Eksperci kontynuują dziś debatę na temat perspektyw biopaliw w przemyśle lotniczym. Opinie w tej sprawie są różne, choć wiadomo, że na razie w kwestii biopaliw jest więcej polityki niż ekonomii. Biopaliwa są ważne przede wszystkim dla środowiska i programów mających na celu zmniejszenie ilości szkodliwych emisji CO2 do atmosfery. Co więcej, takie paliwo może przynieść więcej szkody niż pożytku.
Co wiemy o biopaliwach?
Dziś biopaliwa wydają się być czymś nowym i wyjątkowym, ale w rzeczywistości otaczały nas od zawsze. Najprostszym przykładem, z jakim prawdopodobnie spotkał się każdy Rosjanin, jest drewno opałowe - jeden z najstarszych rodzajów biopaliw stałych. Jeśli podamy uogólnioną charakterystykę biopaliwa, to można zauważyć, że jest to paliwo wytwarzane z surowców pochodzenia roślinnego lub zwierzęcego, z produktów życiowej aktywności organizmów lub organicznych odpadów przemysłowych.
Prawdziwa historia biopaliw była aktywnie rozwijana w latach 70., kiedy Stany Zjednoczone uchwaliły ustawę federalną, która kontroluje zanieczyszczenie powietrza na poziomie krajowym, nazwano ją Ustawą o czystym powietrzu. Ustawa została przyjęta w całkiem zrozumiałych celach, aby maksymalnie ograniczyć szkodliwe emisje do atmosfery różnych pojazdów: od samochodów i pociągów po samoloty. Obecnie na rynku działa kilkadziesiąt firm zajmujących się rozwojem i produkcją biopaliw, a większość z nich nadal znajduje się w Stanach Zjednoczonych.
Obecnie istnieją dwa główne rodzaje biopaliw. Biopaliwa pierwszej generacji obejmują paliwa roślinne, które są pozyskiwane z popularnych upraw rolnych o wysokiej zawartości tłuszczów, cukrów i skrobi. Skrobia i cukier z upraw są przekształcane w etanol, a tłuszcze w biodiesel. Najpopularniejszymi uprawami na biopaliwa są pszenica, rzepak i kukurydza.
Biopaliwa drugiej generacji to biopaliwa przemysłowe, które uzyskuje się z odpadów drzewnych lub roślinnych, odpadów przemysłu spożywczego, odpadów gazów przemysłowych itp. Produkcja takiego biopaliwa jest mniej kosztowna niż w przypadku upraw pierwszej generacji.
Innym rodzajem surowca do produkcji biopaliw trzeciej generacji mogą stać się algi. To obiecujący kierunek rozwoju tej branży. Ich produkcja nie wymaga ograniczonych zasobów ziemi, a glony mają wysoki wskaźnik reprodukcji i koncentrację biomasy. Ważne jest również, aby można je było uprawiać w zanieczyszczonej i słonej wodzie.
Do tej pory większość biopaliw transportowych na świecie to paliwa pierwszej generacji, które są produkowane z surowców roślinnych. Ale w ostatnich latach inwestycje w tej branży spadają. To paliwo i jego produkcja mają wiele wad. Jednym z nich jest podważanie bezpieczeństwa żywnościowego. W świecie, w którym problem głodu nie został rozwiązany, wielu polityków i działaczy uważa za niewłaściwe przerabianie produktów rolnych na paliwo.
Eksperci uważają, że stosowanie takich biopaliw jest bardziej szkodliwe dla klimatu niż dobre. Redukując emisje ze spalania paliw kopalnych, jednocześnie dokonujemy poważnych zmian w użytkowaniu gruntów. Rosnący popyt na biopaliwa zmusza producentów rolnych do zmniejszania powierzchni upraw spożywczych. Jest to sprzeczne z programami bezpieczeństwa żywnościowego w wielu krajach.
Produkcja biopaliw z surowców rolnych ma pośredni wpływ na produkcję żywności, różnorodność uprawianych roślin, ceny żywności oraz powierzchnię wykorzystywanych gruntów rolnych. W świecie, w którym według prognoz do 2025 roku może być 1,2 miliarda głodnych, wydanie 2,8 tony pszenicy na wyprodukowanie 952 litrów etanolu lub 5 ton kukurydzy na wyprodukowanie 2000 litrów etanolu nie wydaje się najbardziej racjonalne i decyzja etyczna.
Bardziej obiecująco wygląda biopaliwo drugiej generacji, które nie szkodzi środowisku, nie pozbawia ludzkości pożywienia i pomaga rozwiązać problem odpadów. Eksperci uważają, że takie biopaliwo, wytwarzane z gazu przemysłowego i odpadów drzewnych, ma wielkie perspektywy, także w Rosji. W naszym kraju jedynie odpady przemysłu leśnego szacowane są na 35 mln m3 rocznie, a pod względem wielkości wyrębu ustępujemy jedynie Stanom Zjednoczonym.
Perspektywa biopaliw lotniczych
Lotnictwo i cały sektor transportu lotniczego można zidentyfikować jako możliwe czynniki wzrostu biopaliw. Lotnictwo odpowiada za około 10 procent całkowitego paliwa zużywanego na planecie, a to całkiem sporo. Perspektywy dla biopaliw w lotnictwie nie są jednak takie jasne. Biopaliwa, jako zamiennik oleju, z którego produkowana jest nafta lotnicza, mają swoje plusy i minusy.
Należy jednak pamiętać, że biopaliwa mają w lotnictwie imponujące lobby. Przede wszystkim na poziomie organizacji, do których należą Międzynarodowe Zrzeszenie Przewoźników Powietrznych oraz Organizacja Międzynarodowego Lotnictwa Cywilnego (ICAO). Organizacje te lobbują na rzecz samego biopaliwa i standardów jego stosowania w podróżach lotniczych.
Co więcej, same linie lotnicze również dostrzegają pewne korzyści w stosowaniu biopaliw. Po pierwsze, utrzymują dobre stosunki z ICAO i organizacjami społeczeństwa obywatelskiego. Po drugie, sprawiają, że transport jest bardziej ekologiczny. Temat ekologii jest obecnie bardzo popularny, można powiedzieć „HYIP” i jest bardzo dobrą platformą PR dla linii lotniczych. Po trzecie, biopaliwa przynoszą korzyści ekonomiczne w postaci zmniejszenia ryzyka zmienności cen paliw.
Jednocześnie ekonomia w kwestii biopaliw odgrywa zarówno plus, jak i minus. Najpierw rozważ pozytywy, które kochają linie lotnicze. Dzisiejszy rynek biopaliw jest dostępny bez recepty, takie paliwo generuje stabilne i zrozumiałe koszty. Z kolei klasyczne paliwo otrzymywane w procesie rafinacji ropy naftowej jest towarem giełdowym, którego koszt bezpośrednio zależy od cen na giełdzie. Wahania cen paliw trwają nieustannie, co obserwuje każdy, nawet osoby z dala od tego obszaru.
Porozmawiajmy teraz o wadach ekonomicznych. Produkcja biopaliw nie jest tania. Jay D. Keesling, profesor inżynierii chemicznej i bioinżynierii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, który jest również dyrektorem naczelnym Joint Institute for Bioenergy, powiedział Global Energy, że masowa produkcja biopaliw dla lotnictwa jest obecnie mniej opłacalna niż produkcja paliw lotniczych, nafta z ropy naftowej.
Zauważył:
„Paliwo do nowoczesnych silników odrzutowych, które jest produkowane z oleju, jest bardzo tanie. Jeśli kraje na całym świecie ustanowią przepisy wymagające stosowania paliw neutralnych pod względem emisji dwutlenku węgla lub wprowadzą podatki węglowe od nafty lotniczej, może to zmotywować producentów paliw bioreaktywnych. Wiemy, że można wyprodukować takie paliwo, ale głównym problemem jest dziś gospodarka.”
Dmitry Los, dyrektor Instytutu Fizjologii Roślin Timiryazeva (IPR RAS), zgadza się ze swoim zagranicznym kolegą. Koszt biopaliw dla lotnictwa jest nadal bardzo wysoki. Produkcja biopaliw w dzisiejszych czasach jest bardziej wolą polityczną niż zjawiskiem gospodarczym. Zdaniem eksperta, nafta lotnicza jest już dobrze oczyszczona i niewiele emituje do ziemskiej atmosfery, w przeciwieństwie do elektrowni węglowych, które na całym świecie wciąż wystarczają.
Zarówno Dmitry Los, jak i Jay D. Kisling uważają, że najbardziej obiecujące będzie wykorzystanie biopaliw drugiej i trzeciej generacji. Bardziej wydajna wydaje się produkcja biopaliwa z alg (naturalnych mikroorganizmów), aw przyszłości z mikroorganizmów genetycznie modyfikowanych. Takie podejście ma dużą bazę zasobową i rozwiązuje problem niedoboru gruntów rolnych i zasobów nawadniających.
Ponadto taka produkcja będzie technologią zamkniętej pętli, która może się powielać w nieskończoność. Przynajmniej tak długo, jak słońce świeci nad naszą planetą i trwa proces fotosyntezy. Kisling z kolei dodał, że problem braku zasobów można ostatecznie rozwiązać poprzez powszechne stosowanie odpadów organicznych w produkcji biopaliw.
Wykorzystanie biopaliw w lotnictwie
Obecnie stosowanie biopaliw w lotnictwie jest forsowane na szczeblu politycznym. Na przykład w UE lotnictwo odpowiada za 3% emisji gazów cieplarnianych. Dzięki wykorzystaniu biopaliw Międzynarodowe Zrzeszenie Przewoźników Lotniczych przewiduje zmniejszenie o połowę ilości szkodliwych emisji do atmosfery do 2050 r. (w porównaniu z 2005 r.).
Problem polega na tym, że wszystkie te emisje występują w najbardziej wrażliwych warstwach troposfery Ziemi. Wzrost podróży lotniczych o pięć procent rocznie może z czasem doprowadzić do niezmienionego udziału światowych emisji CO2 z lotnictwa do 3 procent do 2050 roku (obecnie stanowią one 2 procent emisji na świecie) …
Dla atmosfery naszej planety nawet taki wzrost jest już bardzo duży. Biorąc pod uwagę problem globalnych zmian klimatycznych na naszej planecie, ludzkość musi zmniejszyć ilość szkodliwych emisji i pracować nad poprawą przyjazności dla środowiska silników lotniczych. Jest to ważne, jeśli chcemy ograniczyć nasz wpływ na globalne ocieplenie o 1,5 stopnia Celsjusza w porównaniu z poziomem rozwoju sprzed epoki przemysłowej.
Dotychczas zastępowanie nafty lotniczej biopaliwami odbywało się stopniowo poprzez mieszanie dwóch rodzajów paliw w proporcjach 10-20 proc. biopaliwa do nafty. Nawet przy takich objętościach daje to wymierną redukcję szkodliwych emisji do atmosfery.
Pierwsze doświadczenia w stosowaniu biopaliw w lotnictwie sięgają 2008 roku. Następnie lot wykonały linie lotnicze Virgin Atlantic, mieszając 20 proc. biopaliw ze zwykłą naftą lotniczą. Od tego czasu technologia ta była testowana przez różne linie lotnicze, w tym tak duże jak KLM. Największe osiągnięcie należy do Hainan Airlines, które w 2017 roku przyleciały z Chin do Stanów Zjednoczonych, wykorzystując jako paliwo mieszankę z dodatkiem zużytego oleju roślinnego.
Siły Powietrzne również interesują się technologią. Na przykład w Indiach wojskowe samoloty transportowe An-32 otrzymały certyfikat do latania biopaliwem. Silniki tego samolotu zwykle pracują na mieszance, której 10 procent to biokomponenty. Do 2024 r. indyjskie siły powietrzne spodziewają się zmniejszenia zużycia konwencjonalnej nafty lotniczej o 4 miliardy dolarów, co dość szeroko przeniesie się na biopaliwa.
Do 2030 roku koncern lotniczy Boeing planuje wyprodukować samoloty, które będą mogły wykonywać regularne loty na 100% biopaliwie. Przynajmniej takie plany są dziś wyrażane przez producenta samolotów. Jednocześnie biopaliwa nie są jedynym sposobem na ograniczenie szkodliwych emisji do atmosfery.
Obiecującym kierunkiem może być tworzenie samolotów z silnikami hybrydowymi lub całkowicie elektrycznymi. To realna szansa, aby lotnictwo było nie tylko neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla, ale całkowicie przyjazne dla środowiska. Pozostaje tylko czekać na pojawienie się potężnych akumulatorów, utlenionych przez tlen atmosferyczny.
