Какие перспективы у инновационного реактивного топлива
Ранее удавалось синтезировать лишь небольшое количество и за большие деньги. Цель Роттердамского проекта – изменить ситуацию
Забота об окружающей среде становится все более актуальным трендом. Давление экологических организаций, а также существующая в Европе система торговли квотами на эмиссию парниковых газов побуждают авиакомпании искать альтернативные виды топлива или прибегать к «экстремальным» мерам.
Скандинавская SAS заявила о планах перевести внутренние рейсы на биотопливо и сократить выбросы CO2 на 25% уже в следующее десятилетие. Британская Easy Jet разрабатывает в сотрудничестве со стартапом Wright Electric электрические самолеты – к 2030 году, как утверждается, они будут способны преодолевать короткие дистанции: например, полет из Лондона в Париж или Амстердам. Нидерландский авиаперевозчик KLM, как бы абсурдно это ни звучало, и вовсе призывает людей пересесть на поезд (альтернативный вариант: доехать до соседней страны на автомобиле и вылетать оттуда).
Так себе вариант. Люди вряд ли когда-нибудь вообще откажутся от авиаперелетов. Цифры говорят об обратном: в ближайшие 20 лет количество пассажиров авиакомпаний удвоится. К 2030 году именно авиаперевозчики будут нести ответственность за 3,5% от объема глобального выброса CO2 в атмосферу (по сравнению с сегодняшними 2,5%), несмотря на все попытки улучшить экологичность воздушного транспорта.
В аэропорту Роттердам-Гаага (Rotterdam The Hague Innovation Airport) целый консорциум компаний в настоящее время тестирует коммерческую рентабельность нового реактивного топлива. «Мы хотели бы внести фундаментальные изменения в авиацию, – говорит Виллем ван Генугтен, директор голландской Urban Crossovers, являющейся частью консорциума. – Мы хотим ввести в эксплуатацию синтетическое топливо, сделанное из СО2, извлеченного из воздуха».
До сих пор лишь небольшое количество подобного топлива удавалось синтезировать в лабораторных условиях. Цель Роттердамского проекта – наладить коммерческое производство в специальной фабрике рядом с аэропортом. Электричеством фабрику будут обеспечивать солнечные панели.
Планируемый объем выпуска – 1000 л реактивного топлива в день. Партнеры надеются получить первые результаты уже в 2021 году, но руководитель проекта SkyNRG (также входящего в Роттердамский консорциум) Оскар Мейеринк признает, что новому виду топлива предстоит пройти долгий путь, чтобы стать конкурентоспособным. Главное препятствие для его массового производства – стоимость. «Существует относительно дешевое ископаемое реактивное топливо. Захват СО2 из воздуха – это только зарождающаяся технология, и пока еще очень дорогая».
Поставлять СО2 проекту будет швейцарская компания Climeworks. Она построила уже два завода по захвату и переработке углекислого газа – в Швейцарии и Италии.
Механизм работы
Как это работает? Установки с вентиляторами засасывают углерод из атмосферы и пропускают его через фильтр. Когда фильтр уже заполнен CO2, его нагревают (используя преимущественно слабый нагрев в качестве источника энергии) примерно до 100 ºС. После этого двуокись углерода смешивают с водородом и формируют сжатый газ, который можно использовать для получения топлива или хранить в твердом виде под землей в виде минералов.
Привлекательность технологии в том, что очищенный от СО2 воздух отправляется обратно в атмосферу. И процесс повторяется – фильтры используются многократно, несколько тысяч циклов. В более широком смысле речь идет об очистке воздуха планеты от избытка углекислого газа.
Одна из наиболее перспективных компаний, работающих над технологией «прямого захвата воздуха», – канадская Carbon Engineering. Она привлекла внимание и инвестиции Билла Гейтса, Chevron и Occidental Petroleum (представители последних входят в совет директоров компании). Carbon Engineering основана в 2009 году, пилотный завод занимался добычей углекислого газа из воздуха с 2015 года, а с 2017 года превращает его в синтетическое топливо.
Предполагается, что с помощью этого топлива можно будет убить двух зайцев – использовать его также для получения бензина и дизельного топлива. Углекислый газ из трубопроводов пойдет на промышленные цели, например, производство металла и бетона, изготовление синтетических покрытий или углеродного волокна. Себестоимость производства синтетического топлива по оценке компании – около $4 за 3,7 л. Это гораздо дороже ископаемого топлива и ближе к себестоимости биотоплива, уже используемого в авиации.
10 лет на биотопливе
Первый полет с использованием биотоплива состоялся аж в 2008 году. Его делают из всевозможных природных возобновляемых материалов – от сахарного тростника до навоза, всего, что содержит углерод. За 11 лет на самолетах, заправленных горючим биологического происхождения, было выполнено более 150 тысяч рейсов. На сегодня только пять аэропортов предоставляют возможность заправляться биотопливом – в Осло, Стокгольме, Лос-Анджелесе, Бергене и Брисбене. Смогут ли альтернативные виды топлива заменить традиционные?
«Смогут, – уверенно говорит Йорис Мелкерт, старший преподаватель кафедры аэрокосмической промышленности Делфтского технического университета в Нидерландах. – Просто очень сложно определить временные рамки». Он утверждает, что альтернативные виды топлива станут конкурентоспособными, если затраты на природоохранные мероприятия будут включены в стоимость полета. Это, само собой, приведет к росту цен на билеты.
Мелкерт считает, что будущее альтернативного топлива для авиации зависит преимущественно от социального давления. Технических же преград, по его мнению, нет. Сделать самолет экологически безопасным гораздо сложнее, чем автомобиль. Но это возможно, дело – за общественностью. Но учитывая средний предельный срок эксплуатации самолета – 26,5 лет, – полностью перевести авиацию на экологически чистые виды топлива получится минимум через 20–30 лет. «Волшебного средства решения проблемы нет, – считает Мелкерт. – Но возобновляемые виды топлива имеют большие шансы снизить количество выбросов СО2 в атмосферу. Сейчас это просто слишком дорого. Все зависит от того, насколько сильным будет давление на авиакомпании».
Представители некоторых экологических организаций настроены скептически: они не считают новые технологии решением проблемы. В первую очередь они указывают на смешной объем планируемого в Роттердамском проекте производства: 1000 л в день равно всего 5 минутам полета Boeing 747. Во-вторых: питать станцию по прямому захвату СО2 собираются возобновляемыми источниками энергии, чтобы вся система имела нейтральный уровень эмиссии углерода.
Экоактивистка Йоринг де Леге («Друзья Земли») сомневается, что для претворения проекта в жизнь в столь крупных масштабах вообще хватит электричества. «Каждый день совершается 225 тысяч полетов. На планете просто не хватит места разместить ветряные или солнечные генераторы для производства такого количества электроэнергии», – говорит она. Активистка приветствует любую экоориентированную инновацию, но считает, что единственный надежный способ снизить уровень выбросов – уменьшить количество полетов.
Стыдно летать
В 2017 году в шведском языке появилось слово flygskam, которое означает стыд, испытываемый человеком, который путешествует самолетом, зная, что это наносит вред окружающей среде.
Этот стыд (чувство вины) стал толчком для появления настоящего движения, довольно крупного, чтобы обеспокоить европейских авиаперевозчиков. Согласно данным компании Swedavia, владеющей десятью крупнейшими аэропортами Швеции, число пассажиров шведских авиакомпаний сократилось на 3% в 2018 году и более чем на 8% с января по апрель 2019 года. Соответственно, примерно на такое количество процентов выросло количество пассажиров железных дорог.
Швейцарский банк UBS провел исследование, охватывающее США, Германию, Францию и Великобританию, в результате которого выяснилось, что каждый пятый опрашиваемый сократил количество перелетов за последний (2019-й) год. В то же время, по данным того же UBS, глобальные авиаперевозки продолжают наращивать по 4–5% в год, а Airbus и Boeing предрекают подобный рост вплоть до 2035 года.
Впрочем, представители Роттердамского консорциума считают, что человек все-таки сможет летать без чувства вины. Технология постоянно развивается, а бизнес, построенный вокруг идеи снижения углеродных выбросов, с каждым днем становится все более конкурентоспособным.