Zmiany klimatyczne zachodzące na całym świecie zmuszają wszystkie sektory do znalezienia nowych, bardziej zrównoważonych rozwiązań redukujących ślad węglowy. Branża lotnicza jest odpowiedzialna za około 2-3% globalnej emisji dwutlenku węgla (CO2). W tej sytuacji pojawiają się innowacyjne technologie i strategie, mające na celu stworzenie bardziej zrównoważonego lotnictwa bez pogorszenia bezpieczeństwa i wydajności. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.
Zielone niebo: 5 ekologicznych innowacji w lotnictwie
Zrównoważone paliwa lotnicze (SAF)
Jednym z najbardziej obiecujących rozwiązań w zakresie obniżenia śladu węglowego lotnictwa jest wprowadzenie zrównoważonych paliw lotniczych. Są to paliwa wyprodukowane z odnawialnych źródeł takich jak oleje odpadowe, odpady rolnicze, a nawet odpady komunalne. Takie rozwiązanie, w porównaniu z tradycyjnym paliwem do silników odrzutowych, pozwoliłoby ograniczyć emisję gazów cieplarnianych nawet o 80% w całym okresie eksploatacji. Oto dwa przykłady zrównoważonych paliw lotniczych:
- Paliwo wodorowe: Innowacją, która ma szansę zrewolucjonizować przemysł lotniczy, jest wodór. Samoloty napędzane wodorem nie emitują CO2, a jedynie wodę jako produkt uboczny. Pierwszy komercyjny samolot napędzany wodorem ma zostać wprowadzony na rynek już w 2035 roku przez firmę Airbus. Wodór ma dwa zastosowania: może być używany w zaadaptowanych silnikach odrzutowych lub wykorzystywany w ogniwach paliwowych do produkcji energii.
- Napęd elektryczny i hybrydowo-elektryczny: Trwają prace nad rozwojem napędów elektrycznych, które mogłyby być wykorzystywane w sektorze lotniczym. Takie rozwiązanie pozwoliłoby na znaczne zmniejszenie emisji CO2, zwłaszcza podczas lotów krótkodystansowych. Nad prototypami samolotów elektrycznych pracują między innymi NASA oraz firmy Boeing i Eviation. Samoloty elektryczne oferują atrakcyjną alternatywę dla podróży podmiejskich i regionalnych ze względu na szereg zalet, w tym mniejsze zanieczyszczenie hałasem i niższe koszty operacyjne.
Zaawansowana aerodynamika i projektowanie statków powietrznych
Zwiększając wydajność aerodynamiczną samolotów, można w dużej mierze ograniczyć emisję spalin i zużycie paliwa. W konstrukcjach współczesnych samolotów wykorzystuje się najnowocześniejsze materiały i innowacyjne kształty, aby zmniejszyć opór powietrza i zwiększyć oszczędność paliwa.
- Samolot z rozmytym kadłubem: Samoloty BWB (od ang. blended wing body) łączą kadłub i skrzydła w jedną, spójną strukturę, która redukuje opór powietrza i zwiększa współczynnik siły nośnej do współczynnika oporu. Zarówno NASA, jak i inne firmy lotnicze prowadzą badania nad modelem, który oferowałby znaczną oszczędność paliwa. Pierwszy samolot BWB ma wzbić się w przestworza w 2027 roku.
- Lekkie materiały: Nowoczesne materiały, takie jak kompozyty z włókna węglowego, znacząco zmniejszają masę samolotu, co przekłada się na oszczędność paliwa. Do najbardziej wydajnych pod względem zużycia paliwa samolotów komercyjnych należą Airbus A350 XWB i Boeing 787 Dreamliner, wykonane w znacznym stopniu z materiałów kompozytowych.
Optymalizacja operacji lotniczych
Optymalizacja operacji lotniczych, obok innowacji technologicznych, może przynosić znaczne korzyści środowiskowe. Zarówno przewoźnicy lotniczy, jak i operatorzy systemów zarządzania ruchem lotniczym coraz częściej stosują strategie mające na celu zmniejszenie zużycia paliwa i emisji spalin.
Operacje z ciągłym zniżaniem (CDO, z ang. continuous descent operations) polegają na ciągłym, a nie stopniowym zniżaniu samolotów, co minimalizuje zużycie paliwa i hałas. Zastosowanie tej metody wymaga mniejszej liczby segmentów lotu poziomego, podczas których silniki pracują z mniejszą wydajnością. Dzięki zaawansowanym systemom planowania lotów, które wykorzystują informacje pogodowe, ruch lotniczy i inne zmienne w czasie rzeczywistym, można optymalnie planować trasy. Wybierając najbardziej efektywne wzorce lotów, linie lotnicze mogą ograniczyć emisje i zużycie paliwa.
Ponadto, podczas kołowania samoloty zwykle pracują na obu silnikach, zużywając przy tym dużo paliwa. Kołowanie na jednym silniku może znacznie zmniejszyć emisję zanieczyszczeń i zużycie paliwa.
Modernizacja zarządzania ruchem lotniczym
Poprawa wydajności podróży lotniczych wymaga modernizacji technologii zarządzania ruchem lotniczym (ATM). Stosowane obecnie przestarzałe i nieefektywne systemy ATM wydłużają czas trwania lotów i zwiększają zużycie paliwa. Czy można je w jakiś sposób ulepszyć?
- Inicjatywy i programy: Celem inicjatyw takich jak SESAR w Europie i NextGen w USA jest modernizacja systemów ATM z wykorzystaniem komunikacji cyfrowej, wymiany danych w czasie rzeczywistym i nawigacji satelitarnej. Umożliwiają one tworzenie bardziej bezpośrednich tras lotów, ograniczają liczbę wstrzymywanych lotów i usprawniają zarządzanie przepływem ruchu lotniczego.
- Zdalne i cyfrowe wieże: Zdalne i cyfrowe wieże kontroli ruchu lotniczego wykorzystują zaawansowane kamery, czujniki i wyświetlacze cyfrowe do kontroli ruchu samolotów na lotniskach. W porównaniu z tradycyjnymi wieżami technologie te są bardziej elastyczne i wydajne, zwiększając ogólną wydajność ruchu lotniczego i zmniejszając opóźnienia.
Energia odnawialna w operacjach naziemnych
Lotniska i firmy z branży lotniczej dążą również do zapewnienia bardziej zrównoważonych procesów naziemnych. Obejmuje to wykorzystanie elektrycznych urządzeń obsługi naziemnej (GSE) i odnawialnych źródeł energii.
- Lotniska zasilane energią słoneczną: Wiele lotnisk inwestuje w energię słoneczną, aby zaspokoić swoje zapotrzebowanie na energię. Międzynarodowy port lotniczy Koczin w Indiach to pierwsze na świecie lotnisko w pełni zasilane energią słoneczną. Rozwiązanie to pozwoliło drastycznie zmniejszyć ślad węglowy obiektu. Istnieją podobne plany przekształcenia międzynarodowego portu lotniczego Gautam w Nepalu w lotnisko całkowicie zasilane energią słoneczną.
- Elektryczny sprzęt obsługi naziemnej (GSE): Zastępując tradycyjny sprzęt naziemny elektrycznymi jednostkami napędowymi i holownikami bagażowymi, można poprawić jakość powietrza wokół lotnisk i zmniejszyć emisję zanieczyszczeń. Ich eksploatacja jest bardziej ekonomiczna i cichsza, co jest korzystne dla środowiska i gospodarki.
Rola przepisów i współpracy
Osiągnięcie bardziej ekologicznych przestworzy wymaga nie tylko postępu technologicznego, ale także współpracy branżowej i wprowadzenia odpowiednich przepisów. Wyznaczanie ambitnych celów i zapewnianie zachęt do zrównoważonych praktyk wymaga współpracy między rządami, agencjami regulacyjnymi i przedstawicielami branży.
Umowy międzynarodowe: Mechanizm kompensacji i redukcji emisji dwutlenku węgla dla lotnictwa międzynarodowego (CORSIA) ma na celu ograniczenie emisji CO2 z lotów międzynarodowych do poziomu z 2020 roku. Uczestniczące w programie kraje i linie lotnicze zobowiązują się do wykorzystywania kredytów węglowych i innych narzędzi w celu zrównoważenia emisji przekraczających wyznaczone limity. Kredyty węglowe to dokumenty potwierdzające zredukowanie emisji jednej tony CO2e.
Partnerstwa sektora publicznego i prywatnego: Współpraca sektorów publicznego i prywatnego może przyspieszyć tworzenie i wdrażanie zrównoważonych technologii. W ramach inicjatyw takich jak unijny projekt Czyste niebo, rządy, instytucje akademickie i liderzy biznesu współpracują na rzecz finansowania i rozwoju przyjaznych dla środowiska technologii lotniczych.
Podsumowanie
Proces tworzenia bardziej ekologicznych rozwiązań jest wieloaspektowym wyzwaniem, które wymaga innowacji, inwestycji i współpracy. Sektor lotniczy opracowuje szeroką gamę innowacyjnych sposobów zmniejszania negatywnego wpływu na środowisko – od zrównoważonych paliw lotniczych i napędów elektrycznych po zaawansowaną aerodynamikę i zoptymalizowane operacje lotnicze. Chociaż w tym obszarze poczyniono już znaczne postępy, wciąż pozostaje wiele do zrobienia, a by zapewnić lotnictwu bardziej zrównoważoną przyszłość, konieczne jest wprowadzenie odpowiednich przepisów.
Marzenia o podróżach lotniczych przyjaznych dla środowiska stają się coraz bardziej realne wraz z postępem i upowszechnianiem się tych innowacji. Przyszłość podróży lotniczych zależy od przełomowych osiągnięć, obiecujących świat, w którym lotnictwo i zrównoważony rozwój środowiska idą w parze.
