В здании, расположенном на краю делового парка возле Шеффилда, исследователь Ихаб Ахмед готовится запустить небольшой реактивный двигатель.
Первоначально она использовалась в качестве вспомогательного энергоблока для коммерческого авиалайнера, и была превращена в испытательную площадку для новых видов топлива, разработанных в соседней лаборатории.
Этот механизм является центральным элементом Центра по инновациям в области устойчивого производства топлива Шеффилдского университета (SAF-IC) - исследовательского центра, созданного для подготовки и оценки синтетического топлива в небольших масштабах до его внедрения в крупномасштабное производство.
На берегу компьютерных экранов в соседней комнате управления, Ихаб может следить за двигателем, когда он начинается с вспышки пламени и повышения мощности.
Сенсоры говорят ему, что двигатель делает в режиме реального времени – и позволяют постоянно анализировать отработавшие газы.
Устойчивые виды авиационного топлива (или СВС) являются синтетическими альтернативами ископаемым видам топлива, получаемыми из возобновляемых источников.
К ним могут относиться отходы кухонного масла, растительные жиры и сельскохозяйственные отходы, а также улавливаемый углекислый газ.
Преимущество сжигания такого топлива заключается в том, что оно не увеличивает общую нагрузку двуокиси углерода в атмосфере.
Выбрасываемый углерод был только недавно удален либо с помощью растений, либо с помощью химических процессов.
В отличие от этого, сжигание ископаемых видов топлива высвобождает углерод, который хранится в земле на протяжении миллионов лет.
Как объясняет г-н Ахмед, с экологической точки зрения это происходит день и ночь.
▪ В принципе, CO2 должен быть чистым нулевым, поэтому в атмосферу больше не добавляется двуокись углерода, но еще одним преимуществом является часть вещей, не связанных с CO2.
▪ Например, она уменьшает частицы или дым, которые выходят из двигателя, что может повлиять на легкие, а также способствует созданию противодействий.
На практике устойчивые виды топлива не являются нейтральными с точки зрения выбросов углерода из-за энергии, используемой при их производстве, переработке и транспортировке.
Фактические сокращения существенно варьируются в зависимости от используемого топлива.
Авиационная промышленность находится под давлением, пытаясь найти альтернативу реактивному топливу.
Согласно прогнозам Airbus и Boeing, глобальный авиапарк, как ожидается, более чем удвоится в течение следующих двух десятилетий по мере роста средних классов в таких странах, как Индия и Китай, и увеличения спроса на авиабилеты.
В то же время члены Международной ассоциации воздушного транспорта, представляющей авиакомпании, обязались достичь нулевого показателя к 2050 году.
Некоторые успехи будут достигнуты благодаря замене старых самолётов новыми.
Самые современные самолеты на 15-30% более экономичны, чем их предшественники.
Тем не менее, для того чтобы эта отрасль продолжала расширяться, потребуется гораздо больше.
В более долгосрочной перспективе определенную роль, по крайней мере на более коротких маршрутах, будут играть такие новые технологии, как водородная энергия и электрификация.
Однако предстоит преодолеть серьезные проблемы.
Например, водород является громоздким и его трудно хранить в больших количествах.
Он либо должен храниться как сильно сжатый газ, либо как очень холодная жидкость.
Для того чтобы быть устойчивым, оно должно быть сделано чистым образом, из возобновляемых источников – и поставки в настоящее время весьма ограничены.
Мы считаем, что можем доставить на рынок небольшой самолет, работающий на водородных топливных элементах, между 2035 и 2045 годами. По словам Аржена Мейера, руководителя бразильского реактивного предприятия Embraer.
▪ Но вопрос, на который необходимо ответить, заключается в следующем: достаточно ли водорода для того, чтобы накормить эти самолеты?
Эти вещи должны сойтись.
Они не могут происходить по отдельности.
В то же время батареи в настоящее время очень тяжелы по отношению к энергии, которую они содержат.
Это делает их непригодными для питания больших самолетов или для использования на больших расстояниях.
Это означает, что водород и гибридные или полностью электрические самолеты остаются на протяжении многих лет от нас.
Устойчивые виды авиационного топлива, напротив, можно производить в лаборатории таким же образом, как и обычные виды топлива, получаемые из сырой нефти, поэтому они могут использоваться в современных самолетах.
Есть ограничения.
В настоящее время авиакомпании должны использовать смесь СВС с обычным топливом, причем состав СВС не должен превышать 50%.
Однако современные самолеты способны сжигать 100% СВС.
В прошлом году во время специально санкционированного испытательного полета Virgin Atlantic летел на Boeing 787 из Лондона в Нью-Йорк с использованием топлива, производимого исключительно из отходящих жиров и сахара растений.
▪ Технологии уже имеются в наличии и сертифицированы для использования в самолетах, как объясняет Джули Китчер, главный сотрудник по вопросам устойчивости в Airbus.
▪ Проблема с устойчивым топливом заключается в том, чтобы производить его в масштабах всего мира, потому что это глобальная отрасль по доступной цене.
В настоящее время поставки СВС являются минимальными.
По данным Европейского регулятора EASA, они составляют всего 0,05% от топлива, используемого в ЕС.
Они также стоят в три-пять раз больше обычного реактивного топлива.
Правительства хотят изменить это положение.
В Соединенном Королевстве был введен мандат СВС, который предусматривает, что начиная со следующего года 2% всего поставляемого реактивного топлива должны составлять СВС, а в 2030 году - 10%, а в 2040 году - 22%.
ЕС имеет аналогичный мандат, хотя он и распространяется на 2050 год – когда целевой показатель для использования СВС составит 63%.
США не имеют минимальных требований, но предлагают субсидии для снижения цен на устойчивые виды топлива.
Однако для расширения использования СВС необходимо будет также резко увеличить производство.
Существует множество различных методов или способов обеспечения устойчивости топлива.
Они могут быть сделаны из биомассы, такой, как отходы кухонного масла, энергетические культуры, древесина, сельскохозяйственные отходы и даже человеческие отходы.
Вместе с тем есть опасения, что это не обеспечит все необходимое для рынка топливо.
Некоторые виды сырья, возможно, необходимо избегать либо для предотвращения ухудшения состояния окружающей среды, например обезлесения, либо для предотвращения того, чтобы земли, необходимые для выращивания продовольствия, передавались в производство энергии.
Альтернативой этому является использование метода, называемого " мощностью для жидкости ", при котором вода и двуокись углерода ломаются, а образующийся в результате этого углерод и водород комбинируются для создания жидкого топлива.
Это может привести к образованию потенциально безграничных поставок топлива, однако для обеспечения устойчивости потребуется большое количество возобновляемой электроэнергии, а также существенное увеличение улавливания и хранения углерода.
Оба процесса - использование биомассы или энергии в жидком состоянии - в настоящее время являются очень дорогостоящими.
В результате авиационная промышленность требует принятия мер по увеличению производства и снижению цен за счет эффекта масштаба.
Однако экологи сомневаются в том, действительно ли это возможно.
Есть хорошие SAF, и есть плохие SAF, но жестокая правда в том, что сейчас нет ни одного из них, — говорит Мэтт Финч, глава британской избирательной группы Transport & Environment.
▪ Внезапно, сейчас тысячи новых самолётов заказываются авиакомпаниями, и все они сжигают ископаемые виды топлива по крайней мере 20 лет.
Действия говорят громче, чем слова, и ясно, что у авиационного сектора нет планов избавиться от зависимости от загрязнения.
Тем не менее на недавнем шоу < < Фарнборо эйршоу > > было сделано несколько важных объявлений, касающихся СВС.
Консорциум, включающий, в частности, Airbus, Air France-KLM, Associated Energy Group, BNP Pribas и Qantas, объявил о своих планах инвестировать 200 млн. долл. США (151 млн. фунтов стерлингов) в новый фонд, который будет инвестировать средства в проекты по производству технологически зрелых СВС с использованием, например, сырья на основе отходов.
Тем временем, Боинг сказал, что он установил партнерские отношения с инвестиционной компанией < < Клир Скай > >, с тем чтобы содействовать применению метода производства СВС, впервые созданного британской компанией < < Файрфлай > >.
Этот метод предполагает удаление человеческих отходов и использование тепла и высокого давления для превращения их в вещество, которое затем может быть использовано для создания СВС.
Другими словами, это позволяет самолётам работать какао.
Подпишитесь на наш информационный бюллетень "Future Earth", чтобы получить эксклюзивную информацию о последних климатических и экологических новостях от редактора "BBC Climate Referent Justin Rowlatt", который каждую неделю размещается в вашем ящике.
За пределами Великобритании?
Подпишитесь на наш международный информационный бюллетень.