Die Zukunft des Fliegens in einer kohlenstoffarmen Welt:9 Szenarien, jede Menge nachhaltiger Flugtreibstoff

Mehrere große Fluggesellschaften zugesagt haben Netto-Null erreichen CO2-Emissionen bis Mitte des Jahrhunderts reduzieren, um den Klimawandel zu bekämpfen.Es ist ein ehrgeiziges Ziel, das einen enormen Ausbau nachhaltiger Flugkraftstoffe erfordert, aber das allein wird nicht ausreichen. unsere neueste Forschung zeigt.

Die Idee, dass Flugzeuge ausschließlich mit Treibstoff betrieben werden, der aus Altspeiseöl aus Restaurants oder Maisstängeln hergestellt wird, mag futuristisch erscheinen, ist es aber nicht so weit weg.

Fluggesellschaften sind experimentiere schon mit nachhaltigen Flugkraftstoffen, darunter Biokraftstoffe aus Agrarrückständen, Bäumen, Mais und Altspeiseöl sowie synthetische Kraftstoffe aus abgeschiedenem Kohlenstoff und grünem Wasserstoff.

United Airlines, das war mit einer Mischung von Altöl oder Altfett und fossilen Brennstoffen auf einigen Flügen ab Los Angeles und Amsterdam angekündigte Pläne Bis 2028 sollen jährlich 50.000 Flüge zwischen den Drehkreuzen Chicago und Denver mit nachhaltigen Flugkraftstoffen auf Ethanolbasis betrieben werden.Auch die Fluggesellschaft hat einen 100-Millionen-US-Dollar-Fonds aufgelegt am Feb.21. Februar 2023: Air Canada, Boeing, GE Aerospace, JPMorgan Chase und Honeywell investieren in nachhaltige Flugtreibstoff-Startups, um die Branche auszubauen.

In einer neuen Studie haben wir verschiedene Optionen für die Luftfahrt untersucht, um Netto-Null-Emissionen zu erreichen.

Der Fazit:Der Ersatz fossilen Flugtreibstoffs durch nachhaltige Flugkraftstoffe wird von entscheidender Bedeutung sein, aber die Branche muss weiterhin investieren Kohlenstoffabscheidung und -speicherung direkt in der Luft um nicht reduzierbare Emissionen auszugleichen.Jeder Weg weist wichtige Kompromisse und Hürden auf.

Szenarien für die Zukunft

Vor der Pandemie, im Jahr 2019, entfiel der Schwerpunkt auf die Luftfahrt ca. 3,1 % des gesamten weltweiten Kohlendioxidausstoßes aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe, und die Zahl der jedes Jahr zurückgelegten Passagiermeilen stieg.Wären die Emissionen des Luftverkehrs ein Land, wäre es der sechstgrößte Emittent, dicht hinter Japan.

Bei der Verbrennung von Kerosin entstehen nicht nur Kohlenstoffemissionen, sondern auch Ruß und Wasserdampf, sogenannte Kondensstreifen. die zur Erwärmung beitragen, und diese lassen sich durch die Umstellung auf nachhaltige Flugkraftstoffe nicht vermeiden.

Der Luftverkehr ist zudem einer der Wirtschaftszweige, die am schwierigsten zu dekarbonisieren sind.Kleine Flugzeuge mit Elektro- und Wasserstoffantrieb werden entwickelt, Langstreckenflüge mit vielen Passagieren sind jedoch wahrscheinlich Jahrzehnte entfernt.

Wir haben entwickelt und analysiert neun Szenarien Dabei wird eine Reihe von prognostizierter Passagier- und Frachtnachfrage, Energieintensität und CO2-Intensität des Luftverkehrs untersucht, um zu untersuchen, wie die Branche bis 2050 Netto-Null-Emissionen erreichen könnte.

Wir haben herausgefunden, dass bis zu 19,8 Exajoule an nachhaltigen Flugkraftstoffen erforderlich sein könnten, damit der gesamte Sektor Netto-CO₂-Null-Emissionen erreicht.Mit anderen Effizienzverbesserungen könnte dieser Wert auf bis zu 3 Exajoule reduziert werden.Um das in einen Zusammenhang zu bringen: 3 Exajoule entsprechen fast allem Biokraftstoffe, die 2019 produziert wurden und übertrifft die 0,005 Exajoule bei weitem biobasierter Kerosin, der 2019 hergestellt wurde.Ein Exajoule ist ein Maß für Energie.

Weniger fliegen und die Energieeffizienz von Flugzeugen verbessern, z Effizientere „Gleitlandungen“. die es Fluggesellschaften ermöglichen, den Flughafen mit Triebwerken nahezu im Leerlauf anzufliegen, können dazu beitragen, die benötigte Treibstoffmenge zu reduzieren.Aber selbst in unseren rosigsten Szenarien – in denen die Nachfrage um 1 % pro Jahr wächst, verglichen mit dem historischen Durchschnitt von 4 % pro Jahr, und die Energieeffizienz um 4 % pro Jahr statt um 1 % steigt – würde die Luftfahrt immer noch etwa 3 Exajoule an nachhaltiger Energie benötigen Flugtreibstoffe.

Warum Offsets immer noch notwendig sind

Eine rasche Ausweitung nachhaltiger Biokraftstoffe für die Luftfahrt ist leichter gesagt als getan.Es könnte bis zu 1,2 Millionen Quadratmeilen (300 Millionen Hektar) dediziertes Land erfordern, um Pflanzen anzubauen, die in Treibstoff umgewandelt werden – etwa 19 % der heutigen globalen Ackerfläche.

Eine weitere Herausforderung sind die Kosten.Der globaler Durchschnittspreis für fossilen Flugtreibstoff beträgt etwa 3 US-Dollar pro Gallone (0,80 US-Dollar pro Liter), während die Kosten für die Herstellung von biobasiertem Flugzeugtreibstoff oft doppelt so hoch sind.Das günstigste, HEFA, bei dem Fette, Öle und Fette verwendet werden, kosten zwischen 2,95 und 8,67 US-Dollar pro Gallone (0,78 bis 2,29 US-Dollar pro Liter), hängen jedoch von der Verfügbarkeit von Altöl ab.

Fischer-Tropsch-Biokraftstoffe, hergestellt durch eine chemische Reaktion, die Kohlenmonoxid und Wasserstoff in flüssige Kohlenwasserstoffe umwandelt, kosten zwischen 3,79 und 8,71 US-Dollar pro Gallone (1 bis 2,30 US-Dollar pro Liter).Und synthetische Kraftstoffe liegen zwischen 4,92 und 17,79 US-Dollar pro Gallone (1,30 und 4,70 US-Dollar pro Liter).

Realistisch gesehen wird das Erreichen von Netto-Null-Emissionen wahrscheinlich auch von der Entfernung von Kohlendioxid abhängen.

In einer Zukunft mit ähnlicher Flugnutzung wie heute müssten es sogar 3,4 Gigatonnen Kohlendioxid sein aus der Luft eingefangen und weggesperrt – zum Beispiel unterirdisch gepumpt – damit die Luftfahrt den Netto-Nullpunkt erreicht.Das könnte Billionen Dollar kosten.

Damit diese Ausgleiche wirksam sind, müsste die Kohlenstoffentfernung auch einem folgen robuste Zulassungskriterien und effektiv dauerhaft sein.Das ist passiert nicht Heutzutage gibt es Kompensationsprogramme von Fluggesellschaften, bei denen Fluggesellschaften meist günstige, nicht permanente Kompensationsprogramme kaufen, wie z Projekte zur Walderhaltung und -bewirtschaftung.

Für unsere Ergebnisse gelten einige Vorbehalte, die den Bedarf an Ausgleichszahlungen noch weiter erhöhen könnten.

Unsere Einschätzung geht davon aus, dass nachhaltige Flugkraftstoffe netto keine CO2-Emissionen verursachen.Allerdings sind die Rohstoffe für diese Kraftstoffe haben derzeit Lebenszyklusemissionen, unter anderem aus Düngemitteln, Landwirtschaft und Transport.Auch die American Society for Testing Materials hat derzeit ein Maximum Mischungsgrenze:bis zu 50 % In den USA können nachhaltige Treibstoffe dem herkömmlichen Flugtreibstoff beigemischt werden, die Fluggesellschaften haben dies jedoch bereits getestet 100 % Mischungen in Europa.

Wie Sie die letzten Hürden überwinden

Um die zu treffen Klimaziele Die Welt hat es sich vorgenommen, die Emissionen in allen Sektoren müssen sinken – auch in der Luftfahrt.

Während ein Nachfragerückgang dazu beitragen würde, die Abhängigkeit von nachhaltigen Flugkraftstoffen zu verringern, ist es wahrscheinlicher, dass in Zukunft immer mehr Menschen fliegen werden, da immer mehr Menschen wohlhabender werden.Effizienzverbesserungen werden dazu beitragen, den Energiebedarf für den Antrieb der Luftfahrt zu senken, sie werden ihn jedoch nicht beseitigen.

Eine Ausweitung der nachhaltigen Flugtreibstoffproduktion könnte die Kosten senken. Quoten, wie sie in der eingeführt wurden „Fit for 55“ der Europäischen Union Plan, Subventionen und Steuergutschriften, wie die in den USA.Das im Jahr 2022 unterzeichnete Inflation Reduction Act und eine CO2-Steuer oder ein anderer Preis für CO2 können dazu beitragen, dies zu erreichen.

Darüber hinaus ist angesichts der Rolle, die die Bindung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre bei der Erreichung von Netto-Null-Emissionen spielen wird, international ein robusteres Rechnungslegungssystem erforderlich, um sicherzustellen, dass die Ausgleichsmaßnahmen die Nicht-CO₂-Auswirkungen der Luftfahrt ausgleichen.Wenn diese Hürden überwunden werden, könnte der Luftverkehrssektor bis 2050 Netto-Null-Emissionen erreichen.

Dadurch wird ein aktualisiert Artikel ursprünglich veröffentlicht Febr.6. 2023, einschließlich der Ankündigung des Investmentfonds von United Airlines.