Pierwsze rejsowe, komercyjne loty pasażerskie na biopaliwie miały miejsce w 2011 r., choć badania i eksploatację samolotów zasilanych paliwami alternatywnymi rozpoczęto dużo wcześniej. Od kilku lat projekty biopaliwowe prowadzi Boeing. Ostatnio w centrum zainteresowania amerykańskiego koncernu lotniczego znalazła się biomasa.

Reklama

 Demonstracyjne loty z wykorzystaniem biopaliwa prowadzone są od wielu lat, od dawna lotnictwu znane są także zalety biopaliw I generacji, m.in. dłuższa eksploatacja silników i aparatury paliwowej, obniżenie emisji gazów cieplarnianych czy wzrost mocy silników przy niewielkiej ilości zmian [1]. Obecnie prace naukowców wspierają największe firmy lotnicze pracujące w obszarze  cywilnym i wojskowym.

Jednym z najbardziej interesujących tematów są paliwa lotnicze z biomasy. Pionierskie prace w tym zakresie prowadzone były przez Johna Ruska ze Swift Enterprises, który w 2008 r. do produkcji biopaliwa wykorzystywał m.in. sorgo i odpady rolnicze. Dziś badania nad paliwem lotniczym z biomasy są elementem globalnej strategii koncernu Boeing. Wspólnie z naukowcami z Uniwersytetu Brytyjskiej Kolumbii i NORAM Engineering and Constructors, a także koncernami Air Canada, WestJet, SkyNRG i Bombardier Boeing pracuje nad opracowaniem wydajnej oraz taniej metody przetwarzania w biopaliwo odpadów pozostałych z obróbki drewna, takich jak gałęzie oraz trociny.

Bombardier

Logika ekonomii

Boeing jako największy na świecie producent samolotów pasażerskich w swojej strategii rozwoju deklaruje podjęcie wysiłków na rzecz zmniejszenia niekorzystnego wpływu lotnictwa na środowisko. Biopaliwa lotnicze i działania na rzecz ich popularyzacji wpisują się w te założenia. Dziś prawie 75 proc. badań Boeinga o charakterze komercyjnym dotyczy projektów na rzecz poprawy efektywności produktów, obsługi i urządzeń oraz zminimalizowania śladu węglowego koncernu. Zaangażowanie przedsiębiorstwa w kosztowne inicjatywy biopaliwowe ma także wymiar ekonomiczny – od  2012 r. przewoźnicy lotniczy operujący z państw UE są uczestnikami unijnego systemu handlu uprawnieniami do emisji (ETS), co oznacza, że muszą płacić za emisję CO2. Nie wszystkie linie lotnicze zostały objęte ETS, a system jest „zamrażany” w przypadku lotów międzykontynentalnych, jednak Parlament Europejski pracuje nad rezolucją w sprawie przyszłego pakietu lotniczego, które m.in. zakłada powstanie globalnego instrumentu rynkowego dotyczącego emisji CO2. Co prawda system ETS dotyczy przewoźników, nie producentów samolotów, jednak ma realny wpływ także na strategię biznesową Boeinga, mobilizując koncern do pracy nad typami samolotów, które w bardziej efektywny sposób zużywają paliwo i są po prostu mniej uciążliwe dla środowiska. A zgodnie z badaniami, takie rezultaty daje wykorzystanie biopaliwa.

Należy także pamiętać, że paliwo to około 30 proc. kosztów ponoszonych przez linie lotnicze. Wyczerpywanie się zasobów paliw kopalnych i ich rosnące ceny są kolejnym impulsem do szerszego zastosowania biopaliw z biomasy w lotnictwie.

Na tytoniu

Apel Międzynarodowego Zrzeszenia Przewoźników Powietrznych (International Air Transport Association – IATA) z 2013 r. do rządów oraz przedstawicieli sektora o wspólne działanie w sprawie poprawienia efektywności zużycia paliwa wziął do siebie m.in. Boeing. W sierpniu 2014 r. koncern ogłosił, że wspólnie z południowoafrykańskimi liniami South African Airways oraz holenderskim wytwórcą biopaliw SkyNRG chce stworzyć zupełnie nowy rodzaj paliwa dla samolotów. Biopaliwo będzie wytwarzane z pozbawionych nikotyny nasion tytoniu Solaris, którego testowe uprawy założono w RPA. Zaletą rośliny jest to, że można ją uprawiać na terenach, na których brakuje wody i których dotychczas nie można było wykorzystywać do uprawy roślin spożywczych.

Projekt ma także wesprzeć południowoafrykańską gospodarkę rolną tworząc nowe miejsca pracy, nowe technologie i bezpieczeństwo energetyczne. Jeśli testowa uprawa 50 ha wysokoenergetycznego tytoniu okaże się sukcesem, projekt zostanie rozszerzony w RPA i możliwe, że w innych krajach. Wszystko wskazuje na to, że w najbliższych latach innowacje technologiczne zwiększą produkcję biopaliwa lotniczego z liści i łodyg tytoniu.

Boeing jest liderem branży w zakresie działań na rzecz rozwoju i komercjalizacji przyjaznego środowisku biopaliwa lotniczego. Projekty biopaliwowe koncernu prowadzone są w Afryce, na Bliskim Wschodzie, w Europie, Chinach, Japonii, Azji Południowo-Wschodniej, Brazylii i Australii

Zużyty olej i trociny

Nie poprzestając na projekcie Solaris, z końcem 2014 r. Boeing zaangażował się w kolejną inicjatywę biopaliwową – tym razem w Chinach. Pokazowa placówka amerykańskiego producenta i Commercial Aircraft Corp. of China (COMAC) ma przetwarzać zużyty olej spożywczy na biopaliwo lotnicze. Opracowana technologia pozwala na produkcję 650 litrów biopaliwa dziennie, ale trwają prace nad oceną możliwości technicznych i kosztów zwiększenia jego ilości. Dla Chin mogą być to badania kluczowe, ponieważ – zgodnie z międzynarodowymi prognozami – kraj do 2033 r. będzie potrzebował ponad 6 tys. nowych samolotów, by sprostać rosnącemu popytowi na loty krajowe i międzynarodowe [2].

Na początku 2015 r. Boeing ogłosił rozpoczęcie prac nad stworzeniem alternatywnego paliwa lotniczego z odpadów drzewnych. Badania w tym kierunku prowadzone są wspólnie z naukowcami, kanadyjskim przemysłem lotniczym, a także tartakami i przedsiębiorstwami z branży drzewnej. Produkcja ma opierać się na drodze termochemicznej obróbki trocin. Naukowcy szacują, że jeśli projekt udałoby się zrealizować, nowy proces mógłby zapewnić wystarczającą ilość paliwa, by w 10 proc. (ok. 175 mln litrów)  zaspokoić potrzeby linii lotniczych Kolumbii Brytyjskiej. Badania laboratoryjne w małej skali mają odpowiedzieć na pytanie, czy jest możliwa i opłacalna produkcja takiego paliwa. Pozytywne wyniki rozpoczną fazę testów i próbne loty, które pomogą ustalić wydajność biopaliwa z trocin. Na razie Boeing nie deklaruje, od kiedy linie lotnicze będą mogły używać biopaliwa.

Od testów do lotów

W ostatnich kilku latach przy współpracy koncernów paliwowych z liniami lotniczymi sprawdzano wiele rodzajów paliw. Większość projektów jest w fazie testów i trudno dziś mówić o  wykorzystaniu biopaliw lotniczych na skalę komercyjną. Kosztowne badania laboratoryjne, certyfikacja, zakładanie upraw roślin i produkcja surowca, budowa biorafinerii i infrastruktury w portach lotniczych wymagają czasu i pieniędzy.

Choć planuje się, że w 2020 r. biopaliwa będą stanowić 15 proc. stosowanych obecnie paliw lotniczych, w Europie nadal wielu producentów paliw oraz biopaliw nie widzi potrzeby wytwarzania, a co za tym idzie inwestowania, w badania nad biopaliwami dla silników turbinowych. Inna sytuacja panuje na rynku amerykańskim, gdzie działa co najmniej kilka firm będących w posiadaniu wysokowydajnych technologii produkcji nowoczesnych biopaliw typu BtL (ang. biomass to liquids) [3].

Zdaniem amerykańskiego Departamentu Energii wykorzystane w lotnictwie zrównoważone biopaliwo pozwala zmniejszyć emisję dwutlenku węgla od 50 do 80 procent w porównaniu do paliwa uzyskiwanego z ropy naftowej.

Od 2011 r. na całym świecie odbyło się ponad 1,6 tys. lotów samolotów pasażerskich na biopaliwach.

Literatura:

[1] Zbigniew Pągowski, Badania i eksploatacja samolotów zasilanych biopaliwami,

[2] Boeing, Current Market Outlok 2015-2034,

[3] Bohdan Naumienko, Grzegorz Rarata, Aktualne potrzeby i możliwości wytwarzania paliwa typu Bio-Jet 

„Boeing na biopaliwie”, Magazyn Biomasa styczeń 2016 r.

Zdjęcia: Boeing

Newsletter

Newsletter

Bądź na bieżąco z branżą OZE