Czas na paliwa SAF! Bariery rozwoju zrównoważonych paliw lotniczych

Zdjęcie autora: Grzała

Grzała

Koło Naukowe Odnawialnych Źródeł Energii

Przemysł lotniczy niemal od początku swojego istnienia był wyznacznikiem nowoczesności. To lotnictwo wyznacza standardy i opracowuje koncepty, które później powielają inne gałęzie transportu. Jednocześnie przez około 120 lat swojego istnienia, dzięki prężnemu rozwojowi, lotnictwo zaczęło wywierać ogromny wpływ na światową gospodarkę. Niestety ogromny nacisk na rozwój technologii lotniczych, którego głównym celem były zmaksymalizowanie efektywności maszyn, stworzenie ich szybszymi, większymi i bardziej trwałymi sprawił, że samoloty zaczęły odgrywać istotną rolę w emisji gazów cieplarnianych. 

To właśnie emisja szkodliwych gazów do atmosfery, takich jak dwutlenek węgla czy tlenki siarki, jest najsłabszym punktem całego przemysłu lotniczego. Lotnictwo odpowiada bowiem za około 3% całkowitej emisji CO2 na świecie, z czego aż 99% tej emisji jest produkowane przez silniki odrzutowe. Dzisiejsze normy ochrony środowiska prowadzą jednak do tego, że Międzynarodowa Organizacja Lotnictwa Cywilnego postanowiła wyegzekwować proces dekarbonizacji lotnictwa, który zakłada doprowadzenie do neutralności emisyjnej przemysłu lotniczego do roku 2050. Skupienie organizacji padło oczywiście przede wszystkim na samoloty z silnikami odrzutowymi, aby uderzyć w największe ognisko problemu. Wobec tego zrodziło się wiele koncepcji poradzenia sobie z problemem, takich jak przejście z paliwa lotniczego na energię elektryczną, jednak aktualnie najbardziej obiecującą ideą, która może być w stanie odmienić oblicze lotnictwa są paliwa SAF.

Czym jest paliwo SAF?

Paliwa SAF (Sustainable Aviation Fuel), czyli paliwa zrównoważonego transportu lotniczego mają być zamiennikiem dla tradycyjnych paliw lotniczych. Ich koncepcja zrodziła się już w roku 2008, jednak dopiero w ostatnich latach zdobywa właściwy rozgłos w branży. Polega ona na produkowaniu paliwa nowej generacji do silników odrzutowych, wykonanego w 100% z odnawialnych odpadów, biomasy i pozostałości surowców, takich jak celuloza, zużyty olej kuchenny, organiczne odpady komunalne, glony czy inne rośliny wykorzystywane do produkcji wysokoenergetycznego oleju lipidowego. Początkowo SAF stosowano jako dodatek do tradycyjnych lotniczych paliw kopalnych, jednak rozwój paliw SAF prowadzi do możliwości korzystania z ich jako bezpośredniego zamiennika paliw kopalnych, co jest możliwe dzięki podobieństwu chemicznemu obu substancji. 

Jakie korzyści przynosi SAF?

Paliwa te w całym cyklu życia są w stanie zmniejszyć emisję gazów cieplarnianych nawet do 86% względem paliw tradycyjnych. Oznacza to, że redukcja emisji będzie się tyczyła nie tylko samego procesu spalania ich podczas lotu samolotem, ale również procesu ich tworzenia i pozyskiwania surowców do ich produkcji. Implementacja SAF będzie więc krokiem w kierunku łagodzenia zmian klimatycznych na świecie. 

Co ciekawe, efektywność tych paliw nie odbiega efektywnością od tych produkowanych z ropy naftowej, wykazując się praktycznie takim samym potencjałem. Dla samego przemysłu lotniczego najważniejszą wiadomością będzie natomiast to, że SAF są w pełni kompatybilne z istniejącymi już silnikami odrzutowymi, dzięki czemu stosowanie ich nie będzie się wiązało z koniecznością miliardowych kosztów przeznaczanych na modernizację będących już w służbie jednostek napędowych. Może się to jednocześnie okazać ratunkiem dla części starych maszyn, których nadmierna emisja może doprowadzić do ich uziemienia wraz z nadejściem kolejnych regulacji odnośnie ochrony środowiska w przypadku pozostania na paliwach kopalnych.

Dlaczego SAF nie weszło jeszcze do powszechnego użytku?

Największym problemem zrównoważonych paliw lotniczych jest ich ograniczona dostępność, co wiąże się z ich ceną. Wynika to z konieczności spełniania wszystkich norm odnośnie ochrony środowiska oraz dokonywania analiz, których celem jest określenie czy dany teren znajdujący się w miarę blisko miejsca produkcji paliw może bez strat środowiskowych zapewnić dostępność koniecznych surowców. 

Badaniami w tym obszarze zajmują się obecnie naukowcy z NREL (National Renewable Energy Laboratory), którzy prowadzą aktualnie testy w oparciu o region, w którym znajduje się jeden z największych konsumentów paliwa lotniczego w Stanach Zjednoczonych, czyli Międzynarodowy Port Lotniczy Chicago O’Hare. Według badaczy wyniki dla regionu są obiecujące. Wykazują bowiem możliwość do wygenerowania surowców zdolnych do produkcji paliwa SAF w ilości mogącej pokryć 55% zapotrzebowania lotniska Chicago O’Hare. 

Poza dostępnością surowców, problemem okazuje się być jeszcze przechowywanie SAF, ponieważ są do tego potrzebne specjalne zbiorniki, których budowa wiąże się z poniesieniem sporych kosztów przez lotnisko. Ostatecznie proces rozpowszechniania się SAF hamuje od dawna popyt na te paliwa, który nie jest duży ze względu na ich wyższą od tradycyjnych paliw cenę i dotychczasowy brak nacisku na korzystanie z nich. Ma się to jednak zmienić wraz z postępującymi procesami minimalizacji emisji w lotnictwie, które skłonią linie lotnicze do przechodzenia na SAF.

Szybki postęp SAF, duża potrzeba zmian i obiecujące prognozy sprawiają, że mimo ich pewnych ograniczeń zaczyna się je stosować na coraz większą skalę. Już teraz wiele portów lotniczych oferuje możliwość tankowania zrównoważonego paliwa lotniczego oraz wykonuje się tysiące lotów właśnie na tych paliwach. Liczby te będą się w najbliższej przyszłości zwiększać, jak informują specjaliści firmy Neste, jednego z największych producentów SAF na świecie, który z roku na rok stale zwiększa swoje możliwości produkcyjne paliw przy pomocy inwestorów z branży lotniczej z całego świata.

Źródła: neste.com, nrel.gov.

Materiał został przygotowany przez Koło Naukowe Odnawialnych Źródeł Energii “Grzała”
Szymon Chlipała