นกัน ในทั้งสองกรณี เงินทุนเพิ่มเติมเพื่อการวิจัยและการแก้ปัญหาการปรับขนาดจะมีความสำคัญ

ในบล็อกนี้ เราจะพิจารณาถึงเทคโนโลยีที่อาจเป็นไปได้มากกว่าที่ทั้งการเดินเรือและการบินสามารถใช้เพื่อแยกคาร์บอนออกจากกองเรือและการปฏิบัติการ

ไฟฟ้าสำหรับระยะทางสั้น

สำหรับทั้งเรือและเครื่องบิน มีวิธีแก้ไขปัญหาสำหรับการเดินทางระยะสั้นที่คุ้นเคยจากการขนส่งภาคพื้นดินอยู่แล้ว นั่นคือ การใช้พลังงานไฟฟ้า ตั้งแต่เดือนธันวาคม 2019 สายการบินเครื่องบินทะเลที่ใหญ่ที่สุดของอเมริกาเหนือได้ทำการทดสอบเที่ยวบินของเครื่องบินไฟฟ้าที่ใช้แบตเตอรี่ Harbor Air ซึ่งดำเนินการในภูมิภาคแวนคูเวอร์ บริติชโคลัมเบีย กำลังดำเนินการอนุมัติด้านกฎระเบียบเพื่อ รับผู้โดยสารในเครื่องบินไฟฟ้าภายในปี 2023 และมีแผนจะเปลี่ยนเครื่องบินทั้ง 42 ลำเป็นพลังงานแบตเตอรี่

บริษัท Yara International ของนอร์เวย์ ประกาศว่าจะทำการขนส่งสินค้าเป็นครั้งแรกด้วยเรือคอนเทนเนอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่ลำใหม่ของตน

และช่วงฤดูร้อนนี้ บริษัท Yara International ของนอร์เวย์ ประกาศว่าจะทำการขนส่งสินค้าเป็นครั้งแรกในรูปแบบใหม่ เรือคอนเทนเนอร์ที่ขับเคลื่อนด้วยแบตเตอรี่แบบอิสระ. การพัฒนาทั้งสองแสดงให้เห็นถึงสัญญาของการใช้พลังงานไฟฟ้าสำหรับการเดินทางระยะสั้น ซึ่งรวมถึงการเดินทางด้วยเครื่องบินที่ทำหน้าที่เป็นเส้นชีวิตให้กับชุมชนห่างไกลในสถานที่ต่างๆ เช่น เขตชนบทห่างไกลของออสเตรเลีย บางส่วนของแคนาดา และพื้นที่อื่นๆ ที่เข้าถึงได้ยากโดยทางถนน

Thomas Koch Blank อาจารย์ใหญ่อาวุโสในโครงการ Climate-Aligned Industries ของ RMI กล่าวว่า “การเดินทางระยะสั้นสำหรับทั้งการขนส่งและการบินอาจใช้ไฟฟ้าได้ อย่างไรก็ตาม เขาอธิบายอย่างถ่อมตัวว่าการใช้พลังงานไฟฟ้าของเส้นทางระหว่างประเทศและระหว่างทวีปที่ยาวกว่าสำหรับทั้งสองอุตสาหกรรมนั้นเป็น "ความท้าทาย"

สำหรับการบิน ความท้าทายคือน้ำหนักของแบตเตอรี่ สำหรับการจัดส่งมันเป็นสินค้าจำนวนมาก “ปริมาณแบตเตอรีที่ต้องใช้นั้นล้นหลาม” Koch Blank กล่าว ในทั้งสองกรณี โซลูชันแบตเตอรี่ที่ปฏิวัติการขนส่งภาคพื้นดินนั้นไม่มีความหนาแน่นของพลังงานที่จะใช้ในเส้นทางระยะกลางหรือทางไกล และเส้นทางที่ยาวกว่านี้เป็นเส้นทางที่สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากที่สุด

เชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน

สำหรับการบิน โซลูชันคาร์บอนต่ำเพียงวิธีเดียวที่นำไปใช้ในเชิงพาณิชย์คือเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน (SAF) ในขณะที่ SAF สามารถผลิตได้จากแหล่งต่างๆ เช่น เศษซากพืช น้ำมันพืชเหลือใช้ และ CO₂ ตัวเองผู้นำตลาดโลก ปัจจุบัน SkyNRG จำหน่ายเชื้อเพลิงชีวภาพที่ทำจากน้ำมันเสีย.

พื้นที่ ภารกิจที่เป็นไปได้ห้างหุ้นส่วน — กลุ่มพันธมิตรขององค์กรต่างๆ รวมถึง RMI ที่ทำงานเพื่อแยกคาร์บอนออกจากอุตสาหกรรมหนัก — อธิบายว่า SAF เป็นตัวเลือกระยะสั้นเพียงทางเลือกเดียวในการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนจากการบิน เนื่องจากสามารถใช้แทนน้ำมันเครื่องบินเจ็ทที่ใช้ในเครื่องบินพาณิชย์ได้ และยังเข้ากันได้กับโครงสร้างพื้นฐานในการเติมเชื้อเพลิงในสนามบินอีกด้วย นอกจากนี้ SAF ยังไม่มีการจำกัดช่วง

แต่เพื่อให้ SAF มีบทบาทสำคัญ จะต้องมีการปรับขนาดอย่างมาก ซึ่งจะต้องมีการลงทุนจำนวนมาก ปัจจุบันอุปทานของ SAF ทั่วโลกมาจากโรงงานแห่งหนึ่งในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ที่ดำเนินการโดย Global Energy ซึ่งสามารถผลิตเชื้อเพลิงได้น้อยกว่า 0.01% ของความต้องการเชื้อเพลิงประจำปีของอุตสาหกรรม

แต่ในขณะที่ SAF อาจมีบทบาทสำคัญในระยะสั้น แต่ก็มีข้อจำกัดในการจัดหาน้ำมันเสียและแหล่งชีวภาพอื่นๆ ของ SAF สำหรับอุตสาหกรรมการบิน แนวทางยุคหน้าที่เรียกว่าพลังงานสู่ของเหลว (PtL) มีการเติบโตน้อยกว่า แต่มีศักยภาพในการลดคาร์บอนมากยิ่งขึ้น PtL ใช้ไฟฟ้าและ CO₂ เพื่อสังเคราะห์เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนเหลวซึ่งสามารถเป็นศูนย์คาร์บอนได้อย่างแท้จริงหากไฟฟ้ามาจากพลังงานหมุนเวียน

ท้องฟ้าที่ใช้พลังงานไฮโดรเจน

ในระยะยาว MPP กำลังสำรวจตัวเลือกต่างๆ สำหรับการบิน องค์กรกล่าวว่าเครื่องบินที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนจะมีความสำคัญต่อการลดการปล่อยมลพิษจากเที่ยวบินระยะกลางและระยะยาว เครื่องบินเหล่านี้มีทั้งเครื่องบินเซลล์เชื้อเพลิงและเครื่องบินเผาไหม้ไฮโดรเจน

บริษัทสตาร์ทอัพที่มีแนวโน้มว่าจะได้เปิดดำเนินการในพื้นที่นี้แล้ว รวมถึง ZeroAvia ซึ่งทำการบินทดสอบสำหรับเครื่องบินโดยสารในฤดูร้อนปี 2020 นอกจากนี้ Airbus ผู้ผลิตเครื่องบินสัญชาติยุโรปยังได้เปิดตัว ชุดเครื่องบินแนวคิดพลังงานไฮโดรเจน.

แอร์บัส ผู้ผลิตเครื่องบินสัญชาติยุโรป ได้เปิดตัวเครื่องบินต้นแบบพลังงานไฮโดรเจนหลายชุด

และในขณะที่เครื่องบินที่ปล่อยน้ำเพียงอย่างเดียวยังคงดูเหมือนเป็นสัญญาที่อยู่ห่างไกล MPP กล่าวว่าสายการบินเซลล์เชื้อเพลิงสามารถเข้าร่วมเที่ยวบินระดับกลางได้ภายในปี 2030 และการเผาไหม้ด้วยไฮโดรเจนนั้นสามารถให้พลังงานแก่เที่ยวบินทางไกลได้ภายในปี 2035

ไฮโดรเจนในทะเลเปิด

สำหรับการขนส่ง ไฮโดรเจนอาจมีบทบาทที่ยิ่งใหญ่กว่า Koch Blank ของ RMI ตั้งข้อสังเกตว่าทรัพยากรเชื้อเพลิงชีวภาพที่มีอยู่จำนวนมากจะต้องถูกส่งไปยังสายการบิน “ถ้าคุณไม่ทำเชื้อเพลิงชีวภาพ ตัวเลือกคาร์บอนเป็นศูนย์ของคุณก็คือไฮโดรเจน แอมโมเนีย หรืออี-เมทานอล” Koch Blank อธิบาย แต่ท้ายที่สุด แหล่งอื่นๆ เหล่านี้อาจต้องการไฮโดรเจนเช่นกัน วิธีหลักในการผลิตแอมโมเนียต้องใช้ไฮโดรเจนเป็นวัตถุดิบ และอีเมธานอลได้มาจากไฮโดรเจนและCO₂.

ทั้งไฮโดรเจนและแอมโมเนียได้รับการทดสอบเป็นเชื้อเพลิงแล้ว และ CFT บริษัทเดินเรือของฝรั่งเศสกำลังวางแผนที่จะให้ คอนเทนเนอร์พลังงานไฮโดรเจนทำการทดสอบ บนแม่น้ำแซนในปลายปีนี้ นอกจากนี้ Maersk ยักษ์ใหญ่ด้านการเดินเรือยังได้สั่งซื้อ เรือแปดลำที่วิ่งด้วยเมทานอลได้โดยมีกำหนดการปรับใช้ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2024

แต่สำหรับการขนส่งด้วยไฮโดรเจนที่ปราศจากการปล่อยมลพิษ เชื้อเพลิงจะต้องผลิตในลักษณะที่ไม่ปล่อยก๊าซเรือนกระจก กล่าวคือ อิเล็กโทรลิซิสที่ใช้พลังงานหมุนเวียนเพื่อผลิตไฮโดรเจน "สีเขียว" เพื่อให้ไฮโดรเจนสีเขียวเป็นพลังงานในการขนส่งทั่วโลก เราต้องการอิเล็กโทรไลเซอร์มากกว่าที่เรามี — และรวดเร็ว

Tessa Weiss ผู้ร่วมงานในโครงการ Climate-Aligned Industries ของ RMI คาดการณ์ว่าจะใช้ไฮโดรเจน 3.6 ล้านถึง 5.2 ล้านเมตริกตันในแต่ละปีเริ่มในปี 2030 ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่ใช้ เพื่อให้บรรลุเป้าหมายของ ICS ในการกำจัดคาร์บอน 5% การค้าทางทะเล การผลิตไฮโดรเจนสีเขียวจำนวนมากนั้นต้องใช้อิเล็กโทรไลเซอร์ 41–60 กิกะวัตต์ที่ทำงานที่ปัจจัยความจุ 50 เปอร์เซ็นต์

นั่นคือประมาณ 14 ถึง 20 เท่าของอิเล็กโทรไลต์ 0.3 กิกะวัตต์ที่กำลังทำงานอยู่ และมากกว่า 40 GW ของโครงการอิเล็กโทรไลเซอร์ที่ BloombergNEF กำลังติดตาม อย่างไรก็ตาม เป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของ 850 GW ที่จะต้องใช้ภายในปี 2030 เพื่อให้ไฮโดรเจนสีเขียวมีบทบาทในโลกที่เป็นศูนย์ นอกเหนือจากการบินและการขนส่งแล้ว ยังต้องการไฮโดรเจนปริมาณมากสำหรับการใช้งานจำนวนมาก รวมถึงการผลิตเหล็ก

จุดสว่างจุดหนึ่งสำหรับการขนส่งคือ ในขณะที่โลกกำลังสลายคาร์บอน หนึ่งในสินค้าหลักของเส้นทางระยะไกลจะหายไป: ปิโตรเลียมและเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่นๆ Koch Blank ประมาณการว่าเชื้อเพลิงฟอสซิลคิดเป็น 40 เปอร์เซ็นต์ของสิ่งที่ขนส่งข้ามมหาสมุทร ดังนั้นการแยกคาร์บอนออกจึงสามารถลดความต้องการผู้ให้บริการด้านพลังงาน เช่นเดียวกับความต้องการด้านพลังงานของเรือเหล่านั้น

วิสัยทัศน์และความตั้งใจ

มีเส้นทางที่เป็นไปได้มากมายในการลดการปล่อยคาร์บอนทั้งการบินและการขนส่ง แต่ไม่จำเป็นหรือเป็นไปได้ที่จะทราบรายละเอียดทั้งหมดว่าการดำเนินการนี้จะเป็นอย่างไร สิ่งที่สำคัญคือความตั้งใจที่จะปฏิบัติตามวิสัยทัศน์ที่อุตสาหกรรมการบินและการเดินเรือกำลังแสดง

ในทั้งสองกรณี การเปลี่ยนแปลงนี้จะต้องมีการลงทุนในการวิจัย การพัฒนา และการนำโซลูชั่น Zero-Carbon ไปใช้งานในระยะเริ่มต้น ซึ่งรวมถึงการสร้างเรือที่ไม่มีคาร์บอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการผลิตเชื้อเพลิงและห่วงโซ่อุปทานที่จะเลี้ยงพวกมันด้วย

เรามีวิสัยทัศน์ที่จะนำการบิน การขนส่ง และอุตสาหกรรมหนักอื่นๆ ไปสู่เส้นทางที่ยั่งยืน ตอนนี้การทำงานหนักของการทำมันมาถึงแล้ว

ที่มา: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how