Шведы ввели в мировой лексикон понятие, которое многим покажется не то что странным, а даже абсурдным. Flygskam - флюгскам, или «стыд от полетов» — это не что иное, как чувство вины путешественников за влияние авиаперелётов на окружающую среду.
Поскольку ИКАО - Международная организация гражданской авиации прогнозирует, что авиационные выбросы могут утроиться к 2050 году по сравнению с уровнем 2015 года, некоторые страны принимают меры, запрещая короткие рейсы там, где реальной альтернативой является железнодорожный транспорт.
Сейчас тикают часы, когда авиационная отрасль должна отказаться от углерода или столкнуться с дальнейшими ограничениями своего роста. Это означает создание самолетов, работающих на электричестве или чистом топливе.
1. В чем проблема?
Сокращение выбросов углерода от авиации сопряжено с техническими и экономическими вопросами, и не в последнюю очередь с непреклонными законами физики. Чтобы поднять 80-тонный самолет Airbus A320 с земли, требуется огромное количество энергии: обычный самолет вмещает около 20 тыс. литров керосина, что почти в 10 раз больше топлива, какое средний автомобиль потребляет за год.
Дальние перелеты еще более загрязняют окружающую среду: рейс из Франкфурта в Нью-Йорк на B747 выбрасывает в атмосферу примерно столько же углекислого газа, сколько выделяется при отапливании 440 немецких домов в течение года (примерно 2000 кг на пассажира). В то время как стартапы работают над аккумуляторными батареями для подъема в воздух небольших самолетов, до сих пор нет жизнеспособной альтернативы двигателям внутреннего сгорания для дальнемагистральных самолетов.
2. Как отрасль пытается обезуглероживаться?
Airbus, крупнейший в мире производитель самолетов, делает ставку на то, что самолеты с водородным двигателем могут стать решением для перелетов с нулевым уровнем выбросов. В компании говорят, что к середине следующего десятилетия у них будет модель для коммерческого использования.
Компания переоборудует первый A380, который она когда-либо построила, в демонстрационный самолет, который должен провести начиная с 2026 года летные испытания водородного двигателя, установленного на его фюзеляже.
Американский конкурент Boeing испытывает водородные топливные элементы на своем беспилотном военном дроне ScanEagle3. Однако компания заявляет, что самолеты на водороде станут реальностью только во второй половине века.
В аэропортах также нет наземной инфраструктуры для поддержки широкого использования такого топлива. Водород нуждается в охлаждении и легко воспламеняется. Длительные сроки сертификации новых самолетов и исследования, которые еще предстоит сделать с водородом, в том числе способы его хранения и выработки достаточного количества энергии для взлета и посадки, означают, что авиакомпаниям и аэрокосмическим компаниям необходимо временное решение, позволяющее им выполнять свои публичные обязательства по достижению нулевых выбросов углерода к 2050 году.
3. Существуют ли временные альтернативы топливу?
SAF - экологичное авиационное топливо, общий термин для заменителей керосина на основе ископаемого топлива, появилось как дорога к полетам с нулевым уровнем выбросов. Один из видов SAF получают либо из биологических ингредиентов, таких как отработанные кулинарные масла, животные жиры, бытовые или лесные отходы.
Другой — синтетическое топливо, полученное с использованием электричества для расщепления воды на кислород и водород, а затем соединения водорода с углеродом, извлеченным из атмосферы. Как и керосин, SAF выбрасывает в атмосферу углекислый газ и другие загрязнители. Сокращение выбросов связано с тем, что сжигаемые материалы не получены в результате добычи ископаемого топлива, пролежавшего в земле в течение тысяч лет.
4. Планы поэтапного внедрения SAF
Стремясь к чистому нулю, Евросоюз хочет, чтобы все авиационное топливо начиная с 2025 года содержало 2% SAF, а к 2063 году увеличилось до 63%. На данный момент годовой мировой объем производства SAF едва ли заправит мировой флот на нескольких дней. Такие поставщики, как финская Neste Oyj, обещают увеличивать его производство по мере роста спроса.
В настоящее время для производства SAF используются отработанные кулинарные масла и отходы животного жира, но изучаются и другие источники, включая твердые бытовые отходы. Поскольку при сжигании синтетического SAF выделяется столько же СО2, сколько было использовано для его производства, он считается нулевым, что означает, что при его использовании не возникает новых выбросов углерода. По оценкам Lufthansa, SAF в три-четыре раза дороже традиционного топлива, и руководители отрасли говорят, что им потребуются субсидии, чтобы помочь альтернативному топливу преодолеть первые трудности.
5. А как насчет электрических самолетов?
Они уже есть, но они маленькие. Шведский стартап Heart Aerospace разрабатывает электрический самолет под названием ES-30, который может вместить 30 человек и имеет дальность полета до 200 километров с нулевым уровнем выбросов. Компания заявляет, что ES-30 поступит в эксплуатацию в 2028 году.
Тем временем базирующаяся в Лос-Анджелесе компания Ampaire преобразовала Cessna Grand Caravan с 11 пассажирами в гибридную модель с обычным двигателем внутреннего сгорания и электродвигателем. В Ampaire говорят, что самолет введен в эксплуатацию в 2021 году и сможет сократить расход топлива и выбросы парниковых газов на 50%. Всего, по данным компании Roland Berger, в мире разрабатывается около 100 различных программ электрических самолетов.
6. Какие недостатки у электрических или гибридных самолетов?
Большой проблемой является размер и масса батарей, необходимых для их питания. Современные литий-ионные аккумуляторы дают лишь небольшую часть энергии, если сравнивать их с таким же объемом жидкого топлива. Это делает их слишком неэффективными для больших или дальнемагистральных самолетов.
Кроме того, в отличие от керосина, их вес не уменьшается в процессе полета. Гибридная технология смягчает это за счет использования как обычных, так и электрических двигателей. Либо они делят рабочую нагрузку, либо традиционный двигатель заряжает аккумуляторы; в обоих случаях выбросы ниже, а батареи могут быть намного меньше.
В некоторых гибридных конструкциях электрические двигатели используются для сильно загрязняющих окружающую среду взлетов и посадок, в то время как на крейсерской высоте движение обеспечивается обычными двигателями.
7. Действительно ли гибридные двигатели сокращают выбросы?
Как и в случае с автомобилями, углеродный след гибридно-электрического самолета зависит от того, какая схема работы двигателей применяется. Самолет, который заряжает свою батарею в воздухе, также сжигая топливо, не сильно сократит выбросы. Но полностью электрические конструкции и «параллельные» гибриды, заряжаемые перед взлетом с использованием электричества из возобновляемых источников энергии, могут иметь реальную эффективность, как и самолеты с водородным двигателем.
Тем не менее, учитывая длительные сроки сертификации и длинную жизнь самолетов, общее сокращение загрязнения будет весьма ограничено в течение следующих нескольких десятилетий.
8. Как скоро электрические самолеты поднимутся в воздух?
Маленькие электрические летающие такси полетят первыми. EHang Air Mobility Group из Китая разрабатывает электрический самолет с вертикальным взлетом и посадкой - eVTOL стоимостью $300 тыс., ожидая высокого спроса со стороны аварийно-спасательных служб, служб воздушного такси и операторов туристических рейсов.
Немецкая компания Volocopter, которую поддерживает Daimler, в 2019 году открыла «Волопорт» в Сингапуре для публичных испытательных полетов и рассчитывает начать коммерческую эксплуатацию уже в 2024 году.
Другие уже известные стартапы, изучающие такую возможность - это базирующиеся в США Zunum Aero, MagniX Technologies и британская Vertical Aerospace. Израильский стартап Eviation Aircraft провел первый испытательный полет своего 9-местного электрического самолета в сентябре прошлого года.
По словам Стефана Куэйля, технического директора Safran, ведущего производителя реактивных двигателей, небольшие гибридно-электрические самолеты, перевозящие 10-20 пассажиров, могут появиться к середине десятилетия, а более крупные региональные самолеты, перевозящие до 40 пассажиров, примерно к 2030 году.
Источник: The Washington Post
Перевод: АвиаОбоз
Ставьте лайки, подписывайтесь на наш канал и оставляйте комментарии внизу. Теперь мы и в Телегараме t.me/aviaoboz
Читайте еще на канале
- The Financial Times. Китайский проект: C919 представляет угрозу для продаж Airbus в Китае
- Insider. Российские авиакомпании получали американские запчасти для самолетов весь 2022 год
- Rare Historical Photos. Фотовзгляд на сексуальных стюардесс 1960–1980-х годов. Часть 2
