Op 27 november werd een klein stukje luchtvaartgeschiedenis geschreven: Rolls-Royce voerde 's werelds eerste testrit uit met een moderne vliegtuigmotor puur aangedreven door schone waterstof. Hoewel de technologie naar verwachting pas in het midden van de jaren 2030 commercieel levensvatbaar zal zijn, brengt deze test de luchtvaartindustrie een stap dichter bij de heilige graal van koolstofvrije langeafstandsvluchten.

Met schone passagiersvluchten op waterstof met meer dan een decennium voor de boeg, zijn de verwachtingen van de industrie op de korte termijn gericht op netto nul op duurzame vliegtuigbrandstof (SAF). Dit artikel onderzoekt hoe zowel vraag als aanbod voor deze revolutionaire manier om vliegtuigen aan te drijven kan worden versneld - met de snelheid en schaal die vereist zijn voor een traject dat is uitgelijnd op 1.5 graden Celsius.

Aviation stemt ermee in haar vluchtplan te wijzigen

In de zes decennia vanaf 1960 nam het aantal passagiers dat per vliegtuig reisde enorm toe van 100 miljoen naar meer dan 4 miljard in 2019. Dat voorspelt de International Air Transport Association (IATA). passagiers zullen na 2024 het niveau van vóór de pandemie overtreffen en dat zou kunnen tegen 10 meer dan 2050 miljard reizen maken. Hoewel de voordelen van de luchtvaart voor de wereldhandel en het begrip buiten kijf staan, hebben ze een prijs voor de planeet.

In 2021 was de luchtvaart verantwoordelijk meer dan 2 procent van de wereldwijde energiegerelateerde COXNUMX₂ uitstoot, volgens het Internationaal Energieagentschap (IEA). Als je daar het opwarmende effect van de contrails bij optelt die ontstaan ​​door de verbranding van fossiele vliegtuigbrandstof op grote hoogte, impact op de opwarming van de aarde neemt toe verder. In de afgelopen decennia zijn de emissies van de luchtvaart sneller gegroeid dan die van de weg, het spoor of de scheepvaart, bijvoorbeeld in Europa met 24 procent tussen 2005 en 2019. Ondanks een daling van 40 procent tijdens de pandemie, verwacht het IEA dat de uitstoot van de luchtvaart binnen enkele jaren het niveau van 2019 zal overtreffen – zonder enige vermindering, ze zouden tegen 2050 kunnen verdrievoudigen. De luchtvaart moet haar vliegplan wijzigen - en snel.

Hoewel de luchtvaart in 2015 buiten de klimaatovereenkomst van Parijs werd gelaten, kwam de industrie in september 2021 overeen om zich te committeren aan een netto-nul CO₂ uitstoot tegen 2050. En in oktober kwamen 184 regeringen samen onder auspiciën van de Internationale Burgerluchtvaartorganisatie (ICAO) om hetzelfde langetermijndoel vast te stellen. Dit was een ongekende stap.

SAF vertegenwoordigt vandaag minder dan 0.1% van het wereldwijde brandstofverbruik in de luchtvaart - een kleine stap die een grote sprong moet worden.

Tot zover de bestemming, maar hoe zit het met het vluchtplan om daar te komen?

Eerder dit jaar publiceerden het Mission Possible Partnership en het World Economic Forum (WEF) de 's werelds eerste op 1.5 graden Celsius afgestemde transitiestrategie voor de luchtvaart, ondersteund door 70 zakelijke partners. De strategie stippelt een "voorzichtige" route uit naar 95 procent decarbonisatie tegen 2050, waarin SAF een leidende rol speelt (45 procent), met een verscheidenheid aan opties om de resterende emissiereducties te realiseren, waaronder brandstof- en vliegtuigefficiëntie, schone waterstof, batterij-elektrisch vermogen voor korteafstandsvluchtens en het optimaliseren van de luchtvaartnavigatie.

Laten we eens nader kijken naar duurzame vliegtuigbrandstoffen en hoe ze de droom van koolstofarme vluchten dichter bij de realiteit kunnen brengen.

Drie prioriteiten om duurzame vliegtuigbrandstof levensvatbaar te maken

De tegenwoordig in de handel verkrijgbare SAF zijn meestal biobrandstoffen gemaakt van plantaardige oliën of ethanol afkomstig van gewassen zoals suikerriet of maïs. Afhankelijk van de grondstof die bij de productie wordt gebruikt, kunnen ze al een CO60-reductie van 85-XNUMX procent opleveren₂ emissies.

Het grote voordeel van SAF is dat het een 'drop-in'-brandstof is — u kunt het rechtstreeks in de brandstoftanks van vliegtuigen pompen zonder dure aanpassingen aan vliegtuigen of speciale infrastructuur op luchthavens. Volgens de huidige regelgeving mogen commerciële vliegtuigen alleen een 50/50 mix van SAF en gewone kerosine gebruiken. Maar in maart Airbus testte met succes zijn A380 - 's werelds grootste passagiersvliegtuig - waarbij een van zijn vier motoren 100 procent SAF gebruikt. Airbus heeft soortgelijke tests uitgevoerd op andere vliegtuigmodellen en op een helikopter. In juni voltooide een Zweedse regionale luchtvaartmaatschappij 's werelds eerste testvlucht met een commerciële vliegtuigen die SAF vliegen in beide motoren.

Tot zover het goede nieuws. Het slechte nieuws is dat SAF nog steeds erg duur is - tussen de twee en vijf keer de prijs van conventionele vliegtuigbrandstof in 2019. Als gevolg, SAF vertegenwoordigt vandaag minder dan 0.1 procent van het wereldwijde brandstofverbruik in de luchtvaart - een kleine stap die een grote sprong moet worden.

Airbus is een van de meer dan 100 bedrijven die in september 2021 zijn bijeengeroepen door het initiatief Clean Skies for Tomorrow van het Forum en die een doel voor SAF om tegen 10 te voorzien in 2030 procent van de wereldwijde brandstofbehoefte van de luchtvaart. Om dit te bereiken moeten er drie dingen gebeuren:

1. Opschaling aanbod: De productievolumes moeten vijf of zes keer worden opgevoerd om de doelstelling van 10 procent in 2030 te halen. Hiervoor zijn minstens 300 nieuwe SAF-fabrieken nodig.
2. Verlaag de kosten:: Brandstofproducenten zullen niet in deze nieuwe SAF-fabrieken investeren zonder vraagsignalen van de industrie. Maar luchtvaartmaatschappijen zullen niet voldoende SAF kopen om dit signaal af te geven, tenzij de prijs daalt.
3. Stel duidelijke markt- en vraagsignalen in van overheden en bedrijven: Overheden moeten investeringen in SAF-productie een impuls geven door middel van een mix van stimulansen, belastingverminderingen en mandaten. Toonaangevende luchtvaartbedrijven kunnen langetermijnafnameovereenkomsten aangaan om investeringen door brandstofleveranciers te voorkomen.

First Movers Coalition stuurt vraagsignaal voor 'super-SAF's'

Om de twee belangrijkste obstakels voor het opschalen van SAF - prijs en beschikbaarheid - te overwinnen, moet iemand de eerste stap zetten. In mei, United Airlines was de eerste luchtvaartmaatschappij een afnameovereenkomst te ondertekenen met een overzeese leverancier voor 50 miljoen gallons SAF voor haar vluchten vanuit Amsterdam. United en Airbus behoren tot de meer dan 50 bedrijven die deel uitmaken de First Movers Coalition (FMC) van het Forum, een wereldwijd initiatief om de koopkracht van bedrijven te benutten om zeven "moeilijk te verminderen" industriële sectoren, waaronder de luchtvaart, koolstofvrij te maken, die verantwoordelijk zijn voor een derde van de wereldwijde uitstoot.

De FMC heeft zijn zinnen gezet op het oplossen van waarschijnlijk de moeilijkste taak in de luchtvaart: het stimuleren van de vraag naar alleen die "super-SAF's" die de uitstoot van broeikasgassen tijdens de levenscyclus met 85 procent of meer kunnen verminderen in vergelijking met conventionele vliegtuigbrandstoffen. Het doel voor FMC-leden is om ten minste 5 procent van hun conventionele brandstof te vervangen door deze superefficiënte SAF's (of een andere emissievrije technologie indien beschikbaar) tegen 2030. Het doel is om een ​​vraagsignaal te sturen naar brandstofproducenten en investeerders, zodat zij het vertrouwen hebben om in nieuwe centrales te investeren en de prijzen te verlagen.

Elk SAF-proces staat voor zijn eigen uitdagingen die moeten worden overwonnen. De twee meest voorkomende technologieën (HEFA en Alcohol-to-Jet) zijn afhankelijk van de verwerking van voedselgewassen zoals koolzaad, sojabonen, palmolie, suikerriet of maïs om vliegtuigbrandstof te maken. Aangezien deze gewassen beperkt zijn - en volgens het gouden principe om grondstoffen te vermijden die land gebruiken dat nodig is voor andere doeleinden - moeten we kijken naar aanvullende bronnen.

Twee nieuwe technologieën bieden het potentieel om SAF met bijna emissievrije emissie te produceren: de Fischer-Tropsch (FT) en Power-to-Liquid (PtL) processen. Het voordeel van FT is dat het een breed scala aan "non-food grondstoffen" - gemeentelijk vast afval, switchgrass, residuen van bosbouw en landbouw - kan omzetten in vliegtuigbrandstof die 90-100 procent CO2-reductie oplevert.

PtL is ondertussen een proeffasetechnologie die groene waterstof (geproduceerd door hernieuwbare energie) combineert met CO₂ direct opgevangen uit de omgevingslucht om een ​​synthetische brandstof te creëren die vaak bekend staat als "e-kerosine" - een vrijwel fossielvrije energiebron. Airbus maakt deel uit van een consortium dat onlangs een nieuwe PtL-fabriek op industriële schaal in Hamburg heeft aangekondigd. Het voordeel van PtL is dat er geen bouwland of biologische grondstoffen voor nodig zijn. De uitdagingen bij PtL zullen liggen rond kosten en concurrentie voor groene waterstof uit andere sectoren.

We hebben alle gecertificeerde trajecten nodig om de SAF-markt wereldwijd te stimuleren - en er is geen tijd te verliezen.

Duurzame luchtvaart heeft steun nodig van staten en normbepalers

Nu meer dan 100 luchtvaartmaatschappijen zich ertoe hebben verbonden om ervoor te zorgen dat tegen 10 2030 procent van hun wereldwijde vliegtuigbrandstofvoorraden SAF zijn, is de vraag naar een volledig nieuw type brandstofmarkt duidelijk aanwezig. Zowel traditionele brandstofproducenten als nieuwkomers beginnen te reageren. Maar bedrijven kunnen de overgang naar een net-zero-traject niet alleen aan.

Overheden zouden het speelveld tussen SAF en fossiele vliegtuigbrandstof gelijk kunnen trekken door stimulansen te bieden. In de VS bijvoorbeeld verlengde de recente Inflation Reduction Act (IRA) van president Joe Biden een belastingvermindering van maximaal $ 1.75 per gallon voor SAF's en, voor het eerst, koppelde het kredietbedrag rechtstreeks aan de levenscyclusemissies van de brandstof om de productie van brandstoffen met de minste emissies te stimuleren. Het effect zal zijn dat de kosten van SAF worden verlaagd tot bijna de hoogste prijs voor conventionele vliegtuigbrandstof. De belastingverminderingen van deze blenders maken deel uit van de Biden-administratie SAF Grand Challenge om de productie van 3 miljard liter duurzame vliegtuigbrandstof te stimuleren en de luchtvaartemissies tegen 20 met 2030 procent verminderen.

Biden's IRA ook inbegrepen a belastingvermindering voor waterstofproductie van $ 3 per kilogram groene waterstof, waardoor e-kerosine veel kostenconcurrerender zou kunnen worden en de ontwikkeling van PtL zou kunnen versnellen. Door zowel groene waterstof als SAF te subsidiëren, zijn deze belastingkredieten een echte game-changer voor de luchtvaartindustrie die elders moet worden weerspiegeld om een ​​gelijk speelveld te garanderen en om de productie en toepassing van SAF op wereldwijde basis te stimuleren.

Europa piekert ondertussen over wettelijke mandaten. De De Britse regering heeft een mandaat aangekondigd vanaf 2025 dat vereist dat leveranciers van vliegtuigbrandstof ervoor zorgen dat hun brandstoffen tegen 10 2030 procent SAF bevatten. Volgend jaar is de Europese Unie van plan een soortgelijke "mengmandaat” dat zal vereisen brandstof leveranciers om het aandeel SAF dat ze leveren aan Europese luchthavens te verhogen, beginnend bij 2 procent van alle vliegtuigbrandstof in 2025, oplopend tot maar liefst 37 procent in 2040 en 85 procent in 2050. gebaseerde grondstoffen worden uitgesloten.

Hoewel mandaten kunnen helpen om het speelveld gelijk te trekken, moeten ze, om effectief te zijn, gepaard gaan met overheidsinvesteringen in O&O en met stimulansen voor kopers om een ​​nog zeer ontluikende markt te ontwikkelen. De EU overweegt ook om de kosten van SAF te helpen verlagen door in het kader daarvan gratis koolstofkredieten aan te bieden Emissions Trading Scheme (ETS) die gelijk zijn aan de CO2-reductie door het gebruik van duurzame vliegtuigbrandstof.

Ook gemeenschappelijke certificerings- en boekhoudnormen zijn van vitaal belang. Een grote uitdaging is dat op veel luchthavens nog geen SAF-voorraden beschikbaar zijn, waardoor luchtvaartmaatschappijen die hun vliegtuig willen bijtanken in de problemen komen. Een innovatieve benadering om dit probleem op te lossen - bekend als "Book and Claim" - stelt een vliegtuig dat niet kan tanken met SAF in staat om te betalen voor een andere gelijkwaardige vlucht om te tanken vanaf een luchthaven die wel SAF heeft. De luchtvaartmaatschappij die de duurzame brandstof betaalt, kan dan de CO claimen₂ vermindering die het met zich meebrengt tegen zijn netto-nultoezeggingen. Book and Claim is een veelbelovende oplossing, maar er is internationale standaardisatie voor nodig om benaderingen te harmoniseren. Van het Forum Het Clean Skies for Tomorrow-initiatief heeft onlangs richtlijnen gepubliceerd over boekhouding en rapportage over SAF-gerelateerde gecertificeerde emissiereducties.

Met een combinatie van belastingverminderingen van de overheid en leiderschap van luchtvaartbedrijven die zich ertoe verbinden langdurige afnameovereenkomsten aan te gaan met SAF-leveranciers, zou de markt snel van de grond kunnen komen. En niet alleen in Europa en Noord-Amerika. Om de 300-370 miljoen ton SAF het zal elk jaar duren om de luchtvaart koolstofvrij te maken, we zullen landen over de hele wereld nodig hebben om betrokken te raken bij de fabricage. De kans is aanwezig om een ​​geheel nieuwe industrie te creëren met potentieel miljoenen nieuwe banen. 

Andere routes naar dezelfde koolstofarme bestemming

Hoewel SAF op middellange termijn de meest levensvatbare weg is om de koolstofvoetafdruk van de luchtvaart te verminderen, worden er twee andere revolutionaire bijna-nul-tanktechnologieën ontwikkeld: batterij-elektrisch en schone waterstof.

Hoewel het gewicht van batterijen naar verwachting de elektrisch aangedreven technologie zal beperken tot alleen korteafstandsroutes, zou batterij-elektrische vluchten tegen het einde van dit decennium een ​​commerciële realiteit kunnen worden. United Airlines heeft een order geplaatst voor 100 batterij-elektrische vliegtuigen in staat om 30 passagiers over een afstand van 124 mijl te vervoeren - tot 249 mijl met een reserve-hybride motor aangedreven door SAF. Batterijen kunnen ook een belangrijke rol spelen om het brandstofverbruik van grotere vliegtuigen te verminderen. Dit verklaart waarom Airbus en de Franse autofabrikant Renault zijn onlangs een partnerschap aangegaan om technologieën te ontwikkelen die verband houden met energieopslag, een van de belangrijkste obstakels voor de ontwikkeling van elektrische voertuigen met een groot bereik.

En dan – zoals we aan het begin van dit artikel zagen – is er schone waterstof. Het kan worden gebruikt om brandstofcellen aan te drijven die elektromotoren aandrijven of het kan direct aan boord van het vliegtuig worden verbrand. In gewicht is het drie keer krachtiger dan kerosine. Maar in gasvorm is het volume een uitdaging - voor transport en opslag moet het worden gekoeld tot een vloeistof bij -423 graden Fahrenheit en vervolgens weer worden omgezet in gas voordat het wordt verbrand. Waterstof kan ook worden omgezet in elektriciteit via brandstofcellen, die op hun beurt een elektrische propeller aandrijven. Een brandstofcelvliegtuig is bijzonder interessant omdat het geen CO2-uitstoot of giftige stikstofoxiden genereert.

In mei lanceerde Airbus zijn Zero Emission Development Centre in Bristol, Engeland, met $ 828 miljoen aan financiële steun van de Britse regering, en het bedrijf doet ook onderzoek in Frankrijk en Duitsland, met name naar waterstofbrandstoftanks en voortstuwingssystemen. Airbus is van plan om in 380 testvluchten uit te voeren met een A2026 die is uitgerust met één waterstofmotor, de eerste tussenstop op weg naar een commerciële lancering van Airbus' ZEROe passagiersvliegtuig op waterstof, gepland voor 2035.

Hoewel er geen wondermiddel is om het luchtvervoer koolstofarm te maken, is elk van deze initiatieven veelbelovend. Maar er is langdurige, gecoördineerde actie van luchtvaartmaatschappijen, vliegtuigfabrikanten, brandstofproducenten, luchthavens en overheden nodig om emissievrije vluchten echt van de grond te krijgen.  

• Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
• Bron: https://www.greenbiz.com/article/sustainable-aviation-fuel-offers-flight-path-net-zero-air-travel