С учетом того, что худшие последствия пандемического спада, как мы надеемся, преодолеваются, коммерческая авиация должна теперь перейти к решению своей самой большой проблемы: как достичь чистого нулевого уровня выбросов к 2050 году.
Правительства берут на себя обязательства по стимулированию использования экологически чистого авиационного топлива (SAF) — Европа, приняв февральскую “Тулузскую декларацию”, а в США целью администрации Байдена является иметь достаточно SAF для удовлетворения 5-10% спроса на авиатопливо к 2030 году и 100% к 2050 году, в том числе за счет налоговых льгот. Растущий список стран, отраслевых ассоциаций, авиакомпаний и производителей заявили о своих намерениях, позиционируя SAF как ключевую роль в достижении чистого нуля.
Несмотря на то, что SAF все еще находится в зачаточном состоянии для внедрения, оно вызвало ажиотаж как привлекательный “мост” к будущим технологиям, которые в конечном итоге могут включать самолеты с нулевым уровнем выбросов. В то время как SAF производит выбросы углерода, многие виды сырья считаются в значительной степени углеродно-нейтральными, поскольку они “улавливают и выделяют” уже выделившийся CO2. Топливные элементы являются особенно перспективными, учитывая их потенциал по сокращению выбросов в течение жизненного цикла на 90% по сравнению с керосином Jet A в сочетании с возобновляемыми источниками электроэнергии и CO2.
В качестве дополнительного топлива SAF в основном совместим с современными двигателями и не требует дорогостоящей замены авиапарка. И в отличие от других двигательных технологий, таких как электричество и водород, которые будут ограничены полетами на короткие и средние расстояния, учитывая ограничения по энергии и объемной плотности, SAF предлагает универсальный выбор.
Несколько маршрутов уже одобрены с коэффициентом смешения до 50%, при этом уже продемонстрирована 100% применение SAF, включая пассажирский Boeing 737 MAX авиакомпании United Airlines. Таким образом, государственные и частные заинтересованные стороны взяли на себя множество обязательств по производству и закупке SAF.
Но неудобная правда заключается в том, что небо не ограничивается SAF. Недавнее исследование Bain, посвященное будущим технологиям авиационных двигателей, глубоко изучило технические и инфраструктурные проблемы, связанные с производством альтернативных видов топлива, включая прогнозирование будущей экономики для производства SAF и жидкого водорода в больших масштабах.
Наш вывод заключается в том, что, несмотря на агрессивные предположения о технологиях и повышении эффективности в ближайшие десятилетия, стоимость производства и доступность поставок SAF не смогут удовлетворить потребности авиации, даже несмотря на государственные стимулы и мандаты, стимулирующие ранние инвестиции и внедрение.
Сегодняшнее SAF в основном состоит из гидрообработанных сложных эфиров и жирных кислот (HEFA), на долю которых приходится более 85% всех заявленных мощностей по производству SAF и возобновляемого дизельного топлива после 2025 года. На сырье для HEFA приходится более 80% затрат, и это создает уникальные проблемы с поставками. Применение использованного растительного масла и животных жиров приводит к значительному снижению эффекта масштаба, в результате чего сбор дополнительного материала становится все труднее.
И даже в зарождающемся состоянии спрос на SAF и другие виды биотоплива уже значительно повысил цены на сырье, более чем удвоив их за последние два года, что привело к порочным стимулам, привлекающим неустойчивое сырье, такое как пальмовое масло первого отжима. В конечном счете, теоретическое предложение ограничено примерно 40 метрическими тоннами, что удовлетворит менее 10% спроса на реактивные самолеты 2050 года.
Другие виды сырья, такие как биомасса, твердые бытовые отходы и «святой грааль» eFuels, потребуют капитальных затрат в триллионы долларов. По нашим оценкам, 1,3 трлн долларов на переработку и возобновляемые источники энергии обеспечат менее 25% спроса к 2050 году, и потребуется более 10 трлн долларов, чтобы теоретически достичь 100%.
Примечательно, что экономика нефтеперерабатывающих заводов в настоящее время отдает предпочтение производству дизельного топлива из возобновляемых источников, а не из SAF, поэтому выбор авиации, у которой меньше альтернатив, таких как технологии электромобилей, уже жизнеспособные в масштабе, потребует стимулов и/или принуждения.
В конечном счете, затраты на SAF, оцениваемые в 2-3 раза выше исторических цен на реактивное топливо, должны были бы снизиться. В то время как сегодняшние высокие цены на нефть могут помочь сократить этот разрыв, более высокие цены на билеты неизбежно скажутся на спросе на поездки.
Чтобы обезуглеродить коммерческую авиацию, если мы не будем готовы ограничить авиационные перевозки, отрасли в конечном итоге потребуется ускорить внедрение других технологий, и, скорее всего, потребуется больше времени, чтобы достичь этого.
Для ускорения разработки других технологий и необходимых расходов на инфраструктуру необходимы масштабные инвестиции и стимулы, значительно превышающие текущие установленные уровни. Между тем, конкурирующие технологии, вероятно, приведут к разделению ограниченных инвестиционных ресурсов и задержкам в внедрении технологий.
Учитывая, что срок службы самолетов в среднем составляет чуть более 20 лет и что технологии вряд ли будут доступны для массового внедрения вплоть до 2040-х годов, установление несбыточной цели на 2050 год может показаться неискренним.
Нужно будет сделать трудный выбор. Либо путешествия снова станут предметом роскоши, либо цели нужно будет пересмотреть, поскольку мы делаем ставку на расширение технологий, которые сегодня в основном существуют только в лаборатории. И они должны быть лучше согласованы с реалиями физики, возможными сроками развития технологии и сырьём для SAF по разумным ценам.
