Авиаперелеты - грязное дело. На долю летательных аппаратов приходится более 2% глобальных выбросов от сжигания ископаемого топлива, что во много раз превышает вклад коммерческой авиации в мировой ВВП. Две силы, похоже, готовы изменить этот показатель в ближайшие годы.
Во-первых, люди любят летать. IATA - Международная ассоциация воздушного транспорта прогнозирует, что в следующем году в небо поднимутся 4 миллиарда пассажиров, столько же, сколько в 2019 году, до того, как коронавирус временно приостановил деятельность отрасли. К середине века авиакомпании могут перевозить около 10 миллиардов пассажиров (см. диаграмму 1).
По оценкам компании Boeing, производящей самолеты, для этого потребуется примерно удвоить мировой парк воздушных судов с примерно 26 тыс. в 2019 году до 47 тыс. к 2040 году. После вспышки эпидемии коронавируса инвесторы снова настроены оптимистично в отношении перспектив отрасли (см. диаграмму 2). Демонстрируя свою уверенность, 9 мая Ryanair, гигант недорогих авиаперелетов, разместил заказ на 300 новых Boeing на сумму $40 миллиардов.
Во-вторых, поскольку другие отрасли, выбрасывающие углерод, от производства электроэнергии и автомобильного транспорта до производства цемента и стали, переходят на экологически чистые технологии, обезуглероживать авиаперевозки становится все труднее.
Если авиационный бизнес хочет достичь цели нулевого уровня выбросов к 2050 году, завтрашний флот должен быть намного экологичнее, чем сегодняшний. Отраслевой консорциум Mission Possible считает, что этого можно достичь, только удвоив прирост топливной эффективности, запустив в воздух самолеты, построенные по новым технологиям, к середине 2030-х годов и быстро внедряя экологичные виды топлива (плюс технологию улавливания углерода для компенсации остаточных выбросов, см. диаграмму 3).
Согласно недавнему отчету Университета Амстердама и Королевского аэрокосмического центра Нидерландов, необходимые инвестиции в период до 2050 года только в Европе составят около €820 млрд, кроме €1,1 трлн, необходимых для ведения бизнеса в обычном режиме. Увы, современные технологии авиационной промышленности и ее экономика пока не могут сказать "Миссия выполнима".
Когда дело доходит до сокращения выбросов, авиация имеет “удивительную историю” по сравнению с другими секторами, говорит Steven Gillard, директор по экологичному развитию Boeing. Он не ошибается.
Выбросы углерода на километр перелета среднего пассажира, снизились более чем на 80% за последние 50 лет. Каждое новое поколение самолетов как правило потребляет на 15-20% меньше топлива, чем предыдущее, во многом благодаря усовершенствованным двигателям. Dave Calhoun, генеральный директор Boeing, в прошлом году заявил инвесторам, что хочет, чтобы его следующая модель была “по крайней мере на 20%, 25% или даже 30% лучше” тех самолетов, которые она заменяет.
Проблема в том, что технология, которая могла бы помочь Dave Calhoun достичь этой цели, пока едва заметна. По мере того, как жизнь реактивных самолетов приближается к своему столетию, поддерживать даже темпы совершенствования становится все труднее. “Каждый технологический скачок усложняет следующий”, - говорит Andrew Charlton из консалтинговой компании Aviation Advocacy. И не только для Boeing и его конкурента Airbus.
Посмотрим на двигатели. CFM, совместное предприятие GE и Safran, двух производителей авиадвигателей, насчитывает около 1 тыс. инженеров, работающих над Rise, двигателем с открытым ротором, который не использует кожух, закрывающий лопасти вентилятора. Rolls-Royce и Pratt & Whitney, два других крупных производителя двигателей, также развивают собственные идеи. Но ни один из двигателей, скорее всего, не обеспечит прирост эффективности, к которому стремится Boeing.
Доработка корпусов самолетов, такая как потенциальное обновление ближнемагистральных Airbus A320 композитными крыльями, которые могут нести более крупные и эффективные двигатели, может помочь, но не на много. Работа над более радикальными изменениями конструкции планёра, такими как использование более узкого и легкого крыла с распоркой, разрабатываемых Boeing и NASA, в лучшем случае носит предварительный характер.
Если целевые показатели эффективности "нулевого уровня" кажутся отдаленными, то перспективы совершенно новых типов самолетов или топлива кажутся незначительными. Несколько стартапов, таких как Electra.Airflow и Heart Aerospace работают над прототипами, работающими на аккумуляторах.
У Heart уже есть заказы от Air Canada и United Airlines на 30-местные самолеты, которые могут пролететь 200 км только на батареях или вдвое больше с гибридным приводом, использующим экологически чистое топливо. Если все пойдет хорошо, они могут подняться в воздух к 2028 году. Anders Forslund, руководитель Heart, считает, что к 2050 году все маршруты протяженностью до 1,5 тыс. км могут обслуживаться электрическими самолетами. Но на такие поездки приходится всего 20% выбросов современных авиалайнеров.
Другой вариант - жидкий водород. В 2020 году Airbus заявил, что начнет работу над этой технологией с целью запустить ближнемагистральный коммерческий самолет к 2035 году. Это кажется маловероятным. Водород должен храниться при температуре ниже -235° C и занимает больше места, чем авиатопливо на единицу энергии.
Таким образом, ее использование потребовало бы серьезной модернизации самолета с тяжелыми системами охлаждения и большими топливными баками, которые оставляют меньше места для пассажиров. Да и аэропорты, не оборудованы инфраструктурой для работы с газом. Если бы водород можно было заставить работать, он, как и полет на аккумуляторах, вероятно, был бы ограничен полетами на короткие расстояния. Для сокращения выбросов углекислого газа при дальних перелетах требуется нечто другое.
Наиболее многообещающим из рассматриваемых видов топлива является экологически чистое топливо, которое, хотя и не полностью безуглеродистое, выделяет на 80% меньше парниковых газов, чем авиакеросин. В настоящее время такое топливо производится из отработанных жиров и иногда смешивается в небольших количествах с обычным топливом.
Boeing пообещал, что все его самолеты будут способны работать на 100% экологичном топливе к 2030 году. Многие перевозчики и энергетические компании объявили о совместных планах по увеличению его производства и снижению себестоимости, которая в настоящее время примерно в два раза выше, чем у традиционного. По данным IATA, в 2022 году объем производства достиг 300 млн литров, что в 3 раза больше, чем годом ранее.
Но это все еще капля в море. По данным IATA, к 2050 году, чтобы отрасль преодолела 65% пути к "чистому нулю", потребуется 450 млрд. литров в год. И препятствия на пути к достижению требуемого количества остаются огромными. Важным фактором является доступность сырья. Переработанные жиры не производятся повсюду в достаточных количествах. Равно как и бытовые отходы и побочные продукты лесного хозяйства, еще два потенциальных источника сырья.
Переработка продовольственных культур в топливо продвинул бы нас дальше, но является политически спорным в то время, когда цены на продовольствие и так быстро растут. Недавно Евросоюз запретил производителям топлива использовать сырье на основе пищевых культур. Синтетические альтернативы изготовления топлива из углерода, улавливаемого от промышленных источников или непосредственно из воздуха, пока являются прерогативой нескольких пилотных проектов.
Преодоление этих технологических препятствий усложняется динамикой конкуренции в самолетостроительной дуополии. Кризис с коронавирусом и приостановка эксплуатации В737MAX, рабочей лошадки Boeing, на 20 месяцев после аварий со смертельным исходом в 2018 и 2019 годах оставили американскую фирму с долгами в размере $47 млрд.
Сейчас Boeing уже занят выпуском увеличенной версии В737MAX и сертификацией В777X, нового варианта своего популярного дальнемагистрального самолета. Если производитель не запустит совершенно новый самолет до конца этого десятилетия, это будет означать разрыв в 25 лет с момента ее последнего крупного прорыва с В787 в 2005 году. Навыки инженеров могут утратиться.
Программа создания нового самолета, которая может стоить до $30 млрд и занять десять лет, не соответствует цели Boeing: возобновить возврат денег акционерам к 2026 году. Финансы Airbus в более устойчивом состоянии. Но у него тоже мало стимулов делать большую ставку на непроверенную новую технологию, поскольку американский конкурент не в состоянии оказывать конкурентное давление. На данный момент заказы европейской компании составляют уже около 7 тыс. самолетов, что примерно на 50% больше, чем у Boeing.
Все это означает, что полеты вряд ли скоро станут существенно благоприятнее для климата. Scott Deuschle из банка Credit Suisse называет выполнение цели отрасли по чистому нулю “маловероятной”. Другим единственным вариантом является серьезное отношение правительств к проблеме. Есть признаки того, что это уже происходит.
Евросоюз постепенно вводит требование на обязательное использование экологически чистых видов топлива, доля которого в использовании европейскими авиакомпаниями должна увеличиться с 2% в 2025 году до 70% к 2050 году.
Некоторые страны идут дальше. В рамках спасения Air France во время эпидемии коронавируса французское правительство запретило перевозчику конкурировать с поездами на маршрутах продолжительностью менее 2,5 часов.
А в Нидерландах, власти обязали сократить к концу 2023 года количество рейсов в аэропорту Схипхол, крупнейшем в стране, на 8%, до 460 тыс. в год, чтобы сократить как выбросы углекислого газа, так и шумовое загрязнение.
Французская затея может сработать, хотя вопрос о том, насколько она принесет пользу, остается спорным. Нидерландский подход был сорван в апреле судом при поддержке нескольких авиакомпаний.
Авиационная промышленность хочет улучшение климата — но не сегодня.
Источник: The Economist
Перевод: АвиаОбоз
Ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал и оставляйте комментарии внизу. Теперь мы и в Телегараме t.me/aviaoboz
Читайте еще на канале
- Financial Times. Туристический бум поможет европейским авиакомпаниям преодолеть экономический спад
- Forbes. Санкции за Украину могут задушить рост пассажирской авиации России на 10 лет
- Rare Historical Photos. Фотовзгляд на сексуальных стюардесс 1960–1980-х годов. Часть 2
