Eksperti šodien turpina debates par biodegvielas iespējām aviācijas nozarē. Viedokļi šajā jautājumā ir atšķirīgi, lai gan ir acīmredzams, ka līdz šim biodegvielas jautājumā ir vairāk politikas nekā ekonomikas. Biodegviela galvenokārt ir svarīga videi un programmām, kuru mērķis ir samazināt kaitīgo CO2 emisiju daudzumu atmosfērā. Turklāt šādai degvielai var būt vairāk ļauna nekā laba.
Ko mēs zinām par biodegvielu?
Mūsdienās šķiet, ka biodegviela ir kaut kas jauns un īpašs, taču patiesībā tās vienmēr ir mūs ieskauj. Vienkāršākais piemērs, ar kuru, iespējams, ir saskāries katrs krievs, ir malka - viens no vecākajiem cietās biodegvielas veidiem. Ja mēs sniedzam vispārīgu biodegvielas raksturojumu, tad var atzīmēt, ka šī ir degviela, kas tiek ražota no augu vai dzīvnieku izcelsmes izejvielām, no organismu dzīvībai svarīgas darbības produktiem vai organiskiem rūpniecības atkritumiem.
Patiesā biodegvielas vēsture tika aktīvi attīstīta pagājušā gadsimta septiņdesmitajos gados, kad ASV pieņēma federālu likumu, kas valsts līmenī kontrolē gaisa piesārņojumu, to sauca par Tīra gaisa likumu. Likums tika pieņemts diezgan saprotamiem mērķiem, lai maksimāli samazinātu kaitīgo izmešu daudzumu dažādu transportlīdzekļu atmosfērā: no automašīnām un vilcieniem līdz lidmašīnām. Pašlaik tirgū ir vairāki desmiti uzņēmumu, kas nodarbojas ar biodegvielas izstrādi un ražošanu, un lielākā daļa no tiem joprojām atrodas ASV.
Mūsdienās ir divi galvenie biodegvielas veidi. Pirmās paaudzes biodegviela ietver augu degvielu, ko iegūst no parastajām lauksaimniecības kultūrām, kurās ir daudz tauku, cukura un cietes. Ciete un cukurs no kultūrām tiek pārvērsti etanolā, bet tauki - biodīzeļdegvielā. Visizplatītākās biodegvielas kultūras ir kvieši, rapši un kukurūza.
Otrās paaudzes biodegviela ir rūpnieciskā biodegviela, ko iegūst no koksnes vai augu atkritumiem, pārtikas rūpniecības atkritumiem, rūpnieciskiem gāzes atkritumiem utt. Šādas biodegvielas ražošana ir lētāka nekā pirmās paaudzes kultūraugu ražošana.
Aļģes var kļūt par cita veida izejvielām trešās paaudzes biodegvielai. Tas ir daudzsološs virziens šīs nozares attīstībai. To ražošanai nav nepieciešami ierobežoti zemes resursi, savukārt aļģēm ir augsts vairošanās ātrums un biomasas koncentrācija. Ir arī svarīgi, lai tos varētu audzēt piesārņotā un sāļā ūdenī.
Līdz šim lielākā daļa pasaules transporta biodegvielas ir pirmās paaudzes degviela, kas tiek ražota no augu izejvielām. Bet pēdējos gados investīcijas šajā nozarē samazinās. Šai degvielai un tās ražošanai ir daudz trūkumu. Viens no tiem ir pārtikas nodrošinājuma mazināšana. Pasaulē, kurā bada problēma nav atrisināta, daudzi politiķi un aktīvisti uzskata par nepiemērotu lauksaimniecības produktu pārvēršanu degvielā.
Eksperti uzskata, ka šādas biodegvielas izmantošana ir vairāk kaitīga klimatam nekā laba. Samazinot emisijas no fosilā kurināmā sadedzināšanas, mēs vienlaikus veicam lielas izmaiņas zemes izmantošanā. Pieaugošais pieprasījums pēc biodegvielas liek lauksaimniecības ražotājiem samazināt savu platību pārtikas kultūrām. Tas ir pretrunā ar pārtikas nodrošinājuma programmām daudzās valstīs.
Biodegvielas ražošana no lauksaimniecības izejvielām netieši ietekmē pārtikas ražošanu, audzēto kultūru daudzveidību, pārtikas cenas un izmantotās lauksaimniecības zemes platību. Pasaulē, kur saskaņā ar prognozēm līdz 2025. gadam varētu būt 1,2 miljardi izsalkušu cilvēku, 2,8 tonnas kviešu iztērējot 952 litru etanola ražošanai vai 5 tonnas kukurūzas 2000 litru etanola ražošanai, tas nešķiet pats racionālākais un ētisks lēmums.
Daudzsološāk izskatās otrās paaudzes biodegviela, kas nekaitē videi, neatņem cilvēcei pārtiku un palīdz atrisināt atkritumu problēmu. Eksperti uzskata, ka šādai biodegvielai, kas izgatavota no rūpnieciskās gāzes un koksnes atkritumiem, ir lielas izredzes, tostarp Krievijā. Mūsu valstī tikai meža nozares atkritumi tiek lēsti 35 miljonu kubikmetru gadā, un mežizstrādes apjomu ziņā mēs esam tikai ASV.
Aviācijas biodegvielas perspektīva
Aviāciju un visu gaisa transporta nozari var identificēt kā iespējamos biodegvielas izaugsmes veicinātājus. Aviācija veido aptuveni 10 procentus no visas uz planētas patērētās degvielas, kas ir diezgan daudz. Tomēr biodegvielas izredzes aviācijā nav tik skaidras. Biodegvielai, kas aizstāj eļļu, no kuras ražo aviācijas petroleju, ir savi plusi un mīnusi.
Tomēr ir svarīgi atcerēties, ka biodegvielai aviācijā ir iespaidīgs lobijs. Pirmkārt, organizāciju līmenī, kas ietver Starptautisko gaisa transporta asociāciju un Starptautisko civilās aviācijas organizāciju (ICAO). Šīs organizācijas lobē pašu biodegvielu un tās izmantošanas standartus gaisa satiksmē.
Turklāt pašas aviokompānijas saskata arī dažas priekšrocības biodegvielas izmantošanā. Pirmkārt, viņi uztur labas attiecības ar ICAO un pilsoniskās sabiedrības organizācijām. Otrkārt, tie padara transportu zaļāku. Ekoloģijas tēma šobrīd ir ļoti populāra, varētu teikt, "HYIP", un tā ir ļoti laba sabiedrisko attiecību platforma aviosabiedrībām. Treškārt, biodegvielai ir ekonomisks ieguvums, samazinot degvielas cenu nepastāvības risku.
Tajā pašā laikā ekonomikai biodegvielas jautājumā ir gan plus, gan mīnuss. Pirmkārt, apsveriet pozitīvo, ko aviosabiedrības mīl. Biodegvielas tirgus mūsdienās ir ārpusbiržas, šāda degviela rada stabilas un saprotamas izmaksas. Savukārt klasiskā degviela, kas iegūta naftas pārstrādes procesā, ir maiņas prece, kuras izmaksas tieši atkarīgas no cenām biržā. Degvielas cenu svārstības turpinās nepārtraukti, un to novēro visi, pat cilvēki, kas atrodas tālu no šīs teritorijas.
Tagad parunāsim par ekonomiskajiem trūkumiem. Biodegvielas ražošana nav lēta. Jay D. Keesling, Kalifornijas Universitātes, Bērklijas ķīmijas inženierzinātņu un bioinženierijas profesors, kurš ir arī Apvienotā bioenerģijas institūta izpilddirektors, sacīja Global Energy, ka biodegvielas masveida ražošana aviācijai pašlaik ir mazāk rentabla nekā petrolejas ražošana no naftas.
Viņš atzīmēja:
“Degviela mūsdienu reaktīvajiem dzinējiem, kas izgatavota no eļļas, ir ļoti lēta. Ja pasaules valstis pieņems noteikumus, kas paredz izmantot oglekļa neitrālu degvielu vai ievieš oglekļa nodokļus aviācijas petrolejai, tas varētu motivēt bioreaktīvās degvielas ražotājus. Mēs zinām, ka ir iespējams ražot šādu degvielu, taču galvenā problēma šodien ir ekonomika."
Dmitrijs Los, kurš ir Timirjazeva augu fizioloģijas institūta (IPR RAS) direktors, piekrīt savam aizjūras kolēģim. Aviācijas biodegvielas izmaksas joprojām ir ļoti augstas. Mūsdienās biodegvielas ražošana ir vairāk politiska griba nekā ekonomiska parādība. Pēc eksperta domām, aviācijas petroleja jau ir labi attīrīta un maz izplūst Zemes atmosfērā, atšķirībā no spēkstacijām, kas darbojas ar akmeņoglēm, kuras joprojām ir pietiekamas visā pasaulē.
Gan Dmitrijs Los, gan Džejs D. Kislings uzskata, ka visdaudzsološākā būs otrās un trešās paaudzes biodegvielas izmantošana. Biodegvielas ražošana no aļģēm (dabīgiem mikroorganismiem) un nākotnē ar ģenētiski modificētiem mikroorganismiem šķiet efektīvāka. Šai pieejai ir liela resursu bāze, un tā atrisina lauksaimniecības zemes un apūdeņošanas resursu trūkuma problēmu.
Turklāt šāda ražošana būs slēgta cikla tehnoloģija, kas var sevi reproducēt uz nenoteiktu laiku. Vismaz tik ilgi, kamēr virs mūsu planētas spīd saule un notiek fotosintēzes process. Kislings savukārt piebilda, ka resursu trūkuma problēmu galu galā varētu atrisināt, plaši izmantojot organiskos atkritumus biodegvielas ražošanā.
Biodegvielas izmantošana aviācijā
Mūsdienās biodegvielas izmantošana aviācijā tiek virzīta politiskā līmenī. Piemēram, ES aviācija rada 3 procentus siltumnīcefekta gāzu emisiju. Izmantojot biodegvielu, Starptautiskā gaisa transporta asociācija paredz līdz 2050. gadam uz pusi samazināt atmosfērā esošo kaitīgo izmešu daudzumu (salīdzinājumā ar 2005. gadu).
Problēma ir tā, ka visas šīs emisijas rodas visjutīgākajos Zemes troposfēras slāņos. Gaisa satiksmes pieaugums par pieciem procentiem gadā laika gaitā laika gaitā var izraisīt nemainīgu aviācijas globālo CO2 emisiju daļu līdz 3 procentiem līdz 2050. gadam (pašlaik tie veido 2 procentus no emisijām visā pasaulē) …
Mūsu planētas atmosfērai pat šāds pieaugums jau ir daudz. Ņemot vērā globālo klimata pārmaiņu problēmu uz planētas, cilvēcei ir jāsamazina kaitīgo izmešu apjoms un jāstrādā, lai uzlabotu gaisa kuģu dzinēju videi draudzīgumu. Tas ir svarīgi, ja mēs vēlamies ierobežot savu ietekmi uz globālo sasilšanu 1,5 grādos pēc Celsija, salīdzinot ar pirmsindustriālo attīstības līmeni.
Līdz šim aviācijas petrolejas aizstāšana ar biodegvielu tiek veikta pakāpeniski, sajaucot abu veidu degvielu proporcijās no 10 līdz 20 procentiem biodegvielas līdz petrolejai. Pat ar šādiem apjomiem tas jūtami samazina kaitīgo izmešu daudzumu atmosfērā.
Pirmā pieredze biodegvielas izmantošanā aviācijā ir 2008. gadā. Tad aviokompānija Virgin Atlantic veica lidojumu, sajaucot 20 procentus biodegvielas ar parasto aviācijas petroleju. Kopš tā laika šo tehnoloģiju ir pārbaudījušas dažādas aviokompānijas, tostarp tādas lielas kā KLM. Ievērojamākais sasniegums pieder Hainan Airlines, kas 2017. gadā lidoja no Ķīnas uz Amerikas Savienotajām Valstīm, kā degvielu izmantojot maisījumu, pievienojot izlietoto augu eļļu.
Gaisa spēkus interesē arī tehnoloģijas. Piemēram, Indijā militārā transporta lidmašīnas An-32 ir saņēmušas sertifikātu biodegvielas lidošanai. Šīs lidmašīnas dzinēji parasti darbojas ar maisījumu, no kuriem 10 procenti ir biokomponenti. Līdz 2024. gadam Indijas gaisa spēki sagaida, ka par 4 miljardiem ASV dolāru samazinās tradicionālās aviācijas petrolejas izmantošanu, tādējādi veicot diezgan plašu pāreju uz biodegvielu.
Līdz 2030. gadam kosmiskās aviācijas korporācija Boeing plāno ražot lidmašīnas, kas varēs veikt regulārus lidojumus ar 100% biodegvielu. Vismaz šādus plānus šodien patiešām pauž lidmašīnu ražotājs. Tajā pašā laikā biodegviela nebūt nav vienīgais veids, kā samazināt kaitīgās emisijas atmosfērā.
Daudzsološs virziens var būt lidmašīnu izveide ar hibrīdiem vai pilnībā elektriskiem dzinējiem. Šī ir reāla iespēja padarīt aviāciju ne tikai oglekļa neitrālu, bet arī pilnīgi videi draudzīgu. Atliek gaidīt jaudīgu akumulatoru parādīšanos, ko oksidē atmosfēras skābeklis.
