การแข่งขันของ Aviation สำหรับการพัฒนาเชื้อเพลิงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเพิ่งเริ่มต้น

ในปี 1928 คนหนึ่งข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก ในปี 2018 มีการบันทึกการเดินทางของผู้โดยสาร 4.3 พันล้านครั้ง แม้ว่าบางคนจะหลีกเลี่ยงได้แม้กระทั่งก่อนเกิดโควิด – ตามรายงานของ a แกลลัปโพลล์ประมาณครึ่งหนึ่งของชาวอเมริกันไม่บินเลย ประชากรที่เหลือของสหรัฐฯ บินได้มากพอที่จะทำให้ค่าเฉลี่ยขึ้นได้ประมาณสองเที่ยวบินต่อปี

ต้องใช้พลังงานจำนวนมากในการพาผู้คนขึ้นไปในอากาศ และเนื่องจากการผลิตพลังงานมีค่าใช้จ่ายด้านสิ่งแวดล้อม การเดินทางทางอากาศจึงเป็นตัวปล่อยคาร์บอนที่สำคัญ โดยมีความท้าทายที่ไม่เหมือนใครเมื่อเทียบกับโหมดการขนส่งอื่นๆ เมื่อพูดถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ . ต่างจากนวัตกรรมในรถยนต์ไฟฟ้า เรือ และรถไฟ — ที่ซึ่งมวลที่เพิ่มขึ้นจำเป็นต้องใช้ไฟฟ้าไม่ใช่ปัญหาทางวิศวกรรมที่ผ่านไม่ได้ และสายไฟต่อนั้นมีความยาวไม่เกิน 30,000 ฟุต — เชื้อเพลิงที่ติดไฟได้ส่วนใหญ่เป็นหนทางเดียวที่จะบินได้ อย่างน้อย สำหรับเที่ยวบินที่ยาวนานขึ้น ร้อยละแปดสิบของการปล่อยมลพิษมาจากเที่ยวบินที่มีความยาวประมาณ 1,000 ไมล์หรือนานกว่านั้น และไม่มีทางเลือกอื่นใดที่ใช้แทนเชื้อเพลิงได้ในปัจจุบัน

แต่ละคนมีบทบาทในการลดการปล่อยมลพิษ ชาวอเมริกันโดยเฉลี่ยมีความรับผิดชอบต่อ CO15 ประมาณ 2 เมตริกตันต่อปี และมากกว่าหนึ่งในสามของคนอเมริกันกล่าวว่าตอนนี้พวกเขามีแนวโน้มที่จะ จ่ายเพิ่มเล็กน้อยในค่าตั๋วเครื่องบินเพื่อชดเชยคาร์บอน. คนรวยและคนดังมีปริมาณคาร์บอนฟุตพริ้นท์ที่ใหญ่กว่า เทย์เลอร์ สวิฟต์ เครื่องบินเจ็ตส่วนตัวที่ร้ายกาจมาก ผลิต CO8000 ได้ประมาณ 2 เมตริกตันต่อปี แต่เทย์เลอร์ไม่มีอะไรเกี่ยวกับอุตสาหกรรมการบินซึ่ง การปล่อย CO2 ประจำปี กำลังผลักดันหนึ่งพันล้านเมตริกตัน ถ้าอุตสาหกรรมอากาศรวมเป็นประเทศ นอกจากมีเขตถั่วลิสงนักฆ่าแล้ว ก็จะมี ปล่อย CO2 มากขึ้น กว่าประเทศเยอรมนี 

อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมนี้เน้นย้ำถึงการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อเทียบกับอุตสาหกรรมอื่นๆ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สายการบินของสหรัฐฯ ขนส่งผู้โดยสารมากกว่า 2 ล้านคนและสินค้า 68,000 ตันต่อวัน ในขณะที่มีส่วน "เพียง" 2% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกของประเทศ ตามรายงานของกลุ่มการค้าอุตสาหกรรม สายการบินสำหรับอเมริกา อุตสาหกรรมการบินมีประสิทธิภาพมากขึ้นในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา โดยสายการบินของสหรัฐฯ ปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง (ตามรายได้เป็นตันไมล์) มากกว่า 135% ระหว่างปี 1978 ถึง 2021 แต่การมุ่งเน้นที่ตัวเลข 2% ที่ต่ำนั้นดูเหมือนจะเป็นส่วนหนึ่งของ ปัญหาที่เพิ่มขึ้นตามนักวิเคราะห์สภาพภูมิอากาศที่ศึกษาภาคการบิน

การประชุมทางวิดีโออาจเข้ามาแทนที่การเดินทางเพื่อธุรกิจบางส่วน แต่เมื่อภาคการบินฟื้นตัว นักวิเคราะห์ด้านสภาพอากาศกล่าวว่าการเดินทางทางอากาศทั่วโลกเพิ่มขึ้นสามเท่าในทศวรรษข้างหน้า แม้ว่าการคาดการณ์ก่อนเกิดโควิด-XNUMX ยังคงเป็นเดิมพันที่ปลอดภัย การเดินทางของผู้โดยสารจะค่อยๆ เพิ่มขึ้นช้ากว่า แต่นักวิเคราะห์ตั้งข้อสังเกตว่าการบินยังใช้สำหรับขนส่งสินค้าซึ่งไม่ได้รับผลกระทบจากชั้นธุรกิจ นั่นเป็นเหตุผลที่ทำให้เกิดความกังวลอย่างมากเกี่ยวกับแผนการลดคาร์บอนของการบิน อุตสาหกรรมจำเป็นต้องมุ่งเน้นไปที่การรักษาส่วนแบ่งของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกลง แทนที่จะมองว่าส่วนแบ่งปัจจุบันเป็นเหตุผลในการเคลื่อนไหวอย่างรอบคอบมากขึ้น ตามที่นักวิเคราะห์สภาพภูมิอากาศ

เมื่อเทียบกับรถยนต์ที่มีความก้าวหน้าด้านยานยนต์ไฟฟ้ามาแล้วกว่าทศวรรษ และในภาคการผลิตไฟฟ้าซึ่งมีการลงทุนจำนวนมากในแหล่งพลังงานหมุนเวียนซึ่งมีการแข่งขันด้านต้นทุนเมื่อเทียบกับแหล่งพลังงานแบบเดิม การบินยังอยู่ในช่วงวันทดลอง ของเทคโนโลยีเชื้อเพลิงใหม่ อย่างดีที่สุดแบตเตอรี่ไฟฟ้ามีบทบาทในเส้นทางที่สั้นกว่าในภูมิภาคและการเดินทางในเมืองและ สายการบินกำลังลงทุนเหล่านี้.

นักวิจารณ์บางคนกล่าวว่าอุตสาหกรรมการบินได้ช้าเกินไปที่จะแสวงหาแนวทางแก้ไขสภาพภูมิอากาศ แต่ยอมรับว่าการบินเป็นภาคส่วนที่ยากลำบากเมื่อต้องบรรลุเป้าหมายสุทธิเป็นศูนย์ เนื่องจากข้อกำหนดด้านความปลอดภัยและกฎระเบียบที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะ การบินไม่ได้รับความช่วยเหลือจากการระบาดใหญ่ และแม้แต่นักวิจารณ์ก็กล่าวว่าการคาดหมายว่าในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาจะได้เห็นกระแสคลื่นแห่งการลงทุนในเทคโนโลยีสตาร์ทอัพจะไม่เป็นจริงเนื่องจากความท้าทายทางการเงินที่เร่งด่วนกว่า สายการบินต่างๆ ได้เสร็จสิ้นการทดสอบเที่ยวบินด้วยเชื้อเพลิงสำหรับการบินที่ยั่งยืน และข้อตกลงกับผู้ผลิตเชื้อเพลิงสำหรับการบินที่ยั่งยืนได้เริ่มขึ้นแล้ว

สายการบินอเมริกัน บรรลุข้อตกลงช่วงฤดูร้อนกับบริษัทเชื้อเพลิงชีวภาพ เกโว เพื่อซื้อเชื้อเพลิงสายการบินที่ยั่งยืน (SAF) จำนวน 500 ล้านแกลลอนในระยะเวลาห้าปี ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคำสั่ง net zero carbon ของอเมริกา โดยอธิบายเป้าหมายด้านสภาพอากาศว่า "ก้าวร้าว" รวมถึงการบรรลุการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิศูนย์ (GHG) ภายในปี 2050 อเมริกันเป็นสายการบินแรกทั่วโลกที่ได้รับการตรวจสอบจากโครงการริเริ่ม Science Based Targets สำหรับเป้าหมายการลดการปล่อย GHG ระดับกลางและสหรัฐฯ เพียงแห่งเดียว สายการบินจะรายงานการใช้เชื้อเพลิงการบินอย่างยั่งยืนมากกว่า 1 ล้านแกลลอนในปี 2021 

กระบวนการของ Gevo สำหรับการผลิต SAF คาร์บอนต่ำหรือเป็นศูนย์เริ่มต้นที่ฟาร์มที่ปลูกวัตถุดิบ บริษัทร่วมมือกับฟาร์มที่ใช้เทคนิคการเกษตรแบบปฏิรูปซึ่งกักเก็บคาร์บอนในดิน ฟาร์มเหล่านี้ยังใช้สารเคมีและปุ๋ยที่แม่นยำเพื่อลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการนั้น 

พืชที่ Gevo ออกแบบจะใช้วัตถุดิบเหล่านั้น (เช่น ข้าวโพดในไร่) และแปลงเป็นเอทานอล จากเอทานอล Gevo ดำเนินการต่อไปในผลิตภัณฑ์ที่มีสารเคมีเหมือนกันกับเชื้อเพลิงการบินมาตรฐาน ความแตกต่างระหว่างเชื้อเพลิงการบินมาตรฐานกับ SAF ของ Gevo คือการกำจัดเชื้อเพลิงฟอสซิลใดๆ ที่ใช้ในกระบวนการผลิตสำหรับความร้อน ไฟฟ้า หรือพลังงานที่จำเป็น 

แต่ Gevo รวมพลังงานลม แสงอาทิตย์ ไฮโดรเจน ก๊าซชีวภาพ และแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ เพื่อกำจัดเชื้อเพลิงฟอสซิลออกจากกระบวนการ สิ่งนี้จะจัดหาเชื้อเพลิงทดแทนสำหรับความต้องการด้านการบินที่เป็นศูนย์สุทธิ หรือแม้แต่ลบสุทธิ ในแง่ของความเข้มข้นของคาร์บอน หากการดักจับ การใช้ และการจัดเก็บคาร์บอน (CCUS) ถูกรวมเข้าด้วยกันเช่นกัน ตามที่ John Richardson ผู้อำนวยการฝ่ายนักลงทุนสัมพันธ์ของ Gevo .

SAF นั้นแยกไม่ออกทางเคมีจากเชื้อเพลิงของสายการบินมาตรฐาน - แต่กระบวนการผลิตของพวกเขานั้นแตกต่างอย่างมาก (และเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม) กว่าเชื้อเพลิงแบบดั้งเดิม - แม้ว่าจะแตกต่างจาก EV ในภาคยานยนต์ มีการถกเถียงกันมากมายว่าแนวทางของ SAF ใดจะเป็นผู้ชนะสูงสุด และสิ่งที่ต้องการประนีประนอม ที่จะจัดทำขึ้นเพื่อรองรับเทคโนโลยีในปัจจุบันที่กำลังพัฒนา

แนวทางของ Gevo ซึ่งเน้นที่วัตถุดิบ เป็นตัวอย่างที่ดี

ทุกวันนี้ วัตถุดิบที่ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืนนั้นไม่ได้ผลิตขึ้นในขนาดที่ใกล้เคียงกับเชื้อเพลิงเครื่องบินไอพ่นทั่วโลก และปัญหาเรื่องการปรับขนาดนั้นจะคงอยู่นานหลายปีเนื่องจากแนวทางด้านเทคโนโลยีที่แข่งขันกันได้รับการทดสอบโดยอุตสาหกรรมการบิน โดยเฉพาะการใช้วัตถุดิบจากการผลิตอาหาร อาจกลายเป็นปัญหาใหญ่ขึ้นจากมุมมองของเลนส์ในอนาคต  

นักวิเคราะห์สภาพภูมิอากาศหลายคนบอกกับ CNBC ว่าพวกเขากังวลเกี่ยวกับการมุ่งเน้นมากเกินไปในการปรับขนาดเชื้อเพลิงเครื่องบินไอพ่นแบบยั่งยืนที่ใช้วัตถุดิบเป็นพื้นฐานในช่วงเวลาที่มีความกังวลเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับความมั่นคงด้านอาหารของโลกในโลกที่เผชิญกับผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่สำคัญต่อการเกษตร Gevo เน้นว่าใช้แป้งที่เหลือจาก "ข้าวโพดที่กินไม่ได้" เป็นวัตถุดิบ ซึ่งมีปริมาณมากและมีคุณค่าทางโภชนาการต่ำ

Guillaume Faury ซีอีโอของ Airbus ถ่ายทอดเรื่องนี้ที่งาน Farnborough International Airshow ของสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นนิทรรศการห้าวันที่ผู้บริหารและบุคคลสำคัญมารวมตัวกันเพื่อหารือเกี่ยวกับอนาคตของการเดินทางทางอากาศ: “น่าจะในระยะยาว — ในหลายทศวรรษ — เราจะพบว่า พลังงานที่ยั่งยืนที่ได้รับการปรับให้เหมาะสมที่สุด แต่ในช่วงเปลี่ยนผ่าน วิธีที่รวดเร็วคือการใช้ SAF และพร้อมใช้งานแล้วในตอนนี้” เขากล่าว

เมื่อพิจารณาจากมาตรฐานอุตสาหกรรมของตนเองแล้ว ชาวอเมริกันยังคงเป็นผู้นำด้านความพยายามในการลดคาร์บอน ชาวอเมริกันได้รับคะแนนการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศของ CDP "A–" ในปี 2021 ซึ่งเป็นคะแนนสูงสุดในบรรดาสายการบินในอเมริกาเหนือ และเป็นหนึ่งในสองสายการบินทั่วโลกที่ทำคะแนนได้สูง

“เราตระหนักดีว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเป็นเรื่องเร่งด่วนและใกล้จะเกิดขึ้น” Jill Blickstein รองประธานฝ่ายความยั่งยืนของ American Airlines กล่าว “ในฐานะสายการบินที่ใหญ่ที่สุดในโลก ชาวอเมริกันมุ่งมั่นที่จะพัฒนาเครื่องมือที่จำเป็นในการขจัดคาร์บอนในการดำเนินงานของเรา”

นอกจาก Gevo แล้ว ยังมี ลงทุนในตัวเร่งปฏิกิริยาพลังงานที่ก้าวล้ำของ Bill Gates"ทั้งหมดมุ่งเป้าไปที่การนำเทคโนโลยีที่จะช่วยให้บรรลุเป้าหมายด้านความยั่งยืนที่ทะเยอทะยานของเรา" Blickstein กล่าว

มีแนวทางทางเทคโนโลยีมากมายสำหรับเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืนซึ่งสามารถแยกก๊าซคาร์บอนออกจากเครื่องบินได้โดยไม่ต้องยืดอายุการใช้และพึ่งพาเชื้อเพลิงฟอสซิลในปัจจุบันและ เทคโนโลยีไฮโดรเจนสีเขียวเพิ่งได้รับการสนับสนุนอย่างมาก จากพระราชบัญญัติลดเงินเฟ้อ

เงินทุนของนักลงทุนมากขึ้นคาดว่าจะไหลเข้าสู่ไฮโดรเจนสีเขียวอันเป็นผลมาจาก IRA โดยนักวิเคราะห์สภาพภูมิอากาศอธิบายว่าเครดิตภาษีเป็นตัวขับเคลื่อนขนาดใหญ่สำหรับเชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืนเนื่องจากวิทยาศาสตร์ ความท้าทายที่ใหญ่ที่สุดในการขยายขนาดการดำเนินงานเหล่านี้และการผลิต SAF ได้รับ แรงจูงใจทางการเงิน แนวทางไฮโดรเจนสีเขียวมีจุดมุ่งหมายเพื่อขจัด C02 ออกจากอากาศและผสมกับไฮโดรเจนสีเขียวให้อยู่ในรูปของน้ำมันก๊าดที่สามารถแข่งขันกับเชื้อเพลิงเครื่องบินเจ็ตแบบทั่วไปได้ ในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2021 KLM ได้บินเครื่องบินโดยสารโบอิ้ง 737 จากอัมสเตอร์ดัมไปยังมาดริดเป็นครั้งแรกโดยใช้น้ำมันก๊าดสังเคราะห์ 500 ลิตรจากเชลล์ยักษ์ใหญ่ด้านพลังงานผสมกับเชื้อเพลิงเครื่องบินไอพ่นแบบดั้งเดิม

ข้อตกลงที่เพิ่งประกาศเมื่อเร็ว ๆ นี้กับสตาร์ทอัพในพื้นที่ได้ทำงานร่วมกับผู้ให้บริการทางอากาศรายใหญ่ก่อน IRA รวมถึง Twelve ซึ่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ ลงนามข้อตกลงกับสายการบินอลาสก้าและไมโครซอฟท์ สำหรับแนวทางในการสร้างเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนโดยใช้คาร์บอนที่จับได้จากอากาศ น้ำ และพลังงานหมุนเวียน มลรัฐอะแลสกาซึ่งใช้ส่วนผสม SAF มาตั้งแต่ปี 2011 บนเส้นทางเฉพาะ ตั้งข้อสังเกตว่ายังมีหนทางอีกยาวไกล โดยปัจจุบันมีเชื้อเพลิง SAF น้อยกว่า 1% ของเชื้อเพลิงทั้งหมดที่มีอยู่ และต้นทุนของมันสูงกว่าเชื้อเพลิงเครื่องบินเจ็ตทั่วไปสามถึงห้าเท่า  

เดลต้าแอร์ไลน์ เมื่อเร็ว ๆ นี้ลงนามข้อตกลงการบินที่ใหญ่ที่สุดของสหรัฐสำหรับเชื้อเพลิงที่ผลิตไฮโดรเจนสีเขียวกับ DG Fuels ในรัฐลุยเซียนาซึ่งใช้ขยะ CO2 เป็นวัตถุดิบ และในการประกาศได้วัดขอบเขตของความท้าทายข้างหน้าโดยระบุว่าอุปทาน SAF ที่มีอยู่ทั่วโลกสามารถดำเนินการได้ ขนาดของฝูงบินเดลต้าเป็นเวลาหนึ่งวัน 

ในขณะนี้ EVs เป็นบิดาแห่งวงการนวัตกรรมอย่างมาก ด้วยการทดสอบเป็นเวลาหลายปีและนโยบายของรัฐบาลในการสนับสนุนการเติบโตที่เปลี่ยนแปลงของภาคการขนส่ง

แต่ไม่ใช่ทุกคนที่มองว่า SAF เป็นวิธีแก้ปัญหา โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาจากแนวโน้มการเติบโตในอุตสาหกรรม ที่งาน Farnborough International Airshow เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักรณรงค์และนักเคลื่อนไหวด้านสภาพอากาศได้คัดค้านการเน้นย้ำของอุตสาหกรรมในเรื่อง SAF กระตุ้นให้พวกเขา "เอาจริงเอาจัง" และเสนอวิธีแก้ปัญหาสภาพภูมิอากาศที่สำคัญกว่า แทนที่จะเป็น SAFs การเติบโตที่ชะลอตัวและการเดินทางน้อยลงและเที่ยวบินที่น้อยลงนั้นถูกเสนอเป็นวิธีการแก้ปัญหาบางทีโดย ลดเที่ยวบินภายในประเทศ และส่งเสริมและปรับปรุงการเดินทางด้วยรถไฟ 

นักวิเคราะห์เตือนว่าความพยายามทั้งหมดสู่อนาคตที่ปราศจากคาร์บอนของการบินไม่ควรขจัดสิ่งทดแทนการเดินทางทางอากาศที่สำคัญยิ่งกว่าเดิม เช่น รถไฟความเร็วสูง แต่สำหรับการบิน เป้าหมายจะต้องเหมือนกับในภาคอื่นๆ โดยการปล่อยมลพิษสูงสุดโดยเร็วที่สุด และทางเลือกที่ดูเหมือนชัดเจนในทุกวันนี้ก็คือ การบินยังคงอยู่บนเส้นทางเชื้อเพลิง ซึ่งต่างจากรถยนต์ที่ซึ่งไฟฟ้าคืออนาคต การผลิตเชื้อเพลิงรูปแบบใดทำให้เกิดการปล่อยมลพิษน้อยที่สุดโดยให้ประโยชน์สูงสุดและความคุ้มค่าสูงสุดก็จะเป็นฝ่ายชนะ และนั่นคือสิ่งที่ไม่มีผู้เล่นในการบินทราบแน่ชัดในปัจจุบัน นักวิเคราะห์สภาพภูมิอากาศคาดว่าจะต้องใช้เวลาอย่างน้อยห้าปีถึงหนึ่งทศวรรษกว่าจะหาทางออกที่เป็นไปได้มากที่สุด