Biogoriva ali olje? Kako bodo letala letela v prihodnost

Kazalo:

Biogoriva ali olje? Kako bodo letala letela v prihodnost
Biogoriva ali olje? Kako bodo letala letela v prihodnost

Video: Biogoriva ali olje? Kako bodo letala letela v prihodnost

Video: Biogoriva ali olje? Kako bodo letala letela v prihodnost
Video: Quick Look: FN EVOLYS #SHOTShow 2024, December
Anonim
Slika
Slika

Strokovnjaki danes še naprej razpravljajo o možnostih uporabe biogoriv v letalski industriji. Mnenja o tej zadevi so različna, očitno pa je, da je doslej o vprašanju biogoriv več politike kot ekonomije. Biogoriva so pomembna predvsem za okolje in programe, namenjene zmanjšanju količine škodljivih emisij CO2 v ozračje. Poleg tega lahko takšno gorivo povzroči več škode kot koristi.

Kaj vemo o biogorivih?

Danes se zdi, da so biogoriva nekaj novega in posebnega, v resnici pa so nas vedno obdajali. Najpreprostejši primer, s katerim se je verjetno srečal vsak Rus, so drva - ena najstarejših vrst trdnih biogoriv. Če podamo splošno značilnost biogoriva, potem lahko ugotovimo, da gre za gorivo, ki se proizvaja iz surovin rastlinskega ali živalskega izvora, iz produktov vitalne aktivnosti organizmov ali organskih industrijskih odpadkov.

Prava zgodovina biogoriv se je aktivno razvijala v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, ko so Združene države sprejele zvezni zakon, ki na nacionalni ravni nadzoruje onesnaženost zraka, imenovan je bil Zakon o čistem zraku. Zakon je bil sprejet v povsem razumljive namene, da bi čim bolj zmanjšali škodljive emisije v ozračje različnih vozil: od avtomobilov in vlakov do letal. Trenutno je na trgu več deset podjetij, ki se ukvarjajo z razvojem in proizvodnjo biogoriv, večina pa jih je še vedno v ZDA.

Danes obstajata dve glavni vrsti biogoriv. Biogoriva prve generacije vključujejo rastlinska goriva, ki se pridobivajo iz običajnih kmetijskih pridelkov z visoko vsebnostjo maščob, sladkorjev in škroba. Škrob in sladkor iz pridelkov se pretvorijo v etanol, maščobe pa v biodizel. Najpogostejši pridelki za biogoriva so pšenica, oljna repica in koruza.

Slika
Slika

Biogoriva druge generacije so industrijska biogoriva, ki se pridobivajo iz lesnih ali rastlinskih odpadkov, odpadkov živilske industrije, odpadkov industrijskega plina itd. Proizvodnja takšnega biogoriva je cenejša od pridelave poljščin prve generacije.

Alge lahko postanejo druga vrsta surovine za biogoriva tretje generacije. To je obetavna smer razvoja te industrije. Njihova proizvodnja ne zahteva omejenih zemljiških virov, alge pa imajo visoko stopnjo razmnoževanja in koncentracijo biomase. Pomembno je tudi, da jih lahko gojimo v onesnaženi in slani vodi.

Do sedaj je večina svetovnih transportnih biogoriv gorivo prve generacije, ki se proizvaja iz rastlinskih surovin. Toda v zadnjih letih so naložbe v to industrijo padale. To gorivo in njegova proizvodnja imata veliko pomanjkljivosti. Eden od njih ogroža varnost preskrbe s hrano. V svetu, kjer problem lakote ni rešen, se številnim politikom in aktivistom zdi neprimerno pretvoriti kmetijske proizvode v gorivo.

Strokovnjaki menijo, da je uporaba takšnih biogoriv bolj škodljiva za podnebje kot dobra. Z zmanjšanjem emisij pri izgorevanju fosilnih goriv hkrati spreminjamo rabo tal. Naraščajoče povpraševanje po biogorivih prisili kmetijske proizvajalce, da zmanjšajo površino za pridelavo živil. To je v nasprotju s programi varnosti preskrbe s hrano v mnogih državah.

Proizvodnja biogoriv iz kmetijskih surovin ima posreden vpliv na pridelavo hrane, raznolikost pridelanih poljščin, cene hrane in površino uporabljenih kmetijskih zemljišč. V svetu, kjer je po napovedih do leta 2025 lačnih 1,2 milijarde lačnih, ki porabijo 2,8 tone pšenice za pridelavo 952 litrov etanola ali 5 ton koruze za proizvodnjo 2000 litrov etanola, se ne zdi najbolj racionalno in etična odločitev.

Slika
Slika

Biogorivo druge generacije je videti bolj obetavno, kar ne škodi okolju, človeku ne odvzema hrane in pomaga rešiti problem odpadkov. Strokovnjaki menijo, da ima takšno biogorivo iz industrijskega plina in lesnih odpadkov velike možnosti, tudi v Rusiji. Pri nas so le odpadki gozdarske industrije ocenjeni na 35 milijonov kubičnih metrov letno, po količini sečnje pa smo drugi le v ZDA.

Letalska biogoriva Perspektiva

Letalstvo in celoten sektor zračnega prometa je mogoče opredeliti kot možne gonilne sile rasti biogoriv. Letalstvo predstavlja približno 10 odstotkov celotne porabe goriva na planetu, kar je precej. Vendar pa možnosti za biogoriva v letalstvu niso tako jasne. Biogoriva, kot nadomestek za olje, iz katerega se proizvaja letalski kerozin, imajo svoje prednosti in slabosti.

Pomembno pa je vedeti, da imajo biogoriva impresiven avli v letalstvu. Najprej na ravni organizacij, ki vključujejo Mednarodno združenje za zračni promet in Mednarodno organizacijo civilnega letalstva (ICAO). Te organizacije lobirajo za samo biogorivo in standarde za njegovo uporabo pri potovanju z letalom.

Poleg tega letalski prevozniki sami vidijo nekatere prednosti pri uporabi biogoriv. Prvič, ohranjajo dobre odnose z ICAO in organizacijami civilne družbe. Drugič, ozelenijo promet. Tema ekologije je trenutno zelo priljubljena, lahko bi rekli, "HYIP" in je zelo dobra platforma za odnose z javnostmi letalskih prevoznikov. Tretjič, biogoriva imajo gospodarske koristi pri zmanjševanju tveganj zaradi nestanovitnosti cen goriv.

Hkrati ima gospodarstvo pri vprašanju biogoriv plus in minus. Najprej razmislite o pozitivnem, kar imajo radi letalske družbe. Današnji trg biogoriv je v prosti prodaji, takšno gorivo povzroča stabilne in razumljive stroške. Klasično gorivo, pridobljeno v procesu rafiniranja nafte, pa je borzno blago, katerega stroški so neposredno odvisni od cen na borzi. Nihanja cen goriv se nenehno dogajajo in to opažajo vsi, tudi ljudje daleč od tega območja.

Zdaj pa se pogovorimo o ekonomskih pomanjkljivostih. Proizvodnja biogoriva ni poceni. Jay D. Keesling, profesor kemijskega inženiringa in bioinženiringa na kalifornijski univerzi v Berkeleyju, ki je tudi glavni izvršni direktor skupnega inštituta za bioenergijo, je za Global Energy povedal, da je množična proizvodnja biogoriv za letalstvo trenutno manj stroškovno učinkovita kot ki proizvaja letalska goriva, kerozin iz nafte.

Slika
Slika

Opozoril je:

»Gorivo za sodobne reaktivne motorje, ki je narejeno iz olja, je zelo poceni. Če države po vsem svetu določijo pravila, ki zahtevajo uporabo ogljično nevtralnih goriv, ali uvedejo davke na ogljik za letalski kerozin, bi to lahko spodbudilo proizvajalce bioreaktivnih goriv. Vemo, da je mogoče proizvesti takšno gorivo, vendar je danes glavni problem gospodarstvo."

Dmitrij Los, ki je direktor Inštituta za fiziologijo rastlin Timiryazev (IPR RAS), se strinja s svojim čezmorskim kolegom. Stroški biogoriv za letalstvo so še vedno zelo visoki. Danes je proizvodnja biogoriva bolj politična volja kot gospodarski pojav. Po mnenju strokovnjaka je letalski kerozin že dobro očiščen in malo oddaja v zemeljsko ozračje, v nasprotju z elektrarnami na premog, ki jih po vsem svetu še vedno zadostuje.

Tako Dmitry Los kot Jay D. Kisling menita, da bo najbolj obetavna uporaba druge in tretje generacije biogoriv. Zdi se, da je proizvodnja biogoriva iz alg (naravnih mikroorganizmov) in v prihodnosti gensko spremenjenih mikroorganizmov učinkovitejša. Ta pristop ima veliko virov in rešuje problem pomanjkanja kmetijskih zemljišč in namakalnih virov.

Poleg tega bo takšna proizvodnja tehnologija zaprtega kroga, ki se lahko reproducira v nedogled. Vsaj dokler sonce sije nad našim planetom in poteka proces fotosinteze. Kisling pa je dodal, da bi lahko problem pomanjkanja virov sčasoma rešili s široko uporabo organskih odpadkov pri proizvodnji biogoriv.

Uporaba biogoriv v letalstvu

Danes se uporaba biogoriv v letalstvu spodbuja na politični ravni. Na primer, v EU letalstvo predstavlja 3 odstotke emisij toplogrednih plinov. Mednarodno združenje za zračni promet pričakuje, da bo z uporabo biogoriv do leta 2050 prepolovilo količino škodljivih emisij v ozračje (v primerjavi z letom 2005).

Težava je v tem, da se vse te emisije pojavljajo v najobčutljivejših plasteh zemeljske troposfere. Rast letalskih potovanj za pet odstotkov na leto bi lahko sčasoma privedla do nespremenjenega deleža svetovnih emisij CO2 iz letalstva na 3 odstotke do leta 2050 (trenutno predstavljajo 2 odstotka emisij po vsem svetu) …

Za ozračje našega planeta je tudi takšno povečanje že veliko. Ob upoštevanju problema globalnih podnebnih sprememb na planetu mora človeštvo zmanjšati količino škodljivih emisij in si prizadevati za izboljšanje okolju prijaznosti letalskih motorjev. To je pomembno, če želimo omejiti naš vpliv na globalno segrevanje na 1,5 stopinje Celzija v primerjavi s predindustrijsko stopnjo razvoja.

Slika
Slika

Doslej se zamenjava letalskega kerozina z biogorivi izvaja postopoma z mešanjem dveh vrst goriva v razmerju 10-20 odstotkov biogoriva v kerozin. Tudi pri takšnih količinah to občutno zmanjšuje škodljive emisije v ozračje.

Prve izkušnje z uporabo biogoriv v letalstvu segajo v leto 2008. Nato je let izvedla letalska družba Virgin Atlantic, ki je mešala 20 odstotkov biogoriv z običajnim letalskim kerozinom. Od takrat so to tehnologijo preizkusili različni letalski prevozniki, vključno s tako velikimi, kot je KLM. Najbolj opazen dosežek pripada družbi Hainan Airlines, ki je leta 2017 letela iz Kitajske v Združene države Amerike, pri čemer je kot gorivo uporabila mešanico z dodatkom izrabljenega rastlinskega olja.

Letalske sile se zanimajo tudi za tehnologijo. Na primer, v Indiji so vojaška transportna letala An-32 prejela certifikat za letenje na biogorivo. Motorji tega letala običajno delujejo na mešanici, od tega 10 odstotkov biokomponent. Indijske letalske sile pričakujejo, da bodo do leta 2024 zmanjšale uporabo konvencionalnega letalskega kerozina za 4 milijarde dolarjev, s čimer bodo precej široko prešle na biogoriva.

Letalska družba Boeing namerava do leta 2030 izdelati letala, ki bodo lahko redno letela na 100% biogorivu. Vsaj takšne načrte danes resnično izraža proizvajalec letal. Hkrati biogoriva še zdaleč niso edini način za zmanjšanje škodljivih emisij v ozračje.

Obetavna smer je lahko ustvarjanje letal s hibridnimi ali popolnoma električnimi motorji. To je resnična priložnost, da letalstvo ne postane le ogljično nevtralno, ampak popolnoma okolju prijazno. Ostaja le počakati na pojav zmogljivih akumulatorskih baterij, oksidiranih z atmosferskim kisikom.

Priporočena: