Nu de bezorgdheid over de opwarming van de aarde over de hele wereld toeneemt, krijgt de luchtvaart onevenredig veel kritiek vanwege haar bijdrage aan de totale mondiale productie van broeikasgassen.
Ook al stoot de luchtvaart slechts ongeveer een negende zoveel koolstofdioxide (CO2) uit als motorvoertuigen, toch heeft het een hoge zichtbaarheid als activiteit, zijn snelle groei als industrie en het feit dat de luchtvaart het grootste deel van zijn CO2- en fijnstofuitstoot uitstoot in de hogere atmosfeer heeft het tot een bijzonder doelwit gemaakt voor milieuactivisten.
Elizabeth Barratt-Brown, een senior advocaat bij de National Resources Defense Council, vertelde vorige week op de Eco-Aviation Conference in Washington, DC dat in de Verenigde Staten, tenzij de industrie enorme efficiëntieverhogingen boekt, 'tegen 2050 de luchtvaartemissies naar verwachting bijna gelijk zullen zijn. het bedrag van auto's ”vanwege de groei van de luchtvaart. Het evenement, gesponsord door het tijdschrift Air Transport World en Leeham Company, was het eerste luchtvaartmilieu-forum dat in de Verenigde Staten werd gehouden.
Gelukkig voor de aarde heeft de stijgende olieprijs de zoektocht naar duurzame, CO2-neutrale alternatieven misschien een onmiddellijke economische noodzaak gemaakt, evenals een ecologisch kritische focus voor veel menselijke commerciële activiteiten - met de luchtvaart als belangrijkste daarvan. Economische experts beschouwen hoge olieprijzen nu als een langetermijnfeit in plaats van een korte termijn, en zeggen dat de luchtvaart in zijn huidige vorm gewoon niet kan leven met de mogelijkheid dat de prijs van een vat olie op $ 200 zal stijgen. .
Onderzoek naar alternatieven voor fossiele brandstoffen loopt als een trein. Uiteindelijk kan een schone brandstof zoals waterstof het antwoord zijn voor de luchtvaart, maar de technologieën waarmee het veilig en economisch kan worden gebruikt voor het aandrijven van grote vliegtuigen, worden over het algemeen beschouwd als 40 jaar of meer verwijderd.
Voor de luchtvaart blijkt steeds vaker dat biobrandstoffen - vliegtuigbrandstoffen gemaakt van planten of algen met behulp van een van de vele verschillende processen - verreweg de beste hoop op middellange tot lange termijn vormen voor het economische en ecologische voortbestaan van de industrie. Een van de belangrijkste voordelen van biobrandstoffen is dat de fabrieken die worden gebruikt om de brandstoffen te maken veel CO2 nodig hebben om te groeien, waardoor de luchtvaartsector in potentie echte koolstofneutraliteit kan bereiken.
"Boeing Commercial Airplanes en zijn partners versnellen actief de ontwikkeling van biobrandstoffen van de tweede generatie, omdat ze een economisch haalbare kans bieden om de wereldwijde commerciële vliegtuigvloot duurzaam van stroom te voorzien", aldus Boeing in een recent briefingdocument getiteld 'What is the future of jet fuel? '
Het 'bewezen trackrecord' van de luchtvaart
Het 'bewezen trackrecord' van de luchtvaart wat betreft het verminderen van de 'koolstofvoetafdruk' per passagier is al uitstekend, met een verbetering van 70 procent in brandstofverbruik en CO2-uitstoot per passagierskilometer in de afgelopen 50 jaar, zei Rolls-Royce senior milieu analist Nuno Taborda.
"De luchtvaart geeft relatief meer uit dan welke andere industrie dan ook aan CO2-reductie", zei hij. Anderen merkten op dat de Amerikaanse auto-industrie de brandstofefficiëntie en CO30-uitstoot van haar producten de afgelopen 2 jaar helemaal niet heeft verbeterd.
Maar de burgerluchtvaart begint nog maar net. "Het doel van de IATA (International Air Transport Association) is een emissiereductie van 25 procent per passagier tegen 2020," van gemiddeld 4 kilogram CO2 per 100 passagierskilometers naar 3 kilogram, aldus Billy Glover, algemeen directeur van Boeing Commercial Airplanes. milieustrategie. In de VS "is het doel van de Air Transport Association 30 procent in 2025." Deze doelen omvatten geen positieve effecten van het gebruik van duurzame biobrandstoffen die tegen die tijd beschikbaar zouden kunnen zijn, voegde Glover toe.
Er zijn verschillende samenwerkingsverbanden tot stand gebracht om de ontwikkeling van alternatieve brandstoffen en andere manieren om de milieu-efficiëntie van de luchtvaart te verbeteren, te stimuleren. Het is een gebied waarop Airbus en Boeing graag samenwerken. Een toonaangevend forum is het Commercial Aviation Alternative Fuels Initiative (CAAFI), dat partners uit de luchtvaartindustrie, brandstofleveranciers, universiteiten en verschillende Amerikaanse overheidsinstanties omvat.
CAAFI heeft een stappenplan voor brandstofcertificering opgesteld dat voorziet in het behalen van certificering van vliegtuigbrandstoffen die volledig zijn gemaakt van zuivere gehydrogeneerde oliën uit biomassa in 2013. CAAFI heeft ook verschillende tussentijdse doelen gesteld, te beginnen dit jaar met de geplande certificering van een brandstof gemaakt van 50 procent mengsel van syngas uit biomassa en conventionele vliegtuigbrandstof. (Syngas is een mengsel van koolmonoxide en waterstof en wordt gemaakt uit grondstoffen door het Fischer-Tropsch-proces, dat in 1923 werd ontdekt. Syngas kan worden verwerkt tot vliegtuigbrandstoffen.)
De juiste grondstof voor biobrandstof vinden
De sleutel tot het hele vraagstuk van biobrandstoffen in de luchtvaart is wat voor soort biomassa het meest geschikt is voor brandstofproductie. Er moet rekening worden gehouden met verschillende essentiële zaken. De eerste is de dichtheid en de energie-inhoud van de brandstof: deze moet een voldoende kleine ruimte innemen om in een vliegtuig te kunnen worden vervoerd en evenzo moet een bepaald volume van de brandstof voldoende energie produceren zodat een vliegtuig voldoende kan vervoeren. tanks om zijn vlucht te voltooien.
Ten tweede is er de ‘koolstoflevenscyclus’ van de biobrandstof: dat wil zeggen de netto hoeveelheid CO2 die wordt geproduceerd tijdens de productie en verbranding van de brandstof, verminderd met de hoeveelheid die de biomassa als grondstof voor de brandstof opneemt tijdens de groei.
Ten derde is de hoeveelheid geproduceerde zwavel en andere deeltjes. Ten vierde is er de enorm gevoelige politieke kwestie om ervoor te zorgen dat het land en de biomassa die worden gebruikt om biobrandstof te maken, de hoeveelheid voedsel die beschikbaar is voor de mensheid en de fauna van de aarde niet verminderen.
Deze overwegingen sluiten 'biobrandstoffen van de eerste generatie', zoals ethanol uit maïs en sojabonen, onmiddellijk uit. Ethanol bevat niet alleen niet genoeg energie per volume-eenheid om geschikt te zijn als vliegtuigbrandstof, maar het verbouwen van genoeg maïs of sojabonen om alle vliegtuigen van de wereld van stroom te voorzien zou volgens Boeing een gebied nodig hebben dat ongeveer zo groot is als de Verenigde Staten. Evenmin heeft ethanol geschikte kook- en vriespunten voor gebruik in de luchtvaart.
Biobrandstoffen van de tweede generatie
Deskundigen zijn van mening dat "biobrandstoffen van de tweede generatie" afkomstig van het hout en de noten van planten zoals Jatropha curcas (Barbados Nut) en babassu, die sterk groeien in droge gebieden die ongeschikt zijn als akkerland en die (in het geval van jatropha) hoe dan ook giftig zijn, een goede tussenoplossing.
Deze Latijns-Amerikaanse planten, evenals andere flora zoals switchgrass en zoutwatertolerante planten die bekend staan als halocyten (waaronder moerasgrassen die in delen van het Midden-Oosten voorkomen), zouden kunnen worden gekweekt voor brandstofproductie in niet-akkerbouwgebieden die geschikt zijn voor hun specifieke groei-eisen. Verschillende delen van de wereld zouden verschillende biobrandstofproducerende planten laten groeien, afhankelijk van hun plaatselijke klimaat en bodemgesteldheid.
Er is echter een probleem: hoewel hun oliën een veel hogere energie-inhoud en veel betere kook- / vriestemperatuureigenschappen bieden dan ethanol, zouden deze fabrieken niet genoeg olie per hectare opleveren om aan de brandstofbehoeften van de luchtvaartindustrie te voldoen, tenzij, nogmaals , werden zeer grote arealen aan hun teelt gegeven.
Algen een waarschijnlijk antwoord op de lange termijn
In de hele branche is er een brede consensus dat algen op de langere termijn de optimale oplossing zijn voor de brandstofbehoeften van de luchtvaart. Een aantal basisproblemen moet worden opgelost, zoals ervoor zorgen dat er voldoende licht naar elk deel van een algentank komt om alle cellen goed te laten groeien; en het voldoende drogen van algencellen om de olie die ze bevatten te extraheren en te kraken tot vliegtuigbrandstof.
Maar Boeing en Airbus zijn ervan overtuigd dat deze problemen kunnen worden opgelost - en de voordelen die algen bieden als "biobrandstof van de derde generatie" zijn immens. Algen kunnen een olieopbrengst produceren die vijftien keer zo groot is als die van biobrandstofcentrales van de tweede generatie: de hele wereldvloot van vliegtuigen kan worden aangedreven vanuit een gecultiveerd gebied ter grootte van West Virginia, of België, zegt Boeing.
Omdat algen overal in tanks kunnen worden gekweekt, kunnen biobrandstofproducerende algenkwekerijen worden geplaatst naast faciliteiten die vliegtuigbrandstof produceren uit steenkool of aardgas met behulp van het Fischer-Tropsch-proces. Deze "coal-to-liquid" of "gas-to-liquid" processen genereren grote hoeveelheden CO2 uit fossiele brandstoffen, waardoor ze ongeschikt zijn als duurzame brandstofbronnen. Als de CO2 die ze genereren echter wordt afgevoerd en gebruikt om algen te kweken in nabijgelegen boerderijen, kunnen de twee vormen van brandstofproductie samen een efficiënte, koolstofneutrale symbiose creëren voor de productie van vliegtuigbrandstof.
