У жовтні стався сейсмічний зсув із глобальним морське судноплавство та авіація обидві галузі взяли на себе зобов’язання перейти до чистого нуля до 2050 року. Для галузі судноплавства це подальший прогрес у досягненні орієнтира Принципи Посейдона. Для авіації це демонструє новий рівень амбіцій.
Але обидва сектори важко декарбонізувати, і залишається центральне питання: як вони це зроблять?
Ми ще не маємо всіх подробиць технологій, які будуть використовуватися, але й ці галузі також. Міжнародна палата судноплавства (ICS) заявила, що для того, щоб досягти чистого нуля, 5 відсотків світового судноплавного флоту повинні будуть мати нульові викиди до 2030 року. Це означає будівництво та розгортання тисяч суден на основі нової технології, яка не була раніше. ще розгорнуто в масштабі, а також побудова ланцюгів постачання палива для їх підтримки.
Авіаційна галузь запропонувала рішення, які вимагають менше збоїв у робочих моделях галузі — хоча й тут нові технології та нові типи літаків, ймовірно, відіграватимуть усе більшу роль. В обох випадках вирішальним буде збільшення фінансування досліджень і масштабних рішень.
У цьому блозі ми розглянемо деякі з найімовірніших потенційних технологій, які як морське судноплавство, так і авіація можуть розгорнути для декарбонізації своїх флотів і операцій.
Електрифікація на короткі відстані
І для кораблів, і для літаків є рішення для поїздок на короткі відстані, яке вже знайоме з наземного транспорту: електрифікація. З грудня 2019 року найбільша гідролітакова авіакомпанія Північної Америки проводить тестові польоти електричних літальних апаратів на акумуляторах. Harbour Air, яка працює в регіоні Ванкувер, Британська Колумбія, шукає дозволу регуляторних органів на приймати пасажирів на електролітаках до 2023 року і планує перевести весь парк із 42 літаків на живлення від батарей.
Норвезька компанія Yara International оголосила, що вперше перевозитиме вантажі на своєму новому автономному контейнеровозному судні, що працює на батарейках.
А цього літа норвезька компанія Yara International оголосила, що вперше перевозитиме вантажі у своєму новому, автономний контейнеровоз на батарейках. Обидві розробки демонструють перспективу електрифікації для поїздок на короткі відстані, включно з поїздками на літаку, які служать рятівним кругом для віддалених громад у таких місцях, як австралійська глибинка, частини Канади та інші райони, до яких важко дістатися дорогою.
«Короткомагістральні перевезення як для судноплавства, так і для авіації, ймовірно, можуть бути електрифіковані», – зазначає Томас Кох Бланк, старший керівник програми RMI Climate-Aligned Industries. Однак він занижено описує електрифікацію довших міжнародних і міжконтинентальних маршрутів для обох галузей як «складну».
Для авіації проблемою є вага батарей. Для доставки це їхня маса. «Обсяг батарей необхідний шалений», — зазначає Кох Бланк. В обох випадках акумуляторні рішення, які революціонізують наземний транспорт, просто не мають достатньої щільності енергії для пересування на середні або далекі маршрути. І на цих довших маршрутах споживається найбільше палива.
Стабільне авіаційне паливо
Для авіації єдиним низьковуглецевим рішенням, яке використовується в комерційних цілях, є стійке авіаційне паливо (SAF). Хоча SAF можна виробляти з різних джерел, включаючи рослинні залишки, відпрацьовані рослинні олії та CO2 себе, лідер світового ринку Зараз SkyNRG займається розповсюдженням біопалива з відпрацьованих масел.
Команда Можлива місія партнерства — коаліція організацій, включаючи RMI, які працюють над декарбонізацією важкої промисловості — описує SAF як єдиний життєздатний короткостроковий варіант для скорочення викидів вуглецю від авіації. Це пов’язано з тим, що воно може замінити реактивне паливо, яке використовується в комерційних літаках, а також сумісне з інфраструктурою заправки в аеропорту. Крім того, SAF не обмежує радіус дії.
Але для того, щоб SAF відігравав важливу роль, його потрібно буде значно збільшити, що вимагатиме значних інвестицій. В даний час глобальне постачання SAF надходить з одного підприємства в Південній Каліфорнії, яким керує Global Energy, яке може виробляти менше 0.01 відсотка річної потреби галузі в паливі.
Але хоча SAF може відігравати важливу роль у найближчій перспективі, існують обмеження щодо потенційних поставок відпрацьованого масла та інших біологічних джерел SAF для авіаційної промисловості. Підхід наступного покоління, відомий як power-to-liquids (PtL), менш зрілий, але має ще більший потенціал скорочення вуглецю. PtL використовує електроенергію та CO2 для синтезу рідкого вуглеводневого палива, яке може бути справді безвуглецевим, якщо електроенергію забезпечують відновлюваними джерелами.
Небо на водневих двигунах
У довгостроковій перспективі MPP вивчає низку варіантів для авіації. В організації кажуть, що літаки з водневими двигунами будуть критично важливими для зменшення викидів від середньо- та довгострокових польотів. Ці літаки включають як літаки на паливних елементах, так і літаки, що працюють на водні.
Кілька перспективних стартапів уже працюють у цій сфері, зокрема ZeroAvia, який провів тестовий політ пасажирського літака влітку 2020 року. Крім того, європейський виробник літаків Airbus представив серія концептуальних літаків з водневими двигунами.
Європейський виробник літаків Airbus представив серію концептуальних літаків з водневими двигунами.
І хоча літаки, які викидають лише воду, все ще здаються далекою обіцянкою, MPP каже, що авіалайнери на паливних елементах можуть зайняти частку польотів середньої дальності до 2030 року, а до 2035 року спалювання водню зможе забезпечувати польоти навіть на далекі відстані.
Водень у відкритому морі
Для судноплавства водень може відігравати ще більшу роль. Кох Бланк з RMI зазначає, що більшу частину наявних ресурсів біопалива потрібно буде спрямувати авіакомпаніям. «Якщо ви не використовуєте біопаливо, ваші варіанти з нульовим викидом вуглецю — це водень, аміак або електронний метанол», — пояснює Кох Бланк. Але зрештою, ці інші джерела також можуть вимагати водню. Основний метод виробництва аміаку вимагає водню як вихідної сировини, а е-метанол отримують з водню та CO2.
І водень, і аміак вже випробовуються як паливо, і французька судноплавна компанія CFT планує надати тестовий запуск контейнеровоза на водневому двигуні на Сені пізніше цього року. Крім того, транспортний гігант Maersk розмістив замовлення на вісім кораблів, які можуть працювати на метанолі, а перший планується розгорнути у 2024 році.
Але щоб судноплавство на водневих двигунах було без викидів, паливо має вироблятися таким чином, щоб не викидати парникових газів, а саме шляхом електролізу з використанням відновлюваної енергії для виробництва «зеленого» водню. Для того, щоб зелений водень забезпечував глобальне судноплавство, нам знадобиться набагато більше електролізерів, ніж ми маємо, — і швидкі.
Тесса Вайс, співробітник Програми індустрій, орієнтованих на клімат RMI, вважає, що, починаючи з 3.6 року, залежно від використовуваного палива, для досягнення цілі ICS щодо декарбонізації 5.2 відсотків морська торгівля. Для виробництва такої кількості зеленого водню знадобиться 2030–5 гігават електролізерів, що працюють із 41-відсотковим коефіцієнтом потужності.
Це приблизно в 14-20 разів перевищує 0.3 гігават електролізерів, які зараз працюють, і більше, ніж 40 ГВт електролізерів, які відстежує BloombergNEF. Однак це лише невелика частина з 850 ГВт, які знадобляться до 2030 року, щоб «зелений» водень відігравав свою роль у світі з нульовим енергоспоживанням. Крім авіації та судноплавства, значні обсяги водню також будуть потрібні для низки застосувань, включаючи виробництво сталі.
Одна яскрава пляма для судноплавства полягає в тому, що в міру декарбонізації світу зникне один із основних вантажів на далеких маршрутах: нафта та інші види викопного палива. За оцінками Коха Бланка, викопне паливо становить 40 відсотків того, що транспортується через океан, і тому декарбонізація може скоротити попит на енергоносії, а також енергетичні потреби цих кораблів.
Бачення і воля
Існує кілька потенційних шляхів декарбонізації як авіації, так і судноплавства, але необов’язково чи навіть можливо знати всі деталі того, як це відбуватиметься. Важливим є бажання реалізувати бачення, яке демонструють авіаційна та морська промисловість.
В обох випадках ця трансформація потребуватиме інвестицій у дослідження, розробку та раннє впровадження рішень з нульовим викидом вуглецю. Це включає не тільки будівництво суден з нульовим викидом вуглецю, але й виробництво палива та ланцюжки поставок, які їх живитимуть.
У нас є бачення виведення авіації, судноплавства та інших галузей важкої промисловості на стійкий шлях. Тепер почнеться важка робота.
Джерело: https://www.greenbiz.com/article/shipping-and-aviation-plan-go-net-zero-how
