Προκειμένου να γίνουν πιο πράσινες οι αεροπορικές μεταφορές, βρίσκονται σε εξέλιξη πολυάριθμες πρωτοβουλίες παγκοσμίως για την ανάπτυξη βιώσιμων αεροπορικών καυσίμων (Sustainable Aviation Fuels, SAF).
| Ο ανεξάρτητος ερευνητικός φορέας TNO με έδρα την Ολλανδία, συνεισφέρει στο ευρωπαϊκό έργο Icarus, το οποίο ερευνά τα βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα με τη βοήθεια τριών διαφορετικών προσεγγίσεων. Τεχνολογικά, αυτές οι προσεγγίσεις δημιουργούν μεγάλες και πολύπλοκες προκλήσεις. Καθώς οι απαιτήσεις για τη σύνθεση των αεροπορικών καυσίμων ρυθμίζονται παγκοσμίως, η ερευνητική κοινοπραξία 20 ευρωπαϊκών φορέων συνεργάζεται στενά με εταίρους στις ΗΠΑ, τον Καναδά, τη Βραζιλία και την Ινδία. |
Ένωση δυνάμεων
Για να επιταχυνθεί αυτή η ανάπτυξη στην ΕΕ, απαιτείται ανταλλαγή ερευνητικών αποτελεσμάτων και τεχνογνωσίας μεταξύ των χωρών. Από τη μεριά τους οι ΗΠΑ θέλουν οι αεροπορικές μεταφορές να χρησιμοποιούν αποκλειστικά βιώσιμα καύσιμα έως το 2050. Η Βραζιλία έχει επενδύσει στην ανάπτυξη SAF. Ο Καναδάς και η Ινδία είναι δυνητικά σημαντικοί προμηθευτές γεωργικών αποβλήτων που απαιτούνται για την παραγωγή αυτών των καυσίμων. Ως εκ τούτου, η ΕΕ χρειάζεται να προσεγγίσει εταίρους από την επιστήμη και τη βιομηχανία σε αυτές τις χώρες και να αναπτύξει συνεργασίες.
Τρεις προσεγγίσεις
Το έργο Icarus διερευνά τρεις προσεγγίσεις που έχουν τη δυνατότητα να οδηγήσουν στην οικονομικά προσιτή παραγωγή βιώσιμων αεροπορικών καυσίμων.
Η πρώτη είναι η παραγωγή βιοελαίου μέσω υδροθερμικής υγροποίησης – υγροποίησης βιογενών αποβλήτων μέσω θέρμανσης – και επανεπεξεργασίας τους για δημιουργία καυσίμων αεροσκαφών. Ένα από τα εμπόδια σε αυτή τη διαδικασία είναι ότι οι πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται συχνά περιέχουν άζωτο. Η τεχνολογική πρόκληση εδώ είναι να αφαιρεθεί το άζωτο, το οποίο θα οδηγήσει και σε συνολική μείωση κόστους σε όλη την αλυσίδα αξίας.
Η δεύτερη προσέγγιση περιλαμβάνει τη χρήση μικροοργανισμών για την παραγωγή βουτανόλης από λιγνοκυτταρίνη (ξυλώδη βιομάζα) και την περαιτέρω επεξεργασία της. Η τρίτη προσσέγιση είναι η αεριοποίηση της βιομάζας μέσω της τεχνολογίας Fischer-Tropsch, η οποία επινοήθηκε για τη χρήση ορυκτών καυσίμων. Η χρήση αυτής της τεχνικής με τη βιομάζα ως πρώτη ύλη, καθιστά δύσκολη τη λειτουργία σε μεγάλη κλίμακα - και επομένως - είναι ασύμφορη οικονομικά.
«Στη διαδικασία που οραματιζόμαστε, δε χρειάζονται μεγάλες επενδύσεις για την αναβάθμιση της βιομάζας σε αεροπορικά βιοκαύσιμα. Με την πάροδο του χρόνου, θα πρέπει να έχουμε εργοστάσια σε όλο τον κόσμο που παράγουν αεροπορικά καύσιμα σε αρκετά μεγάλη κλίμακα, με αποδεκτό κόστος», αναφέρει χαρακτηριστικά ο Berend Vreugdenhil του TNO.
Οικονομίες κλίμακας
Στην πραγματικότητα, χρειάζονται και οι τρεις προσεγγίσεις, καθώς η ζήτηση για αεροπορικά καύσιμα είναι υψηλότερη από ποτέ. Οι οικονομίες κλίμακας είναι η συνήθης οδός για την παραγωγή περισσότερων και φθηνότερων προϊόντων, αλλά αυτό δεν είναι σε τόσο καλή συμφωνία με την τοπική διαθεσιμότητα βιογενών ρευμάτων αποβλήτων. Συνεπώς, η ανάπτυξη αυτών των τριών προσεγγίσεων θα βοηθήσει στην επίτευξη αυτής της ευθυγράμμισης.
Για παράδειγμα, στην προσέγγιση της αεριοποίησης, πρέπει να αναπτυχθεί ένας καταλύτης που να παρέχει τη δυνατότητα να παράγονται μόνο υγρά προϊόντα και όχι μακριές αλυσίδες οργανικών ενώσεων, όπως συμβαίνει συνήθως με τη μέθοδο Fischer-Tropsch. Πρέπει επίσης να αποφευχθεί ο σχηματισμός προϊόντων με κηρώδη μορφή, για τα οποία πρέπει να γίνουν περαιτέρω διαδικασίες για να επανέλθουν σε υγρή μορφή. Από εκεί προκύπτει και το όνομα του ερευνητικού έργου - Icarus - της μυθολογικής φιγούρας που, παρά τις προειδοποιήσεις, πέταξε πολύ κοντά στον ήλιο με συνέπεια να λιώσει το κερί στα φτερά του και να συντριβεί.
Η διαδικασία που προσπαθεί το συγκεκριμένο έργο να καθορίσει, δεν θα απαιτεί σημαντικές επενδύσεις για την αναβάθμιση της βιομάζας σε αεροπορικά καύσιμα. Με το χρόνο, είναι μάλλον λογικό ότι θα υπάρχουν πολλές τέτοιες μονάδες ανά τον κόσμο που θα παράγουν βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα σε διαχειρίσιμο κόστος.
Αυστηρό κανονιστικό πλαίσιο
Προς το παρόν, τα βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα είναι η μόνη εναλλακτική λύση για τις πράσινες αεροπορικές μεταφορές. Η πτήση με ηλεκτρική ενέργεια ή υδρογόνο, ειδικά για διηπειρωτικά ταξίδια, αποτελεί μία πολύ μελλοντική επιλογή. Επιπλέον, ο στόλος των υπαρχόντων αεροσκαφών δεν μπορεί να εκλείψει εν μία νυκτί.
Ωστόσο, οι κανονισμοί για τη σύνθεση των SAF είναι πολύ αυστηροί. Πρέπει να περιέχουν αρωματικούς υδρογονάνθρακες, όπως η βενζίνη, για να λειτουργούν σωστά οι κινητήρες. Το θείο είναι επίσης απαραίτητο για τη λίπανση τους. Τα αεροπορικά καύσιμα δεν είναι ένα μόνο μόριο όπως η μεθανόλη, αλλά ένα μείγμα μορίων λόγω των προβλεπόμενων προδιαγραφών.
«Αυτό είναι που κάνει την ανάπτυξη πράσινων καυσίμων για αυτόν τον τομέα τόσο περίπλοκη. Και γι' αυτό εστιάζουμε σε πολλές διαφορετικές προσεγγίσεις. Το βενζόλιο προκαλεί σχηματισμό αιθάλης και το θείο προκαλεί εκπομπές SO. Αλλά δεν μπορούμε απλά να αντικαταστήσουμε ή να παραλείψουμε αυτές τις ουσίες», εξηγεί ο Vreugdenhil.
Προσέγγιση σε παγκόσμια κλίμακα
Η ΤΝΟ αναπτύσσει ένα νέο καταλύτη σε εργαστήριο βιοκαυσίμων της στο Petten. Οι καταλύτες αυτοί θα παρέχονται επίσης μέσω εταίρων από τη Βραζιλία και τον Καναδά, με σκοπό την πραγματοποίηση πειραματικών δοκιμών σε αυτές τις περιοχές, Οι εταίροι από τις ΗΠΑ συμβάλλουν στη μοντελοποίηση του συστήματος και είναι μέλη του Εξωτερικού Εκτελεστικού Συμβουλευτικού Συμβουλίου.
«Καθένας από τους εταίρους στις διάφορες ηπείρους έχει τις δικές του γνώσεις και ερευνητικά ενδιαφέροντα. Συνδυάζοντας όλα αυτά, μπορούμε πραγματικά να επιταχύνουμε την ανάπτυξη. Το σπουδαίο είναι ότι τώρα προσεγγίζουμε το πρόβλημα με τρεις διαφορετικούς τρόπους. Αυτό αναπόφευκτα θα δημιουργήσει συνέργειες. Έτσι, αντιμετωπίζουμε ένα παγκόσμιο πρόβλημα σε παγκόσμιο επίπεδο. Το έργο Icarus μια μοναδική συνεργασία», σύμφωνα με τον Vreugdenhil.
Με πληροφορίες από tno.nl
