Gdy dostawy paliwa lotniczego się kurczą, czy inne paliwa mogą zaspokoić popyt?

Przyczynij się do działalności CleanTechnica poprzez subskrypcję na Substacku, Patreonie lub Stripe. Pomóż nam tworzyć wysokiej jakości, oryginalne treści, które publikujemy co tydzień, pomimo wyzwań stawianych przez sztuczną inteligencję do pobierania treści, antyspołeczne media, inflację oraz inne przeszkody. Nowe badania oceniają potencjał pięciu paliw lotniczych w zmniejszaniu wstrząsów w łańcuchu dostaw Autor: Anna Squires, NLR Ograniczone zapasy paliwa lotniczego oraz rosnące zapotrzebowanie na nie zwiększają zainteresowanie mieszankami paliw lotniczych, które wykraczają poza Jet A i A-1 – najczęściej używane paliwa lotnicze na świecie. Teraz badacze z National Laboratory of the Rockies (NLR) opublikowali nowe badania oceniające potencjał pięciu nowych paliw. Główny raport zatytułowany „Przegląd potencjalnych przyszłych nośników energii w lotnictwie” został sfinansowany przez Narodową Administrację Lotniczą i Kosmiczną (NASA) i bada potencjał produkcji pięciu paliw: SAF, ciekłego wodoru, skroplonego gazu ziemnego, skroplonego etanu oraz Jet X. Alternatywy dla Jet A i A-1 Różnorodne trudności, od wyższych cen po ograniczenia infrastrukturalne, spowolniły wdrażanie nowoczesnych paliw lotniczych. Mimo to mają one wspólną zaletę: można je wytwarzać przy użyciu krajowych surowców i energii elektrycznej zamiast importowanego ropy naftowej, co pomaga chronić przemysł lotniczy oraz pasażerów przed rosnącymi kosztami spowodowanymi niestabilnością łańcucha dostaw. „Oczekuje się, że popyt na paliwo lotnicze wzrośnie z nieco ponad 100 miliardów galonów w 2025 roku do 165 miliardów galonów do 2050 roku” – powiedziała Kristi Moriarty, starszy badacz ds. analiz pojazdów i infrastruktury w NLR, który kierował tym badaniem. „Dzięki dalszym badaniom nad nowymi nośnikami energii moglibyśmy dać przemyśle lotniczemu elastyczność niezbędną do sprostania temu rosnącemu popytowi – przy użyciu paliw wyprodukowanych krajowo, a nie importowanych”. Poniżej znajdują się główne wnioski dotyczące każdego z nowo pojawiających się paliw lotniczych. SAF Spośród wszystkich potencjalnych paliw omówionych w raporcie, SAF to już dostępne na rynku paliwo lotnicze, które może zastąpić do 50% ilości Jet A wymaganej przez tradycyjne samoloty. Jednak w odróżnieniu od Jet A, większość SAF powstaje z tłuszczów, olejów kuchennych, smarów i alkoholu, a opracowywane są również metody jego wytwarzania z biomasy, alg oraz odpadów komunalnych. Chociaż SAF jest dostępny na rynku od 2016 roku, stanowi zaledwie 1% paliwa lotniczego używanego na całym świecie. Jego upowszechnianie jest utrudnione wyższą ceną – rzadko spada ona poniżej 6 dolarów za galon – oraz ograniczoną liczbą biorafinerii, które potrafią je wytwarzać. Jednak w miarę jak ceny Jet A i A-1 rosną do 4 dolarów za galon i więcej, różnica cenowa między tymi dwoma paliwami się zmniejsza. Badacze z NLR przewidują, że do 2050 roku globalne zapotrzebowanie na paliwo lotnicze może wzrosnąć do 165 miliardów galonów rocznie. Istnieje potencjalnie wystarczająca ilość surowców, zwanych również materiałami wyjściowymi, przeznaczonych do biorafinacji, aby zaspokoić 80% tego zapotrzebowania, czyli 132 miliardy galonów paliwa SAF rocznie. Jednak aby SAF mogło sprostać przyszłym zapotrzebowaniom na paliwo lotnicze, potrzebuje poparcia wielu interesariuszy oraz dalszych działań zmierzających do obniżenia kosztów. Produkowanie SAF po tym samym cenie co Jet A lub A-1 obecnie okazałoby się bardzo trudne – konieczne byłoby obniżenie kosztów kapitałowych i operacyjnych nowych zakładów oraz przekształceń rafinerii, a także dostęp do wystarczającej ilości surowców, aby w dużych ilościach produkować to paliwo. „Rynek paliw transportowych jest globalny i obejmuje wielu uczestników, w tym rządy” — powiedział Moriarty. „Decyzje podejmowane na tych poziomach mogą wpłynąć na decyzje producentów paliw — czy budować nowe zakłady do wytwarzania SAF, czy nie, czy inwestować w nowe metody produkcji, czy też nie. Musimy zobaczyć przyspieszone wdrożenie działań na obu frontach, jeśli SAF ma sprostać przyszłym wymaganiom”. Przypadek studialny: Potencjał Nowej Anglii do produkcji SAF Massachusetts Port Authority niedawno sfinansowała badania NLR w celu sprawdzenia, czy SAF można by produkować, mieszać i dystrybuować w Nowej Anglii, aby wspierać 10 lotnisk w tym regionie. Badacze przeanalizowali lokalne surowce, oszacowali ilość SAF, którą można by wyprodukować oraz cenę, po której mogłoby się ono sprzedać, a także określili miejsca, w których SAF można by zmieszać z Jet A do celów komercyjnych. Odkryto, że Nowa Anglia posiada wystarczające surowce do produkcji SAF, z możliwością wytwarzania nawet 850 milionów galonów paliwa o ekwiwalencie benzyny rocznie. Zobacz streszczenie > Przeczytaj pełny raport > Ciekły wodór, skroplony gaz ziemny i skroplony etan Wodór ciekły, gaz ziemny skroplony (LNG) oraz etan skroplony należą do grupy „paliw kriogenicznych”: paliw przechowywanych w izolowanych zbiornikach, często przy niskich temperaturach, aby utrzymać stan ciekły. Paliwa kriogeniczne nie stanowią natychmiastowych rozwiązań dla samolotów. Lotniska musiałyby zainstalować nową infrastrukturę do tankowania, a producenci musieliby wprowadzić na rynek nowe samoloty napędzane wodorem, LNG i etanem. Konieczne byłoby opracowanie międzynarodowych standardów dotyczących bezpiecznego przechowywania i dystrybucji paliw kriogenicznych. Jednak te paliwa przynoszą również wiele korzyści: Ciekły wodór nie zanieczyszcza środowiska i pozwala przechowywać dużą ilość energii w stosunku do swojej masy. Kilka firm rozpoczęło już rozwój samolotów napędzanych wodorem oraz systemów napędowych do lotów krótkodystansowych i regionalnych, a Federalna Administracja Lotnictwa (FAA) współpracuje z NLR, aby przygotować się na przewidywany wzrost popytu na paliwo wodorowe na lotniskach. LNG można wytwarzać z obfitych krajowych złóż gazu ziemnego i biometanu przy niższych kosztach niż w przypadku Jet A. Chociaż ciekły etan rzadko jest wykorzystywany do napędu, ma wyższą gęstość energii niż ciekły gaz ziemny, a jego produkcja stale rośnie. „Paliwa kriogeniczne stanowią długoterminowe możliwości dla przemysłu lotniczego” — powiedział Moriarty. „Warto je badać, ponieważ mogą pomóc w zdywersyfikowaniu dostaw paliwa poprzez wykorzystanie krajowych źródeł energii, co ma istotne konsekwencje dla naszej bezpieczeństwa energetycznego oraz cen, które muszą płacić linie lotnicze i klienci”. Jet X Jet X znajduje się w wczesnej fazie badań, a obecnie badane są różne chemikalia na bazie ciekłych węglowodorów. Badacze starają się znaleźć nowe chemikalia paliwowe, które mogą poprawić efektywność zużycia paliwa, wyeliminować toksyczne związki aromatyczne, poprawić jakość powietrza w okolicy lotnisk oraz zmniejszyć tworzenie się smug chmur. Konieczne byłoby przeprowadzenie obszernych, długoterminowych badań nad materiałami Jet X, samolotami oraz infrastrukturą, aby udowodnić ich zgodność z wyposażeniem lotnisk i samolotów. Badania NLR dotyczą paliwa W miarę wzrostu cen paliwa Jet A i fluktuacji jego dostępności, zwiększenie produkcji nowych paliw lotniczych mogłoby pomóc w ustabilizowaniu rynku krajowego. Badacze z NLR intensywnie pracują nad dopuszczeniem tych nowych paliw do użycia podczas startów. Badacze zajmujący się paliwami i procesem spalania w laboratorium wykorzystują „wirtualny silnik lotniczy” NLR do tworzenia niezwykle szczegółowych symulacji zachowania nowych chemikaliów paliwowych, co może przyspieszyć produkcję i certyfikację nowych paliw syntetycznych. Badania nad zaawansowaną mobilnością lotniczą – wykorzystującą samoloty potrzebujące mniej paliwa lotniczego lub wcale go nie wymagające – również rozwijają się w laboratoriach. Zespoły badawcze pomagają przygotować sektor lotniczy na rozwój tej technologii, wspierając projektowanie vertiportów dla zaawansowanych samolotów, takich jak elektryczne maszyny do startu i lądowania w pionie (eVTOL), budując systemy napędowe dla elektrycznych samolotów pasażerskich oraz projektując niezwykle wydajną elektronikę zasilającą, która umożliwia samolotom pokonywanie większych odległości przy mniejszej ilości paliwa. Dzięki dalszym badaniom naukowcy mogą przyczynić się do obniżenia kosztów i zwiększenia skali produkcji, aby wprowadzić nowe paliwa na rynek – tworząc tym samym fundament pod przyszłość lotnictwa. Współpracuj z NLR, aby odkryć przyszłość energetyki lotniczej. Przeglądaj powiązane badania NLR dotyczące transportu i mobilności oraz zapisz się do newslettera NLR poświęconego tym tematom, aby być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami. Zapisz się do cotygodniowego Substacka CleanTechnica, aby otrzymywać szczegółowe analizy oraz zwięzłe podsumowania od Zacha i Scotta, zapoznaj się z naszym codziennym biuletynem informacyjnym i śledź nas na Google News!