Biokütused või õli? Kuidas lennukid tulevikku lendavad

Sisukord:

Biokütused või õli? Kuidas lennukid tulevikku lendavad
Biokütused või õli? Kuidas lennukid tulevikku lendavad

Video: Biokütused või õli? Kuidas lennukid tulevikku lendavad

Video: Biokütused või õli? Kuidas lennukid tulevikku lendavad
Video: 2. jalaväebrigaad harjutas Kevadtormi lahinguteks koostööd liitlastega 2024, Märts
Anonim
Pilt
Pilt

Eksperdid arutlevad täna lennunduses biokütuste väljavaadete üle. Arvamused selles küsimuses on erinevad, samas on ilmne, et siiani on biokütuste küsimuses rohkem poliitikat kui majandust. Biokütused on olulised eelkõige keskkonnale ja programmidele, mille eesmärk on vähendada atmosfääri kahjulike süsinikdioksiidi heitkoguste hulka. Pealegi võib sellisel kütusel olla rohkem kahju kui kasu.

Mida me teame biokütustest?

Tänapäeval näivad biokütused olevat midagi uut ja erilist, kuid tegelikult on need meid alati ümbritsenud. Lihtsaim näide, millega ilmselt iga venelane on kokku puutunud, on küttepuud - üks vanimaid tahkeid biokütuseid. Kui tuua biokütuse üldine omadus, siis võib märkida, et see on kütus, mis on toodetud taimset või loomset päritolu toorainest, organismide elutähtsa tegevuse produktidest või orgaanilistest tööstusjäätmetest.

Biokütuste tegelikku ajalugu arendati aktiivselt 1970ndatel, kui USA võttis vastu föderaalseaduse, mis kontrollib õhusaastet riiklikul tasandil, seda nimetati puhta õhu seaduseks. Seadus võeti vastu üsna arusaadavatel eesmärkidel, et maksimaalselt vähendada erinevate sõidukite kahjulikke heitmeid atmosfääri: autodest ja rongidest lennukiteni. Praegu on turul mitukümmend ettevõtet, kes tegelevad biokütuste arendamise ja tootmisega ning enamik neist asub endiselt Ameerika Ühendriikides.

Tänapäeval on biokütuseid kahte peamist tüüpi. Esimese põlvkonna biokütused hõlmavad taimseid kütuseid, mis saadakse tavalistest põllumajanduskultuuridest, milles on palju rasva, suhkrut ja tärklist. Taimede tärklis ja suhkur muundatakse etanooliks ja rasvad biodiislikütuseks. Kõige tavalisemad biokütuste põllukultuurid on nisu, rapsiseeme ja mais.

Pilt
Pilt

Teise põlvkonna biokütused on tööstuslikud biokütused, mis saadakse puidu- või taimejäätmetest, toiduainetööstuse jäätmetest, tööstusgaasijäätmetest jne. Sellise biokütuse tootmine on odavam kui esimese põlvkonna põllukultuuride oma.

Vetikatest võib saada teist tüüpi tooraine kolmanda põlvkonna biokütustele. See on paljutõotav suund selle tööstusharu arenguks. Nende tootmiseks ei ole vaja nappe maaressursse, samas kui vetikate paljunemiskiirus ja biomassi kontsentratsioon on kõrge. Samuti on oluline, et neid saaks kasvatada saastunud ja soolases vees.

Siiani on enamus maailma transpordibiokütustest esimese põlvkonna kütused, mis on toodetud taimsest toorainest. Kuid viimastel aastatel on investeeringud sellesse valdkonda langenud. Sellel kütusel ja selle tootmisel on palju puudusi. Üks neist on toiduga kindlustatuse õõnestamine. Maailmas, kus näljaprobleem pole lahendatud, peavad paljud poliitikud ja aktivistid põllumajandustoodete kütuseks muutmist kohatuks.

Eksperdid usuvad, et selliste biokütuste kasutamine on kliimale kahjulikum kui hea. Vähendades fossiilkütuste põletamisel tekkivaid heitkoguseid, teeme samaaegselt suuri maakasutuse muudatusi. Kasvav nõudlus biokütuste järele sunnib põllumajandustootjaid vähendama oma toidukultuuride pinda. See on paljude riikide toiduga kindlustatuse programmidega vastuolus.

Biokütuste tootmine põllumajanduslikust toorainest mõjutab kaudselt toiduainete tootmist, kasvatatavate põllukultuuride mitmekesisust, toiduainete hindu ja kasutatava põllumajandusmaa pinda. Maailmas, kus prognooside kohaselt võib aastaks 2025 nälgida 1,2 miljardit inimest, kulutades 2,8 tonni nisu 952 liitri etanooli tootmiseks või 5 tonni maisi 2000 liitri etanooli tootmiseks ei tundu kõige ratsionaalsem ja eetiline otsus.

Pilt
Pilt

Teise põlvkonna biokütus tundub paljulubavam, mis ei kahjusta keskkonda, ei võta inimkonnalt toitu ja aitab lahendada jäätmete probleemi. Eksperdid usuvad, et sellisel tööstuslikust gaasist ja puidujäätmetest valmistatud biokütusel on suured väljavaated, sealhulgas Venemaal. Meie riigis hinnatakse aastas ainult metsatööstuse raiskamiseks 35 miljonit tihumeetrit ja raiemahtude poolest jääme USA -le alla.

Lennunduse biokütuste vaatenurk

Lennundust ja kogu õhutranspordisektorit võib nimetada biokütuste võimalike kasvuteguriteks. Lennundus moodustab umbes 10 protsenti kogu planeedil tarbitavast kütusest, mis on üsna palju. Biokütuste väljavaated lennunduses pole aga nii selged. Biokütustel, mis asendavad õli, millest toodetakse lennukipetrooli, on oma plussid ja miinused.

Oluline on aga meeles pidada, et biokütustel on lennunduses muljetavaldav fuajee. Esiteks organisatsioonide tasandil, mille hulka kuuluvad Rahvusvaheline Lennutranspordi Assotsiatsioon ja Rahvusvaheline Tsiviillennunduse Organisatsioon (ICAO). Need organisatsioonid teevad lobitööd biokütuse enda ja selle lennureisidel kasutamise standardite pärast.

Lisaks näevad lennuettevõtjad ise ka mõningaid eeliseid biokütuste kasutamisel. Esiteks säilitavad nad häid suhteid ICAO ja kodanikuühiskonna organisatsioonidega. Teiseks muudavad nad transpordi rohelisemaks. Ökoloogia teema on praegu väga populaarne, võiks öelda, "HYIP", ja on lennufirmadele väga hea PR -platvorm. Kolmandaks on biokütustel majanduslik kasu kütusehindade kõikumise riski vähendamisel.

Samal ajal mängib majandus biokütuste küsimuses nii plussi kui ka miinust. Esiteks arvestage positiivset külge, mida lennufirmad armastavad. Biokütuste turg on täna käsimüügis, selline kütus toodab stabiilseid ja arusaadavaid kulusid. Nafta rafineerimise käigus saadud klassikaline kütus on omakorda börsikaup, mille maksumus sõltub otseselt börsi hindadest. Kütusehindade kõikumised jätkuvad pidevalt ja seda täheldavad kõik, isegi sellest piirkonnast kaugel olevad inimesed.

Nüüd räägime majanduslikest puudustest. Biokütuse tootmine ei ole odav. Berkeley California ülikooli keemiatehnika ja biotehnoloogia professor Jay D. Keesling, kes on ka ühise bioenergiainstituudi tegevjuht, ütles Global Energyle, et lennunduse biokütuste masstootmine on praegu vähem kulutõhus kui lennukikütuste tootmine petrooleum naftast.

Pilt
Pilt

Ta märkis:

“Kaasaegsete reaktiivmootorite kütus, mis on valmistatud õlist, on väga odav. Kui riigid üle maailma kehtestavad reeglid, mis nõuavad süsinikuneutraalsete kütuste kasutamist või kehtestavad lennunduse petrooleumile süsinikumaksud, võib see motiveerida bioreaktiivsete kütuste tootjaid. Me teame, et sellist kütust on võimalik toota, kuid peamine probleem on täna majandus."

Dmitri Los, kes on Timirjazevi taimefüsioloogia instituudi (IPR RAS) direktor, nõustub oma ülemere kolleegiga. Lennunduse biokütuste maksumus on endiselt väga kõrge. Tänapäeval on biokütuste tootmine pigem poliitiline tahe kui majanduslik nähtus. Eksperdi sõnul on lennunduspetrooleum juba hästi puhastatud ja eraldub Maa atmosfääri vähe, erinevalt söeküttel töötavatest elektrijaamadest, mida jätkub kogu maailmas.

Nii Dmitri Los kui ka Jay D. Kisling usuvad, et kõige paljutõotavam on teise ja kolmanda põlvkonna biokütuste kasutamine. Biokütuse tootmine vetikatest (looduslikest mikroorganismidest) ja tulevikus geneetiliselt muundatud mikroorganismidest näib olevat tõhusam. Sellel lähenemisel on suur ressursibaas ja see lahendab põllumajandusmaa ja niisutusressursside nappuse probleemi.

Lisaks on selline tootmine suletud ahelaga tehnoloogia, mis suudab end lõputult reprodutseerida. Vähemalt seni, kuni meie planeedi kohal paistab päike ja toimub fotosünteesi protsess. Kisling omakorda lisas, et ressursipuuduse probleemi saab lõpuks lahendada orgaaniliste jäätmete laialdase kasutamisega biokütuste tootmisel.

Biokütuste kasutamine lennunduses

Praegu surutakse biokütuste kasutamist lennunduses poliitilisel tasandil. Näiteks ELis moodustab lennundus 3 protsenti kasvuhoonegaaside heitkogustest. Rahvusvaheline õhutranspordi assotsiatsioon loodab biokütuste kasutamise kaudu aastaks 2050 poole võrra vähendada atmosfääri sattunud kahjulike heitkoguste hulka (võrreldes 2005. aastaga).

Probleem on selles, et kõik need heitkogused tekivad Maa troposfääri kõige tundlikumates kihtides. Lennureiside kasv viis protsenti aastas võib aja jooksul kaasa tuua lennunduse ülemaailmse süsinikdioksiidi heitkoguste muutumatu osakaalu 2050. aastaks 3 protsendini (praegu moodustavad need 2 protsenti kogu maailma heitkogustest).

Meie planeedi atmosfääri jaoks on isegi selline tõus juba palju. Võttes arvesse planeedi globaalsete kliimamuutuste probleemi, peab inimkond vähendama kahjulike heitkoguste mahtu ja tegema tööd, et parandada lennukimootorite keskkonnasõbralikkust. See on oluline, kui tahame piirata oma mõju globaalsele soojenemisele 1,5 kraadi Celsiuse juures võrreldes tööstuse-eelse arengutasemega.

Pilt
Pilt

Siiani toimub lennukipetrooli asendamine biokütustega järk-järgult, segades kahte tüüpi kütust 10–20 % biokütuse ja petrooleumi vahekorras. Isegi selliste mahtude korral vähendab see käegakatsutavalt kahjulikke heitkoguseid atmosfääri.

Esimene kogemus biokütuste kasutamisest lennunduses pärineb 2008. aastast. Seejärel viis lennu läbi Virgin Atlantic lennufirma, segades 20 protsenti biokütustest tavalise lennunduse petrooleumiga. Sellest ajast alates on seda tehnoloogiat katsetanud erinevad lennufirmad, sealhulgas sellised suured nagu KLM. Kõige tähelepanuväärsem saavutus kuulub Hainan Airlinesile, kes lendas 2017. aastal Hiinast Ameerika Ühendriikidesse, kasutades segu, millele oli lisatud kasutatud taimeõli.

Ka õhuväed on tehnoloogiast huvitatud. Näiteks Indias on sõjaväe transpordilennukid An-32 saanud biokütuse lendamiseks sertifikaadi. Selle lennuki mootorid töötavad tavaliselt seguga, millest 10 protsenti on biokomponendid. India õhujõud loodavad aastaks 2024 vähendada tavapärase lennunduse petrooleumi kasutamist 4 miljardi dollari võrra, tehes üsna laialdase ülemineku biokütustele.

Lennundusettevõte Boeing plaanib aastaks 2030 toota lennukeid, mis suudavad teha regulaarlende 100% biokütusega. Vähemalt selliseid plaane väljendab lennukitootja täna tõesti. Samas ei ole biokütused kaugeltki ainus viis kahjulike heitkoguste vähendamiseks atmosfääri.

Paljutõotav suund võib olla hübriid- või täiselektriliste mootoritega lennukite loomine. See on tõeline võimalus muuta lennundus mitte ainult süsinikuneutraalseks, vaid ka täiesti keskkonnasõbralikuks. Jääb vaid oodata võimsate akude ilmumist, mis on atmosfääri hapniku poolt oksüdeeritud.

Soovitan: