Istraživači sa Instituta Paul Scherrer PSI i ETH Cirih izvršili su proračune kako bi utvrdili kako bi vazdušni saobraćaj mogao da postane klimatski neutralan do 2050. Oni zaključuju da jednostavna zamena fosilnog avio goriva održivim sintetičkim gorivima neće biti dovoljna. Morao bi se smanjiti i vazdušni saobraćaj. Istraživači danas objavljuju svoje rezultate u časopisu Nature Communications.
Evropska unija ima za cilj da bude klimatski neutralna do 2050. godine, što je cilj koji je Evropski parlament postavio 2021. godine. Švajcarska teži istom cilju. Očekuje se da će sektor vazduhoplovstva, koji je odgovoran za 3,5 odsto globalnog zagrevanja, doprineti priličnom udelu—posebno zato što su emisije gasova staklene bašte iz aviona dva do tri puta veće po putničkom ili teretnom kilometru nego u drugim transportnim sektorima.
Međunarodna organizacija civilnog vazduhoplovstva (ICAO) i mnoge avio-kompanije su stoga najavile svoju nameru da smanje emisiju CO 2 na nulu do 2050. godine ili da postanu klimatski neutralne.
U novoj studiji, istraživači sa PSI i ETH Cirih sada su izračunali da li se to može postići i kako. „Važno pitanje je šta tačno podrazumevamo pod nultom emisijom ugljenika ili klimatskom neutralnošću“, kaže Romain Sacchi iz PSI Laboratorije za analizu energetskih sistema, jedan od dva glavna autora studije. Ako se ovo odnosi samo na CO 2 koji emituju avioni zapravo u vazduhu, dodaje njegova koautorka Viola Becattini sa ETH Ciriha, to ne ide ni približno dovoljno daleko.
Jer pod pretpostavkom da vazdušni saobraćaj nastavi da raste kao i u prošlosti, proračuni predviđaju da će emisija CO 2 iz aviona iznositi samo oko 20 procenata njihovog ukupnog uticaja na klimu do 2050. Da bi vazduhoplovstvo kao celina učinilo klimatski neutralnim , potrebno je obezbediti da ne samo letenje već i proizvodnja goriva i celokupna vazduhoplovna infrastruktura nemaju dalji uticaj na klimu.
Međutim, studija zaključuje da se to ne može postići do 2050. korišćenjem klimatskih mera koje se trenutno primenjuju u letačkim operacijama. „Novi motori, goriva pogodna za klimu i filtriranje CO 2 iz atmosfere kako bi se uskladištili pod zemljom (hvatanje i skladištenje ugljenika, ili CCS) neće nas sami odvesti tamo“, kaže Marko Macoti, profesor procesnog inženjerstva na ETH. „Povrh ovoga, moramo da smanjimo vazdušni saobraćaj.
Efekti koji nisu CO 2 igraju glavnu ulogu
U svojoj studiji, Sacchi i Becattini su razmatrali različite scenarije. Ovo je pokazalo, s jedne strane, da iako klimatski uticaj infrastrukture, tj. proizvodnju aviona i izgradnju i upravljanje aerodromima, treba uzeti u obzir, on je relativno mali u celini za period do 2050. godine i dalje. Uticaj samog letenja na klimu i emisije iz proizvodnje goriva su daleko veći. To samo po sebi nije bilo ništa novo.
Ono što je ranije bilo manje jasno jeste važnost takozvanih efekata bez CO 2 , koji se javljaju pored emisija CO 2 . Najveći deo efekta staklene bašte izazvanog avijacijom nije posledica ugljenika koji se oslobađa u atmosferu sagorevanjem avionskog goriva, već zbog čestica (čađi) i azotnih oksida koji se takođe oslobađaju i koji reaguju u vazduhu stvarajući metan i ozon , vodene pare i kondenzacionih tragova koji dovode do stvaranja cirusnih oblaka u gornjim slojevima atmosfere.
„Mnoge analize i ‘neto nula’ obećanja do sada su ignorisale ove faktore,“ kaže Romen Saki. „Ili nisu pravilno izračunati.
Uobičajeno je da se emisije i efekti poput ovih izražavaju u ekvivalentima CO 2 kada se računa ukupni bilans. „Ali metode i vrednosti korišćene do danas su se pokazale kao neprikladne“, kaže Marko Macoti. „Zbog toga smo usvojili precizniji pristup. Metode koje su koristile uzimaju u obzir jednu veliku razliku između različitih faktora: efekti koji nisu CO 2 su mnogo kratkotrajniji od CO 2 , zbog čega se nazivaju i „kratkotrajni klimatski faktori“, ili skraćeno SLCF.
Dok otprilike polovinu emitovanog ugljen-dioksida apsorbuju šume i okeani, druga polovina ostaje u vazduhu hiljadama godina, raspršujući se i delujući kao gas staklene bašte. Metan, s druge strane, ima mnogo veći uticaj na klimu, ali se razlaže u roku od nekoliko godina; tragovi i nastali oblaci se raspršuju u roku od nekoliko sati.
„Problem je u tome što proizvodimo sve više i više SLCF-a kako se vazdušni saobraćaj povećava, tako da se oni zbrajaju umesto da brzo nestaju. Kao rezultat toga, oni imaju ogroman uticaj na staklenike tokom dužih vremenskih perioda“, kaže Viola Becattini. To je kao kada sa otvorenim i odvodom i slavinom: sve dok slavina pušta više vode nego što može da pobegne kroz odvod, kada će biti punija – sve dok se na kraju ne prelije.
„Ali ova analogija takođe pokazuje da je ključna poluga pod našom kontrolom: obim vazdušnog saobraćaja“, ističe Romen Saki. „Leteći manje umesto češće, drugim rečima zatvarajući slavinu umesto da je otvaramo, zapravo možemo da ohladimo atmosferu i potisnemo efekat staklene bašte izazvan avijacijom ka nuli.
Ovo ne znači da moramo potpuno prestati da letimo. Proračuni obavljeni u studiji pokazuju da će avijacija postići klimatsku neutralnost do 2050. godine, avio saobraćaj će morati da se smanji za 0,8 procenata svake godine — u vezi sa podzemnim skladištenjem ugljen-dioksida — ako nastavimo da koristimo fosilna goriva. To bi ga svelo na oko 80 odsto današnjeg obima do 2050. Ako uspemo da pređemo na klimatski prihvatljivija goriva na bazi električne energije iz obnovljivih izvora, biće dovoljno 0,4 odsto godišnje.
Studija je takođe detaljnije razmotrila ova nova goriva. Istraživači širom sveta rade na zameni konvencionalnih motora na bazi nafte. Kao iu drumskom saobraćaju, ovo se može postići korišćenjem električnih baterija, gorivnih ćelija ili direktnim sagorevanjem vodonika. Međutim, raspoloživa gustina energije je dovoljna samo za male avione na kratkim rutama, ili u slučaju vodonika i za avione srednje veličine na letovima srednjih dužina.
Ipak, veliki avioni na dugim letovima od više od 4000 kilometara čine većinu globalnog vazdušnog saobraćaja i emisije gasova staklene bašte iz avijacije.
Pored toga, pogonske tehnologije za vazduhoplovnu industriju zasnovane na električnoj energiji ili vodoniku su daleko od toga da budu spremne za široko uvođenje. Takozvano održivo vazduhoplovno gorivo (SAF) se stoga smatra velikom nadom industrije. Ovo veštačko vazduhoplovno gorivo moglo bi da zameni avionsko gorivo na bazi nafte manje-više jedan na jedan, bez potrebe za redizajniranjem turbina i aviona.
SAF se može proizvesti iz CO 2 i vode preko proizvodne kaskade. CO2 se ekstrahuje iz vazduha pomoću procesa poznatog kao hvatanje vazduha, a vodonik se može dobiti iz vode elektrolizom. „Ako se neophodni procesi sprovode u potpunosti koristeći obnovljivu energiju, SAF je praktično klimatski neutralan“, kaže Kristijan Bauer iz PSI Laboratorije za analizu energetskih sistema, koji je bio uključen u studiju. „Ovo nas čini manje zavisnim od fosilnih goriva.
Još jedna prednost SAF-a je to što proizvodi manje SLCF-a, što bi se moralo nadoknaditi hvatanjem ekvivalentnih količina CO 2 iz vazduha i skladištenjem pod zemljom. Ovo je značajno jer je kapacitet skladištenja CO 2 ograničen i nije rezervisan isključivo za vazduhoplovnu industriju.
SAF takođe ima određene nedostatke, u tome što je za proizvodnju potrebno mnogo više energije nego konvencionalno avio gorivo. To je uglavnom zato što je za proizvodnju vodonika putem elektrolize potrebno mnogo električne energije. Pored toga, energija se gubi na svakom koraku u proizvodnom procesu — hvatanju vazduha, elektrolizi i sintetizaciji.
Korišćenje velikih količina električne energije, zauzvrat, znači trošenje više resursa kao što su voda i zemlja. SAF je takođe skup: ne samo u smislu potrebne električne energije, već i cene postrojenja za hvatanje ugljenika i elektrolize, što ga čini četiri do sedam puta skupljim od konvencionalnog avionskog goriva. Drugim rečima, široko rasprostranjena upotreba SAF-a čini mogućnost avijacije sa neutralnom emisijom ugljenika, ali takođe košta više resursa i više novca.
To znači da će letenje morati da postane još skuplje nego što je već potrebno da bi se ispunili klimatski ciljevi. „Svako ko danas kupi kartu može da plati nekoliko evra ekstra da bi svoj let bio navodno ugljenik neutralan, ulažući ovaj novac u zaštitu klime“, kaže Romen Saki. „Ali ovo je zeleno pranje, jer su mnoge od ovih mera za nadoknađivanje ugljenika neefikasne. Da bi se u potpunosti nadoknadio stvarni uticaj na klimu, karte bi morale da koštaju oko tri puta više nego danas.“
„Ovako veliko povećanje cena trebalo bi značajno da smanji potražnju za letovima i približi nas cilju klimatske neutralnosti“, kaže Viola Bekatini. Pored toga, očekuje se da će proizvodnja SAF-a postati jeftinija i efikasnija tokom godina kako se količine povećavaju, a to će imati pozitivan efekat na ugljenični otisak. Studija je uzela u obzir takvu dinamiku — uključujući i činjenicu da se mešavina električne energije koja se koristi za proizvodnju SAF-a menja. Ovo razlikuje analizu od većine drugih.
„Suština je da ne postoji čarobni metak za postizanje klimatske neutralnosti u avijaciji do 2050. godine“, kaže Saki. „Ne možemo da nastavimo kao pre. Ali ako razvijemo infrastrukturu za skladištenje CO 2 pod zemljom i proizvodnju SAF-a brzo i efikasno, a istovremeno smanjimo našu potražnju za vazdušnim saobraćajem, mogli bismo da uspemo.“
