МИРОВАЯ АВИАЦИЯ НА ПУТИ К НУЛЕВОМУ ЧИСТОМУ УРОВНЮ ВЫБРОСОВ К 2050 ГОДУ: ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКОЛОГИЧНОГО АВИАЦИОННОГО ТОПЛИВА (SAF)

GLOBAL AVIATION ON THE WAY TO NET ZERO EMISSIONS BY 2050: THE PROSPECTS FOR SUSTAINABLE AVIATION FUEL (SAF)

Mariya Alekseyeva

Senior teacher, Belarusian State Academy of Aviation, Republic of Belarus, Minsk

Roman Alekseev

Student, Belarusian State Academy of Aviation, Republic of Belarus, Minsk

Аннотация. В данной статье рассмотрены перспективы и проблемы замены традиционного ископаемого топлива, используемого авиационным транспортом, на более экологичные альтернативы. Цель данного исследования состояла в том, чтобы показать уже используемые и перспективные стратегии и подходы к внедрению экологичного авиационного топлива SAF и его вклад в реализацию долгосрочных целей по достижению уровня нулевых выбросов к 2050 году.

Abstract. This article describes the prospects and challenges of replacing traditional fossil fuels used by aviation with more environmentally friendly alternatives. The purpose of this study was to highlight current and emerging strategies and approaches for the implementation of sustainable aviation fuel SAF and its contribution to the long-term goals of achieving net-zero emissions by 2050.

Ключевые слова: выбросы CO₂; экологичные виды авиационного топлива; технология прямого захвата воздуха.

Keywords: CO₂ emissions; sustainable aviation fuels (SAF); direct air capture (DAC) technology.

Переход мира к жизни с нулевым уровнем выбросов — одна из сложнейших задач, с которыми сталкивалось современное человечество. Для этого потребуется не что иное, как кардинальное изменение того, как мы осуществляем производство, как мы потребляем и как передвигаемся.

Коалиция, включающая все большее число стран, городов, предприятий и других организаций, обязуется добиться нулевого чистого уровня выбросов к 2050 году. Более 70 стран, в том числе страны, которые вносят наибольший вклад в объем выбросов, — Китай, США и Европейский Союз, установили научно обоснованные целевые показатели и взяли на себя обязательства по принятию решительных и незамедлительных мер, для того чтобы уже к 2030 году сократить глобальный объем вредных выбросов вдвое.

Однако, обязательства, взятые правительствами на сегодняшний день, далеки от того, что требуется. Текущие национальные планы действий по вопросам климата (всех 193 Сторон Парижского соглашения в совокупности) предусматривают значительное увеличение к 2030 году глобального объема выбросов парниковых газов – почти на 11% по сравнению с уровнем 2010 года. Для достижения нулевого уровня выбросов требуется, чтобы все правительства значительно ужесточили ограничения, содержащиеся в их определяемых на национальном уровне вкладах (ОНУВ), и предприняли безотлагательные смелые шаги по сокращению выбросов уже сейчас. Климатический пакт Глазго содержит призыв ко всем странам к концу 2022 года пересмотреть и ужесточить установленные на 2030 год целевые показатели, содержащиеся в их ОНУВ, однако к сентябрю 2022 года было представлено лишь 24 новых или пересмотренных плана по климату.

На долю 7 крупнейших стран эмитентов (Китай, США, Индия, ЕС, Индонезия, Российская Федерация, Бразилия) в 2020 году приходилось около половины глобальных выбросов парниковых газов. 20 стран (Аргентина, Австралия, Бразилия, Канада, Китай, Франция, Германия, Индия, Индонезия, Италия, Япония, Республика Корея, Мексика, Россия, Саудовская Аравия, Южная Африка, Турция, Великобритания, США и ЕС) несут ответственность за 75% глобальных выбросов парниковых газов [4].

Несмотря на то, что в настоящее время во всем мире на долю авиаперевозок приходится 2–3% общемировых выбросов одного из парниковых газов, CO₂, данные ИАТА свидетельствуют о том, что, объемы авиаперевозок неуклонно растут, и, по мнению экспертов, выбросы CO₂ за счет авиатранспорта, могут в теории удвоиться к 2050 году по сравнению с 2019 (при текущем приросте в среднем на 3% в год).

Рисунок 1. Текущее количество выбросов СО₂ от авиаперевозок и прогнозируемый уровень к 2050 году

Источник: Climate Aviation Tracker, по данным ИКАО

Эти факты вызывают большую озабоченность как ИКАО, так и других структур и организаций: ООН, Всемирного фонда дикой природы (WWF), ученых и мировой общественности.

Кроме того, что авиация остается самым быстрорастущим источником выбросов парниковых газов, это также еще и одна из самых сложных отраслей для учета и контроля этих источников. Еще накануне 26-й Конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата (COP26) в Глазго в 2021 году авиационная отрасль взяла на себя обязательство достигнуть нулевых выбросов к 2050 году, в то же время указав, что не может рассчитывать на использование водородной и электрической энергии в качестве альтернативного топлива для авиационного парка как минимум до 2040-х годов.

Поэтому ближайшей целью является замена традиционного ископаемого топлива «экологичным авиационным топливом» (Sustainable Aviation Fuel, SAF), производящим при сгорании на 80% меньше выбросов CO₂

На 12-м совещании Комитета ИКАО по охране окружающей среды от воздействия авиации (CAEP), состоявшимся в феврале 2022 года, был достигнут существенный прогресс в области экологической устойчивости авиации. Ключевые результаты были достигнуты в отношении долгосрочной желательной цели (LTAG) для международной авиации, новых глобальных стандартов и рекомендаций для поддержки непрерывного внедрения системы ИКАО по компенсации и сокращению выбросов углерода для международной авиации (CORSIA), а также в отношении технических аспектов экологичного авиационного топлива.

Совещание CAEP/12 единогласно приняло технический доклад о возможности реализации ряда сценариев LTAG, в котором подчеркивается возможность существенного сокращения выбросов CO₂ за счет использования внутриотраслевых мер, включая инновационные планеры, технологии, операции и топливо. В докладе прогнозируется наибольшее общее сокращение выбросов CO₂ к 2050 году за счет использования топлива и экологически чистых источников энергии, при этом прогнозируется сокращение выбросов парниковых газов до 55 %. Ожидается, что новые технологии, в том числе усовершенствованные традиционные и новые нетрадиционные конфигурации планера, будут способствовать повышению эффективности до 21 %, а эффективность летных характеристик возрастет до 11 % за счет таких инноваций, как полет в группе.

По тематике экологичных видов авиационного топлива (SAF) CAEP согласовал поправки к значениям сокращения эмиссии в течение жизненного цикла в дополнение к системам сертификации устойчивости. На совещании также были согласованы новые рекомендации для государств в отношении возможных стратегий и подходов к внедрению SAF. По вопросу авиационного топлива с пониженным содержанием углерода (LCAF) CAEP достиг важного соглашения по методике LCAF в качестве основы для расчета значений сокращения эмиссии в течение жизненного цикла, а также утвердил руководство по критериям устойчивости LCAF. Оба этих достижения будут способствовать прогрессу и внедрению SAF и LCAF, с тем чтобы сократить эмиссию CO₂ от международных рейсов, в том числе в рамках CORSIA [1].

Позднее 14 сентября 2022 г. на базе Крэнфилдского университета состоялся Глобальный Авиационный Саммит 2022 (GAS 2022), с участием высших должностных лиц авиационной отрасли, включая представителей ИАТА, ИКАО, Всемирной туристской организации ООН (UNWTO), Всемирного совета по путешествиям и туризму (WTTC), Airbus, Boeing, Rolls-Royce, International Airlines Group (IAG), British Airways, Etihad и международной инициативы Clean aviation.

Целью саммита был обмен основными достижениями, которые вносят существенный вклад для достижения уровня нулевых выбросов к 2050 году и решение проблемы биоразнообразия. В мире, который уже предпринимает определенные шаги на пути декарбонизации, у авиации появится шанс продемонстрировать, чего можно достичь в одной из самых сложных для этого сфер.

Программа по снижению выбросов CO₂ будет включать два основных этапа: широкое внедрение экологически чистого авиационного топлива (SAF) в краткосрочной перспективе, чтобы продемонстрировать прогресс в сокращении выбросов углекислого газа, а затем более радикальный этап, на котором инфраструктура должна будет адаптироваться к технологиям с нулевым выбросом углерода; такие как водород и электричество. В то же время авиации необходимо иметь целостное представление о своем воздействии на окружающую среду и использовать преимущества всех доступных технологий и предложений, которые повысят ее экологичность: прямой захват воздуха (Direct Air Capture, DAC), компенсационные проекты, управление воздушным движением и эффективность использования всех видов топлива и эксплуатации воздушного транспорта.

Технологии прямого захвата воздуха (DAC) имеют потенциальную ценность для авиационного бизнеса поскольку позволяет извлекать огромное количество CO₂ непосредственно из воздуха с помощью специальной механической системы. Ожидается, что с 2024 года первая крупномасштабная в США коммерческая установка, использующая технологию DAC, будет удалять и постоянно хранить 500000 т CO₂ в год с возможностью масштабирования до одного миллиона тонн в год. Компания Carbon Engineering (СЕ) заключила соглашение с аэрокосмическим гигантом Airbus о продаже кредитов на удаление 400000 т выбросов CO₂ сроком на 4 года. Часть этих кредитов в период с 2026 по 2029 год будет использовать британская авиакомпания EasyJet. Шесть других авиакомпаний (Air Canada, Air France-KLM, IAG, Latam, Lufthansa и Virgin Atlantic) также уже подписали соответствующее соглашение с Airbus. CE работает с партнерами над созданием новых установок DAC на северо-востоке Шотландии, Норвегии и в Канаде в рамках проекта «воздух-топливо», который, как ожидается, будет производить 100 млн. литров сверхнизкоуглеродистого топлива каждый год. Глобальный партнер CE по развертыванию, 1PointFive, объявил о возможности введения в эксплуатацию от 70 до 135 крупномасштабных объектов DAC по всему миру к 2035 году.

Технология SAF, готовая к коммерческому внедрению, представлена компанией Velocys. Она способна производить полностью сгорающее SAF из отходов, которые были бы отправлены на свалку или сжигались, сокращая при этом выбросы углекислого газа на 150% по сравнению с обычным реактивным топливом. Для удовлетворения спроса на SAF уже имеются проекты строительства коммерческих производственных предприятий как в Великобритании, так и в США.

По оценкам консалтинговой компании Roland Berger, SAF потребуются инвестиции в размере 1,5–2 трлн долл., в то время как для осуществления полетов на водородном топливе стоимость наращивания производства, внесения изменений в инфраструктуру и т. д. может достигать 3–5 трлн долл. Скорее всего, что авиационная отрасль не сможет позволить себе и то, и другое одновременно. Поэтому уже в ближайшем будущем, назрела необходимость принятия решения по вопросу выбора одного из этих проектов для инвестирования, поскольку второй может со временем оказаться финансово нежизнеспособным для отрасли. Кроме того, чтобы обеспечить экологически чистое будущее для авиации следует рассмотреть полную картину воздействия авиатранспорта на окружающую среду: это не только выбросы CO₂, но и другие факторы, такие как оксиды азота и инверсионные следы.

На данный момент ведущая в мире роль по развитию инициативы SAF принадлежит США. Правительством поставлена цель производить 3 млрд галлонов SAF к 2030 году и достичь 35 млрд галлонов в год к 2050 году – цель, которая стала достижимой благодаря законопроекту США «О снижении инфляции (IRA) 2022».

Хотя во всей отрасли наблюдается прогресс в адаптации SAF к коммерческой эксплуатации, необходимо дальнейшее ускорение внедрения этих инноваций. Быстрая эволюция технологий, связанных с низким и нулевым выбросом CO₂, позволит принимать более конкретные решения на основе общей дорожной карты – обширной базы научных данных, подкрепленных инвестициями и обязательствами пройти сертификацию и добиться реальных результатов [3].

Для достижения этих целей ИКАО уже приступила к реализации Программы по оказанию помощи, наращиванию потенциала и подготовке персонала в области экологичных видов авиационного топлива (ACT-SAF), чтобы помочь расширить соответствующие партнерские отношения и сотрудничество между государствами, представителями авиационной отрасли и другими заинтересованными сторонами [2].

Таким образом, меры, принимаемые ИКАО, правительствами государств, частными компаниями, авиаперевозчиками и производителями авиационной техники уже в ближайшие годы повысят привлекательность использования SAF. Это станет значительным шагом на пути к реализации долгосрочных целей мировой авиации по достижению уровня нулевых выбросов к 2050 году.