البطاريات والوقود الحيوي ، وليس الألمنيوم والهيدروجين ، ستغذي خطوط الطيران في المستقبل القريب (الجزء 3)

أعاد نشره أفلاطون

المتابعون: 0

In الجزء الأول من هذه السلسلةعرضت المشكلات التي تواجه تغيير وقود الطائرات إلى نماذج منخفضة الكربون ، سواء الفعالية الضارة أو الراحة لوقود الطائرات أو التحدي المتمثل في اعتماد شركات الطيران ، وتعاملت مع حقيقة أن الهيدروجين يتطلب خسارة 20٪ من الإيرادات وزيادة تكاليف الوقود إلى 50 ٪ من إجمالي مصاريف التشغيل. في الجزء 2، لقد تعاملت مع فكرة رايت الخادشة لاستخدام خلايا وقود الهواء المصنوعة من الألمنيوم للالتفاف حول إخفاقات الهيدروجين ، جنبًا إلى جنب مع سبب عدم الوثوق بالأشخاص الذين يرفضون الطائرات التي تعمل بالبطاريات. في هذا الجزء الأخير ، حان الوقت لأنواع الوقود الحيوي ، ولماذا هي مناسبة للغرض وقابلة للتطوير.

على الرغم من أنني متفائل بشأن استخدام البطاريات الكهربائية للطيران قصير المدى هذا العقد والطيران متوسط المدى في 2030 ، إلا أنني لست متفائلًا بشأن البطاريات لمسافات طويلة خلال العقود القليلة القادمة ، ولكني بعد ذلك. وعلينا الحد من انبعاثات الطيران لمسافات طويلة عاجلاً وليس آجلاً ، لذلك على الأقل مطلوب حل مؤقت. وهنا يأتي دور الوقود الحيوي.

الوقود الحيوي للطيران موجود ، وهو منخفض الكربون وبأسعار معقولة

يتوفر الوقود الحيوي للطيران المعتمد منذ أكثر من عقد ، وتم نقل الطرق معهم. إنها حل موجود متوافق مع المكونات الإضافية للمحركات الحالية. ليست هناك حاجة للمراهنة على تقنية غير موجودة أو لإنشاء سلاسل توريد ستصبح عالقة قريبًا.

مقارنة التكاليف وثاني أكسيد الكربون لوقود الطائرات والكيروسين الإلكتروني والوقود الحيوي من دراسة حالة CleanTechnica حول هندسة الكربون من قبل المؤلف

بموجب دراسة حالة NREL لعام 2016 ، لديهم جزء بسيط من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سواء من وقود الطائرات النفاثة للوقود الأحفوري أو وقود الطائرات الصناعي (عندما يتم إعطاء وقود الطائرات الصناعي فوائد كبيرة للشك). تتم عملية الرفع الثقيل لإخراج الكربون والهيدروجين من الهواء والماء ، وروابطهما الجزيئية الضيقة بواسطة النباتات. يتم التحول إلى وقود عن طريق التقطير وبعض المعالجة اللاحقة.

يمكن تصنيع وتصنيع الكثير من الوقود الحيوي

يتم إنتاج الوقود الحيوي اليوم بكميات كبيرة جدًا حول العالم. إنهم يقتربون بالفعل من مليوني برميل من النفط يوميًا على مستوى العالم. هذه تقنية متدرجة ذات سلاسل إمداد قوية.

يستمر إنتاج الوقود الحيوي في التحسن. لقد أدت تقنيات الجيل الأول إلى خفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بشكل جذري في دورة حياتها. يعمل الجيل الثاني من الوقود الحيوي السليلوز السليلوز تجاريًا منذ عام 2 ويتوسع. وهذا يعني الاقتصاص المزدوج للسعرات الحرارية ، مع آذان الذرة ، على سبيل المثال ، الذهاب إلى الحيوانات أو البشر ، والسيقان والأوراق التي تذهب إلى الطائرات.

سينخفض دين الكربون في الزراعة بشكل كبير مع التحول إلى الزراعة منخفضة الحراثة ، والتثبيت الزراعي للنيتروجين بميكروبات التربة ، واختفاء معظم الأسمدة القائمة على النيتروجين ، وهو أمر لا بد منه لمواجهة تغير المناخ. ونتيجة لذلك ، فإن دورة الحياة الكاملة لديون الكربون للوقود الحيوي ستتقلص أكثر.

تستمر الزراعة في التحسن من حيث الكفاءة ، طالما أننا نسيطر على تغير المناخ. كما أشارت دراسة حديثة ، فقد حققنا تقدمًا كبيرًا في الكفاءة الزراعية ، لكننا فقدنا 21٪ منها بسبب تغير المناخ.

من بين أمور أخرى ، تستمر الزراعة في الاندماج بشكل معقول في ظل أعمال تجارية زراعية عالية الكفاءة وكبيرة بشكل متزايد مع أتمتة أعلى وأعلى ، ونماذج أعمال أكثر قابلية للتكيف مع سياسة الجزرة والعصا التنظيمية والسوقية. المزيد من مزارع الكفاف على الأراضي شبه الصالحة للزراعة آخذة في الاختفاء وأصبحت الأرض متاحة أكثر لإعادة التخضير والطاقة المتجددة. وبطبيعة الحال ، تناسب توربينات الرياح المحاصيل الزراعية وفي مناطق الرعي مع ما يقرب من الصفر تأثير فعلي. يعتبر استخدام الأراضي للوقود الحيوي الذي يتنافس مع مصادر الطاقة المتجددة مصدر قلق أقل بكثير مما يدركه معظم الناس أو يخططون له. شيء جميل هو أننا سنستعيد جميع الأراضي المستخدمة حاليًا لاستخراج الوقود الأحفوري ومعالجته ، وهو ما يشير إليه فريق مارك ز.

الطلب الحالي على الوقود الحيوي سوف يختفي

من منظور الطلب ، فإن معظم استخدامات الوقود الحيوي سوف تتبخر لأن كل شيء يستخدمه اليوم يكهرب. لن يتم حرق أي نوع من أنواع الوقود للنقل البري أو الطيران قصير المدى أو متوسط المدى أو الشحن قصير ومتوسط المدى أو التدفئة في المستقبل.

سيتم استخدام جميع أنواع الوقود الحيوي في أصعب قطاعات الاقتصاد كهربة ، وهذا هو الشحن والطيران لمسافات طويلة. سوف ينمو الطلب ، ولكن ليس بالقدر الذي يفترضه الكثيرون. لا مزيد من تبذير لحم الخنزير باستخدام مخططات الإيثانول للسيارات والشاحنات.

بينما سيستمر الطيران لمسافات طويلة ، فإنه لن يكون سائدًا. حولنا COVID-19 عقدًا من الزمن إلى مؤتمرات الفيديو والتوقيعات الرقمية للأعمال والأوساط الأكاديمية والمؤتمرات. لقد تم القضاء على عادة الطيران لمسافات طويلة لرجال الأعمال ، ولن يعود الكثيرون. لقد تحطمت عادة الشركات التي تشتري خدمات استشارية من محاربي الطرق الذين يتوقعون رؤية مستشاري نشر SAP في الموقع ، ولن يرغب الكثيرون في استعادة أكثر من الحد الأدنى المطلق. تكيف مجتمع الأعمال مع تكاليف الأعمال المنخفضة كثيرًا ، وقد تكيف رجال الأعمال على قضاء وقت أقل بكثير في السفر. وبغض النظر عن أي شيء آخر ، فإن تكلفة الطيران لمسافات طويلة سترتفع ، على الرغم من أنها ليست بقدر سخافة الهيدروجين أو الألومنيوم. حتى تكون كثافة الطاقة للبطاريات القابلة لإعادة الشحن موجودة ، ستكون تكلفة الرحلات الطويلة أعلى ، مما يؤدي إلى انخفاض الطلب.

كنت قد توقعت ذلك قبل بضع سنوات 3-4٪ فقط من إجمالي الطلب على الوقود قد تستمر بعد كهربة النقل على مستوى العالم ، ولكن من المرجح أن تكون أقل. يمكن التحكم في الجسر من 2 مليون برميل من النفط يوميًا إلى المتطلبات الأصغر بكثير. كملاحظة ، لقد وصفت الطيران لمسافات طويلة والشحن في ذلك الوقت على أنه مكان لم يثبت فيه الهيدروجين أنه خيار سيئ ، وهذا يعني أنني لم أقم بتحليل كافٍ لاستبعاده بعد. الآن لدي.

إن الجمع بين التقدم التقني والعرض المعقول وتناقص الطلب الإجمالي يقودني إلى الاعتقاد بأن الوقود الحيوي سيكون وقود الطيران طويل المدى المهيمن.

هذا ليس مثاليًا. يجب التعامل مع الكونتريل واحترارها من خلال التعديلات التشغيلية ، لكن النمذجة تظهر أنه يمكن القيام بذلك عن طريق الطيران على ارتفاع بضع مئات من الأمتار مع تحسينات كبيرة. وأي احتراق للوقود في الغلاف الجوي ينتج أكاسيد النيتروجين ، مع ما يصاحب ذلك من احترار ومخاوف من التلوث. لكن الوقود الحيوي منخفض الكربون والتغييرات المباشرة نسبيًا في عمليات الطيران يمكن أن تقضي على ما يقرب من ثلثي الاحترار المرتبط بمسافات طويلة ، ومن الواضح في هذا النموذج أن الانبعاثات قصيرة ومتوسطة المدى تختفي تمامًا. يجب أن يكون هذا كافياً حتى تلحق الكيمياء الكهربائية بكثافات طاقة الكيروسين.

وهذه هي الطريقة التي تسير بها المناقشات حول بدائل تأجيج الطيران. يتم وضع افتراضات متفائلة بشكل سخيف وغير قابلة للتطبيق تمامًا حول التكاليف المحتملة في المستقبل البعيد لسلاسل إمداد الوقود غير الموجودة للهيدروجين وأشياء مثل الألومنيوم. يتم تجاهل الحركة المعقولة تمامًا لأيون الليثيوم والمواد الكيميائية ذات الصلة إلى كثافة معقولة اليوم للطائرات التي تتسع لـ19 راكبًا بمدى 250 ميلًا بوزن وسعر معقول ، ويتم تجاهل الإسقاط إلى الأمام إلى كثافات أعلى وتكاليف أقل وأوزان أقل.

يستخدم المدافعون عن الهيدروجين والوقود البديل الآخر وظائف هدف مختلفة اختلافًا جذريًا لتقنياتهم المفضلة مقارنةً بالبطاريات الكهربائية. يجب أن يكون المستثمرون وصانعو السياسات على دراية وحذر.

هل تقدر أصالة CleanTechnica؟ النظر في أن تصبح عضو في CleanTechnica أو داعم أو فني أو سفير - أو راعي على Patreon.