Сегодня авиация вносит ощутимый вклад в глобальное потепление, отвечая примерно за 2,5 % всех выбросов углекислого газа. При этом прогнозы неумолимы: к 2040 году спрос на авиаперевозки удвоится. В отличие от автомобильного транспорта, где активно внедряются электрокары, для самолётов пока не существует простого пути к декарбонизации. Именно поэтому особую ценность приобретает SAF — топливо из возобновляемых источников или отходов, которое можно использовать без переделки двигателей.
Пока доля SAF на рынке авиационного топлива остаётся ничтожно малой — менее 1 %. Главные препятствия — высокая себестоимость и ограниченный объём производства. Однако новое исследование, проведённое специалистами Университета Цинхуа совместно с Гарвардско‑китайским проектом в области энергетики, экономики и окружающей среды, открывает перспективы для создания экономичного и низкоэмиссионного авиатоплива из бытовых отходов.
Результаты работы показали: топливо, полученное из мусора, способно сократить выбросы парниковых газов на 80–90 % в течение всего жизненного цикла по сравнению с традиционным авиационным топливом из ископаемого сырья.
Цзинжань Чжан, первый автор исследования и научный сотрудник Гарвардско‑китайского проекта, подчёркивает: в авиации пока нет универсального решения для достижения углеродной нейтральности. По его мнению, превращение бытового мусора в авиационное топливо может стать ключевым шагом к экологизации отрасли.
Как это работает
Твёрдые бытовые отходы — это смесь органики, пластика, бумаги и металлов, которые обычно отправляются на свалки или сжигаются. Но с помощью технологий газификации и синтеза Фишера — Тропша их можно преобразовать в реактивное топливо. Такой подход даёт двойной эффект: снижает выбросы парниковых газов и уменьшает нагрузку на полигоны твёрдых отходов.
Исследователи установили, что промышленные системы переработки способны превращать до 33 % содержащегося в мусоре углерода в жидкое топливо. Эффективность процесса можно повысить за счёт улавливания углекислого газа или добавления «зелёного» водорода на этапе производства.
Помимо экологического эффекта, технология помогает городам решать проблему растущих объёмов отходов и двигаться к модели безотходного производства. Как отмечает Чжан, использование низкоуглеродного реактивного топлива в существующих двигателях позволит незамедлительно начать сокращение выбросов.
Масштаб возможностей
Глобальный потенциал этой технологии впечатляет. Из мировых объёмов твёрдых бытовых отходов можно производить около 50 миллионов тонн (62 миллиарда литров) авиационного топлива ежегодно. Это эквивалентно примерно 16 % текущих выбросов парниковых газов в авиационном секторе.
При использовании «зелёного» водорода объёмы производства могут вырасти до 80 миллионов тонн. Такой показатель позволит удовлетворить 28 % мирового спроса на авиационное топливо и сократить выбросы CO₂ на 270 миллионов тонн в год.
Для сравнения: европейские требования к экологически чистому автомобильному топливу предусматривают достижение 2 % доли к 2025 году и 70 % к 2 Newton 2050 году. В США планируется к середине века производить 35 миллиардов галлонов экологичного автомобильного топлива ежегодно.
Майкл Б. МакЭлрой, ведущий автор исследования и руководитель Гарвардско‑китайского проекта, называет представленную разработку планом по переработке городских отходов в экологичное авиационное топливо. По его словам, реализация этой идеи принесёт как экологические, так и экономические выгоды.
Однако для масштабного внедрения технологии потребуется консолидация усилий. Правительства, производители топлива, авиакомпании и авиастроители должны объединить ресурсы, чтобы нарастить объёмы производства, снизить затраты и ускорить переход авиации к нулевым выбросам.