سوخت‌های پاک: آینده هوانوردی

روزی، هواپیماها بدون سوخت پرواز خواهند کرد و از جریان ثابتی از چربی‌ها، نشاسته‌ها، قندها، زباله‌ها و سایر سوخت‌های عجیب و غریب استفاده خواهند کرد. این برنامه‌ی شرکت‌های هواپیمایی امریکن، دلتا و یونایتد است که اهداف بلندپروازانه‌ای را برای کاهش انتشار کربن تا سال ۲۰۵۰ تعیین کرده‌اند.

روند کلی

سال گذشته، شرکت هواپیمایی ویرجین آتلانتیک با موفقیت یک پرواز بر فراز اقیانوس اطلس را با استفاده از سوخت کاملاً مصنوعی مشتق شده از چربی‌ها و قندهای گیاهی به پایان رساند. این پیشرفت، آینده‌ای را برای سوخت پایدار هوانوردی (SAF) رقم می‌زند. SAF یک اصطلاح کلی برای سوخت‌های هوانوردی است که کربن کمتری نسبت به سوخت جت معمولی منتشر می‌کنند و از منابعی مانند بیودیزل، محصولات جانبی کشاورزی و غیره تولید می‌شوند.

ویرجین آتلانتیک از سازمان هواپیمایی کشوری بریتانیا اجازه انجام یک پرواز بر فراز اقیانوس اطلس را به عنوان بخشی از برنامه بلندمدت خود برای استفاده از سوخت هوایی ۱۰۰٪ پایدار (SAF) دریافت کرده است. عکس: VIRGIN ATLANTIC

هواپیمای بوئینگ ۷۸۷ مورد استفاده ویرجین آتلانتیک در پرواز مذکور از نوعی سوخت نفتی (SAF) استفاده کرد که ۷۰٪ کربن کمتری نسبت به سوخت مصنوعی هواپیما که از نفت خام مشتق شده است، منتشر می‌کند. پیش از این، یک هواپیمای مسافربری ایرباس A380 نیز اولین پرواز آزمایشی سه ساعته خود را با استفاده از سوختی که عمدتاً از روغن پخت و پز و چربی زائد ساخته شده بود، انجام داد. تا به امروز، هیچ کس باتری‌ای طراحی نکرده است که هم سبک و هم به اندازه کافی قدرتمند باشد تا بتواند هواپیماهای تجاری را تغذیه کند. بنابراین، عملی‌ترین راه برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در صنعت هوانوردی، الزام هواپیماها به استفاده از سوخت‌های نفتی است.

با این حال، کاهش انتشار کربن هواپیماها به یافتن منابع سوخت مناسب بستگی دارد، زیرا هیچ یک از منابع بالقوه نمی‌توانند تمام نیازهای سوخت را برآورده کنند. اگرچه دولت جو بایدن، رئیس جمهور ایالات متحده، هدف افزایش تأمین سوخت پایدار صنعت هوانوردی به ۱۰۰٪ تا سال ۲۰۵۰ را تعیین کرده است، اما سال گذشته ایالات متحده تنها سوخت پایدار کافی برای تأمین کمتر از ۰.۲٪ از مصرف سوخت هوانوردی خود تولید کرد.

تامین‌کنندگان را پیدا کنید

تقریباً تمام سوخت‌های پایدار هوانوردی تا به امروز از نوعی چربی، از جمله روغن پخت و پز استفاده شده، روغن نباتی و چربی حیوانی ساخته شده‌اند، اما عرضه پاسخگوی تقاضا نیست. ایالات متحده و اروپا در حال حاضر تقریباً به طور کامل به عرضه داخلی روغن پخت و پز استفاده شده خود متکی هستند و چربی‌های اضافی ضایعاتی را از آسیا برای تولید سوخت‌های زیستی برای هواپیماها، اتومبیل‌ها و کامیون‌ها وارد می‌کنند.

نسل بعدی سوخت‌های جت پایدار که قرار است در آینده نزدیک وارد بازار ایالات متحده شوند، می‌توانند از ذرت و نیشکر تولید شوند. پیش از این، پالایشگاه‌ها نشاسته و قندهای موجود در این محصولات را به اتانول تخمیر می‌کردند که سپس با بنزین و دیزل مخلوط می‌شد. لانزاجت - یک استارتاپ سوخت جایگزین - اولین کارخانه تولید سوخت جت در جهان را با استفاده از اتانول مشتق شده از ذرت آمریکایی، نیشکر برزیلی و سایر منابع افتتاح کرده است.

یکی از محدودیت‌ها این است که سوخت‌های ساخته شده از محصولات غذایی ممکن است به اندازه سوخت‌های ساخته شده از زباله پایدار نباشند. زمین‌های کشاورزی محدود هستند و گسترش سطح زیر کشت محصولات سوخت زیستی می‌تواند منجر به پیامدهای منفی زیست‌محیطی مانند مصرف بیش از حد آب و جنگل‌زدایی شود و کربن بیشتری را در جو آزاد کند. برای تأمین کل نیازهای سوخت صنعت هوانوردی ایالات متحده با اتانول ذرت، این کشور باید 114 میلیون هکتار ذرت بکارد - منطقه‌ای بزرگتر از ایالت کالیفرنیا. به گفته واشنگتن پست، به همین دلیل است که مقررات اروپایی اکثر سوخت‌های زیستی مبتنی بر محصولات غذایی را "پایدار" نمی‌دانند و سوخت جت ساخته شده از اتانول ذرت ممکن است طبق تعریف ایالات متحده واجد شرایط رفتار مالیاتی ترجیحی نباشد.

به عنوان یک جایگزین، تولیدکنندگان در حال توسعه روش‌هایی برای تولید سوخت جت از محصولات پوششی مبتنی بر سلولز هستند، نوعی علف که معمولاً در مزارع بین فصول رشد طبیعی برای حفظ سلامت خاک کشت می‌شود. از آنجا که این محصولات خارج از فصل رشد می‌کنند، برای زمین‌های کشاورزی با محصولات غذایی رقابت نمی‌کنند و همین امر آنها را پایدارتر می‌کند.

چندین شرکت در حال تبدیل زباله به سوخت جت هستند. از جمله آنها پالایشگاه آمریکایی Fulcrum Bioenergy است که در سال 2022 یک کارخانه تبدیل زباله به سوخت افتتاح کرد. اما همه زباله‌ها برای سوخت مناسب نیستند؛ باید دسته‌بندی شوند. انواع دیگری از زباله نیز وجود دارند که مناسب‌تر هستند، مانند زباله‌های کشاورزی، از جمله: ساقه‌ها، برگ‌ها و محصولات برداشت نشده، یا پوسته‌ها و پوسته‌های باقی مانده از فرآوری مواد غذایی. شاخه‌ها و پوست درختان باقی مانده از قطع درختان، خاک اره و تراشه‌های چوب نیز می‌توانند منبع سوخت باشند. سوخت هیدروژن سبز نیز بسیار مورد توجه است.

به گفته SkyNRG، تولیدکننده سوخت پایدار هوانوردی، اگرچه تولید سوخت جت مبتنی بر هیدروژن هنوز به طور کامل توسعه نیافته است، اما به محض شروع افزایش تولید، هیدروژن سبز به سرعت به یکی از بزرگترین منابع سوخت پایدار تبدیل خواهد شد.

خان هونگ

منبع