Powszechnie przyjmuje się, że lotnictwo powoduje 2% globalnej antropogenicznej emisji dwutlenku węgla, jednak emisje z samolotów latających na dużych wysokościach wywołują również inne skutki ocieplenia klimatu, chociażby takie jak tworzenie się chmur. W związku z tym przeprowadzone niedawno badanie wykazało, że lotnictwo odpowiada za około 3,5% ocieplenia powodowanego w dzisiejszych czasach przez ludzi.

Lotnictwo bardziej zrównoważone

Naukowcy z Wydziału Inżynierii Mechanicznej i Procesowej pod kierownictwem prof. Konstantinosa Boulouchosa porównali efekt redukcji dwutlenku węgla różnych rozwiązań technicznych. Pracę tę wykonali, aby określić, które z nich przyczyniają się do lotnictwa bardziej zrównoważonego. Jak się okazało, wpływ lotnictwa na klimat można ograniczyć poprzez wdrożenie zwłaszcza kilku czynników.

Czynnikami tymi są: usprawnienia operacyjne, np. zarządzanie ruchem lotniczym lub optymalizacja tras (np. w celu uniknięcia trajektorii o wysokim ryzyku tworzenia się chmur wpływających na klimat), ulepszenia technologiczne, np. sprawność silnika lub alternatywne projekty płatowca, bądź wdrożenie nowego nośnika energii, np. zrównoważonego paliwa lotniczego (SAF) lub napędu akumulatorowo-elektryczny (w przypadku lotów krótkodystansowych prawdopodobnie opłacalny do 2050 r.).

W ramach prac badawczych naukowcy z ETH opracowali model, który można wykorzystać do wydajnego i precyzyjnego obliczania emisji dwutlenku węgla z globalnego lotnictwa. Za pomocą FEAT-Modell modelowane są profile lotu, a odpowiadające im zużycie paliwa obliczane jest na podstawie charakterystyk samolotu. Umożliwia to na przykład analizę wpływu poprawy sprawności silnika, aerodynamiki czy lekkiej konstrukcji. Następnie model „zredukowanego rzędu” jest wyprowadzany z tego modelu „wysokiej wierności”. Na tej podstawie można w bardzo efektywny czasowo sposób obliczyć różne scenariusze emisji. Opracowano kilka scenariuszy emisji, które zostaną opublikowane w ciągu roku w pracy doktorskiej Maksymiliana Helda. Jednak nawet w najbardziej ambitnym scenariuszu, przyszłe zużycie paliwa nie zmniejszy się.

Pomysły na alternatywne paliwa lotnicze

Aby osiągnąć cel 1,5 / 2,0 °C potrzebne są inne środki. Dlatego nowym celem badań naukowców jest produkcja alternatywnych, zrównoważonych paliw lotniczych, ponieważ uważają, że mają one największy potencjał. Nafta produkowana w zrównoważony sposób może być dodawana do nafty kopalnej i już dziś może być używana w samolotach bez konwersji. Obecnie wciąż przedmiotem badań jest to, czy takie paliwa mogą w ogóle rozwiązać problem tworzenia się chmur pierzastych.

Obecnie naukowcy określają przyszłe koszty produkcji paliw zrównoważonych w Europie. W przypadku lotnictwa analizują naftę syntetyzowaną przy użyciu odnawialnej energii elektrycznej i dwutlenku węgla  wychwytywanego z powietrza. Paliwa produkowane w tym procesie nazywane są również e-paliwami.

Wstępne wyniki pokazują, że ekologiczne paliwo do silników odrzutowych będzie od pięciu do ośmiu razy droższe niż dzisiejsze kopalne paliwo do silników odrzutowych, jednak naukowcy spodziewają się, że w dłuższej perspektywie koszty znacznie spadną, podczas gdy kopalne paliwo do silników odrzutowych stanie się droższe z powodu progresywnego opodatkowania CO_2.

Źródło: ETH Zürich