דלק ביולוגי או שמן? איך מטוסים יעופו לעתיד

תוכן עניינים:

דלק ביולוגי או שמן? איך מטוסים יעופו לעתיד
דלק ביולוגי או שמן? איך מטוסים יעופו לעתיד

וִידֵאוֹ: דלק ביולוגי או שמן? איך מטוסים יעופו לעתיד

וִידֵאוֹ: דלק ביולוגי או שמן? איך מטוסים יעופו לעתיד
וִידֵאוֹ: The Most Massive Naval Weapon of World War II 2024, מרץ
Anonim
תמונה
תמונה

מומחים היום ממשיכים להתווכח על הסיכויים לדלקים ביולוגיים בתעשיית התעופה. הדעות בעניין זה שונות, בעוד שברור שעד כה יש יותר פוליטיקה מאשר כלכלה בנושא הדלקים הביולוגיים. דלקים ביולוגיים חשובים בעיקר לאיכות הסביבה ולתוכניות שמטרתן להפחית את כמות פליטת CO2 מזיקה לאטמוספירה. יתר על כן, לדלק כזה יכול להיות יותר נזק מתועלת.

מה אנחנו יודעים על דלקים ביולוגיים?

כיום נראה כי דלקים ביולוגיים הם משהו חדש ומיוחד, אך למעשה הם תמיד הקיפו אותנו. הדוגמה הפשוטה ביותר שבה כנראה נתקל כל רוסי היא עצי הסקה - אחד מהסוגים הוותיקים ביותר של דלק ביולוגי מוצק. אם אנו נותנים מאפיין כללי של דלק ביולוגי, ניתן לציין כי מדובר בדלק המופק מחומרי גלם ממוצא צמחי או מן החי, מתוצרי פעילות חיונית של אורגניזמים או פסולת תעשייתית אורגנית.

ההיסטוריה האמיתית של דלקים ביולוגיים פותחה באופן פעיל בשנות השבעים, כאשר ארצות הברית העבירה חוק פדרלי השולט בזיהום אוויר ברמה הלאומית, היא נקראה חוק אוויר נקי. החוק אומץ למטרות מובנות למדי על מנת להפחית באופן מקסימלי פליטות מזיקות לאטמוספירה של כלי רכב שונים: ממכוניות ורכבות ועד מטוסים. כיום ישנן כמה עשרות חברות בשוק העוסקות בפיתוח וייצור דלקים ביולוגיים, ורובן ממוקמות עדיין בארצות הברית.

כיום ישנם שני סוגים עיקריים של דלק ביולוגי. הדלק הביולוגי מהדור הראשון כולל דלקים צמחיים, המופקים מגידולים חקלאיים נפוצים העשירים בשומנים, סוכרים ועמילן. העמילן והסוכר מהגידולים הופכים לאתנול ושומנים לביודיזל. הגידולים הנפוצים ביותר לדלקים ביולוגיים הם חיטה, פתית ותירס.

תמונה
תמונה

דלק ביולוגי מהדור השני הם דלקים ביולוגיים תעשייתיים, המתקבלים מפסולת עץ או צמחים, פסולת בתעשיית המזון, פסולת גז תעשייתית וכו '. ייצור דלק ביולוגי כזה הוא פחות יקר מזה של גידולים מהדור הראשון.

אצות יכולות להפוך לסוג אחר של חומר גלם לדלקים ביולוגיים מהדור השלישי. זהו כיוון מבטיח להתפתחות התעשייה הזו. ייצורם אינו דורש משאבי אדמה נדירים, בעוד לאצות יש קצב רבייה גבוה וריכוז ביומסה. כמו כן, חשוב לגדל אותם במים מזוהמים ומלוחים.

עד כה, רוב דלק הביולוגי לתחבורה בעולם הם דלקים מהדור הראשון, המופקים מחומרי גלם צמחיים. אבל בשנים האחרונות ההשקעות בענף הזה יורדות. לדלק זה וייצורו יש חסרונות רבים. אחד מהם פוגע באבטחת המזון. בעולם שבו בעיית הרעב לא נפתרה, פוליטיקאים ופעילים רבים רואים שזה לא מתאים להפוך מוצרים חקלאיים לדלק.

מומחים סבורים כי השימוש בדלקים ביולוגיים כאלה מזיק יותר לאקלים מאשר לתועלת. על ידי הפחתת פליטות שריפת דלקים מאובנים, אנו מבצעים בו זמנית שינויים גדולים בשימוש בקרקע.הביקוש הגובר לדלקים ביולוגיים מאלץ את היצרנים החקלאיים לצמצם את שטחם לגידולי מזון. זה מנוגד לתוכניות אבטחת מזון במדינות רבות.

לייצור דלקים ביולוגיים מחומרי גלם חקלאיים יש השפעה עקיפה על ייצור המזון, על מגוון הגידולים הגדלים, על מחירי המזון ועל שטח השטח החקלאי המשמש. בעולם שבו, על פי התחזיות, עשויים להיות 1.2 מיליארד רעבים עד שנת 2025, להוציא 2.8 טון חיטה לייצור 952 ליטר אתנול או 5 טון תירס לייצור 2000 ליטר אתנול לא נראה הכי רציונאלי החלטה אתית.

תמונה
תמונה

הדור הביולוגי של הדור השני נראה מבטיח יותר, שאינו פוגע בסביבה, אינו מונע מאנושיות מזון ומסייע לפתור את בעיית הפסולת. מומחים סבורים כי לדלק ביולוגי כזה, העשוי מגז תעשייתי ופסולת עץ, יש סיכויים גדולים, כולל ברוסיה. בארצנו, רק הפסולת של תעשיית היער נאמדת בכ -35 מיליון קוב בשנה, ומבחינת היקפי הכריתה אנחנו במקום השני לארצות הברית.

פרספקטיבה של דלק ביולוגי לתעופה

ניתן לזהות את תעופה ואת כל תחום התחבורה האווירית כמניעי צמיחה אפשריים לדלקים ביולוגיים. תעופה מהווה כעשרה אחוזים מכלל הדלק הנצרך על פני כדור הארץ, וזה די הרבה. עם זאת, הסיכויים לדלקים ביולוגיים בתעופה אינם כה ברורים. לדלקים ביולוגיים, כתחליף לשמן שממנו מפיקים נפט תעופתי, יש יתרונות וחסרונות.

עם זאת, חשוב לזכור כי לדלקים ביולוגיים יש לובי מרשים בתעופה. קודם כל, ברמת הארגונים, הכוללים את איגוד התחבורה האווירית הבינלאומית ואת ארגון התעופה האזרחית הבינלאומית (ICAO). ארגונים אלה עושים לובי של הדלק הביולוגי עצמו והתקנים לשימוש בו בנסיעות אוויריות.

יתר על כן, חברות התעופה עצמן רואות גם יתרונות מסוימים בשימוש בדלקים ביולוגיים. ראשית, הם מקיימים יחסים טובים עם ICAO וארגוני חברה אזרחית. שנית, הם הופכים את התחבורה לירוקה יותר. נושא האקולוגיה כרגע מאוד פופולרי, אפשר לומר, "HYIP", והוא פלטפורמת יחסי ציבור טובה מאוד לחברות תעופה. שלישית, לדלקים ביולוגיים יש יתרונות כלכליים בהפחתת הסיכונים לתנודתיות במחירי הדלק.

יחד עם זאת, הכלכלה בנושא הדלקים הביולוגיים משחקת יתרון וגם מינוס. ראשית, קחו בחשבון את החיובי שחברות התעופה אוהבות. שוק הדלק הביולוגי כיום הוא ללא מרשם, דלק כזה מייצר עלות יציבה ומובנת. בתורו, הדלק הקלאסי המתקבל בתהליך זיקוק הנפט הוא מצרך חילופי, שעלותו תלויה ישירות במחירי הבורסה. התנודות במחירי הדלק נמשכות ללא הרף, וזה נצפה על ידי כולם, אפילו אנשים רחוקים מהאזור הזה.

עכשיו בואו נדבר על החסרונות הכלכליים. ייצור דלק ביולוגי אינו זול. ג'יי ד 'קיסלינג, פרופסור להנדסה כימית והנדסה ביולוגית באוניברסיטת קליפורניה, ברקלי, שהוא גם מנכ"ל המכון המשותף לביו-אנרגיה, אמר ל"גלובל אנרג'י כי ייצור המוני של דלקים ביוטי לתעופה כרגע פחות חסכוני מאשר הפקת דלק תעופה. נפט מנפט.

תמונה
תמונה

הוא ציין:

"הדלק למנועי סילון מודרניים, שעשוי משמן, זול מאוד. אם מדינות ברחבי העולם יקבעו כללים המחייבים שימוש בדלקים ניטרליים פחמניים או יכניסו מיסי פחמן על נפט תעופתי, הדבר עלול להניע יצרנים של דלקים ביו -אקטיביים. אנחנו יודעים שאפשר לייצר דלק כזה, אבל הבעיה העיקרית כיום היא הכלכלה ".

דמיטרי לוס, מנהל מכון טימיריאזב לפיזיולוגיה של הצמחים (IPR RAS), מסכים עם עמיתו בחו ל. עלות הדלק הביולוגי לתעופה עדיין גבוהה מאוד. ייצור דלק ביולוגי בימינו הוא רצון פוליטי יותר מאשר תופעה כלכלית. לדברי המומחה, נפט תעופתי כבר מטוהר היטב ופולט מעט לאטמוספירה של כדור הארץ, בניגוד לתחנות כוח פחמיות, שעדיין מספיקות ברחבי העולם.

הן דמיטרי לוס והן ג'יי ד 'קיסלינג סבורים כי הדבר המבטיח ביותר יהיה השימוש בדלקים ביולוגיים מהדור השני והשלישי. ייצור דלק ביולוגי מאצות (מיקרואורגניזמים טבעיים) ובעתיד מיקרואורגניזמים מהונדסים גנטית נראה יעיל יותר. לגישה זו יש בסיס משאבים גדול ופותר את הבעיה של מחסור בקרקע חקלאית ומשאבי השקיה.

בנוסף, ייצור כזה יהיה טכנולוגיית לולאה סגורה שיכולה לשחזר את עצמה ללא הגבלת זמן. לפחות כל עוד השמש זורחת מעל כוכב הלכת שלנו ומתרחש תהליך הפוטוסינתזה. קיסלינג, בתורו, הוסיף כי בסופו של דבר ניתן לפתור את בעיית המחסור במשאבים באמצעות שימוש נרחב בפסולת אורגנית בייצור דלקים ביולוגיים.

השימוש בדלקים ביולוגיים בתעופה

כיום, השימוש בדלקים ביולוגיים בתעופה נדחק ברמה הפוליטית. לדוגמה, באיחוד האירופי, התעופה מהווה 3 % מפליטת גזי החממה. באמצעות שימוש בדלקים ביולוגיים, האיגוד הבינלאומי לתחבורה אווירית מצפה להפחית את היקף הפליטות המזיקות לאטמוספירה עד 2050 (לעומת 2005).

הבעיה היא שכל הפליטות הללו מתרחשות בשכבות הרגישות ביותר של הטרופוספירה של כדור הארץ. צמיחה של טיסה של חמישה אחוזים בשנה יכולה לאורך זמן להוביל לחלק בלתי משתנה של פליטת CO2 העולמית מתעופה ל -3 אחוזים עד שנת 2050 (כיום הם מהווים 2 אחוזים מהפליטות בעולם) …

עבור האטמוספירה של כוכב הלכת שלנו, אפילו עלייה כזו היא כבר הרבה. בהתחשב בבעיית שינויי האקלים העולמיים בכדור הארץ, האנושות צריכה להפחית את היקף הפליטות המזיקות ולפעול לשיפור הידידות הסביבתית של מנועי המטוסים. זה חשוב אם נרצה להגביל את ההשפעה שלנו על ההתחממות הגלובלית ב -1.5 מעלות צלזיוס בהשוואה לרמת הפיתוח הטרום-תעשייתית.

תמונה
תמונה

עד כה, החלפת נפט תעופתי לדלק ביולוגי מתבצעת בהדרגה על ידי ערבוב של שני סוגי הדלק בפרופורציות של 10-20 אחוזים של דלק ביולוגי לנפט. אפילו עם כמויות כאלה, הדבר נותן הפחתה מוחשית בפליטות מזיקות לאטמוספירה.

הניסיון הראשון של שימוש בדלקים ביולוגיים החל משנת 2008. לאחר מכן ביצעה חברת התעופה וירג'ין אטלנטיק את הטיסה, וערבבה 20 אחוזים מדלק הביולוגי עם נפט תעופתי רגיל. מאז, טכנולוגיה זו נבדקה על ידי חברות תעופה שונות, כולל חברות גדולות כמו KLM. ההישג הבולט ביותר שייך להיינאן איירליינס, שטסה מסין לארצות הברית בשנת 2017, תוך שימוש בתערובת בתוספת שמן צמחי משומש כדלק.

חיל האוויר מתעניין גם בטכנולוגיה. לדוגמה, בהודו, מטוסי תובלה צבאיים 32 קיבלו הסמכה להטסת דלק ביולוגי. המנועים של מטוס זה פועלים בדרך כלל על תערובת, 10 % מתוכם הם רכיבים ביולוגיים. עד שנת 2024, חיל האוויר ההודי מצפה להפחית את השימוש בנפט תעופה קונבנציונאלי בכ -4 מיליארד דולר, ולעשות מעבר די רחב לדלקים ביולוגיים.

עד שנת 2030, תאגיד התעופה והחלל בואינג מתכנן לייצר מטוסים שיוכלו לבצע טיסות סדירות על 100% דלק ביולוגי. לפחות, תוכניות כאלה באמת מושמעות על ידי יצרנית המטוסים כיום.יחד עם זאת, דלקים ביולוגיים רחוקים מהדרך היחידה להפחית פליטות מזיקות לאטמוספירה.

כיוון מבטיח עשוי להיות יצירת מטוסים עם מנועים היברידיים או חשמליים לגמרי. זוהי הזדמנות אמיתית להפוך את התעופה לא רק לחסכנת בפחמן, אלא גם ידידותית לסביבה. נותר רק לחכות להופעת סוללות אחסון עוצמתיות, המחומצנות על ידי חמצן אטמוספרי.

מוּמלָץ: