W lotnictwie od lat wraca to samo marzenie: znaleźć takie paliwo, które nie wywróci całej branży do góry nogami, a jednocześnie pozwoli ograniczyć emisje bez czekania na rewolucję w konstrukcji samolotów. Wiele dzieje się w tych kwestiach, ale koszty, skala, dostępność surowca i bezlitosna ekonomia przemysłu, który spala gigantyczne ilości paliwa każdego dnia, robią swoje. Właśnie dlatego nowy ruch wykonany w USA zwraca ogromną uwagę, bo nie chodzi o widowiskowy prototyp silnika ani o futurystyczny samolot, ale o katalizator i próbę uproszczenia jednego z najdroższych etapów całej układanki.
Amerykanie spróbują opanować etanol dwoma katalizatorami
Gevo pozyskało od Oak Ridge National Laboratory dwie opatentowane technologie katalityczne, które mają pomóc w przekształcaniu etanolu w półprodukty potrzebne do wytwarzania zrównoważonego paliwa lotniczego, czyli SAF. Cały projekt dostał wsparcie w ramach trzyletniego porozumienia badawczo-rozwojowego, a jego celem nie jest jeszcze pełna komercjalizacja, ale przejście z etapu laboratoryjnego do pilotażu, przygotowanie przemysłowo istotnych form katalizatora i sprawdzenie ich działania w większym reaktorze. Ten ruch stanowi próbę dojścia od obecnego poziomu TRL 3 do końcowych etapów TRL 5, czyli wciąż obejmuje etap przed prawdziwą demonstracją przemysłową.
Czytaj też: 700 barów, zero emisji i obietnica tańszych lotów. Samolot przyszłości przestaje być marzeniem
Od razu trzeba wyjaśnić jedno – sama obietnica jednoetapowej produkcji paliwa lotniczego jest odległa. W tym przypadku jednoetapowy jest tylko fragment procesu, bo konwersja etanolu do olefin. Dopiero później wchodzą kolejne operacje, takie jak separacja, oligomeryzacja i uwodornienie, które prowadzą do ciekłych węglowodorów nadających się do wykorzystania w paliwie lotniczym. Innymi słowy, to nie jest sytuacja, w której ktoś wlewa etanol do instalacji, a z drugiej strony od razu wypływa gotowe ekologiczne paliwo lotnicze. To bardziej próba skrócenia i uproszczenia środkowej części procesu, która dziś mocno waży na kosztach całego łańcucha.
Dlaczego etanol jest tu tak ważny?
Cały pomysł nie bierze się znikąd. ORNL zwraca uwagę, że świat ma już rozbudowaną infrastrukturę wokół etanolu paliwowego, sięgającą około 109,8 mld litrów rocznie. Zapewnia to przewagę, której nie mają bardziej egzotyczne ścieżki produkcji, bo surowiec, logistyka i doświadczenie przemysłowe już istnieją. Innymi słowy, zamiast budować cały łańcuch od zera (jak np. w przypadku wodoru), wykorzystanie etanolu oznacza bazowanie na czymś, co jest w pełni funkcjonalne.
Czytaj też: Są tak głośne, że ogłuszają. Naukowcy odkryli tajemnicę wyjątkowych samolotów
Diabeł tkwi jednak w szczegółach. Sam etanol nie jest automatycznie “ekologiczny” tylko dlatego, że nie pochodzi z ropy. Sam sens zrównoważonego paliwa lotniczego opiera się na surowcach, które nie konkurują z żywnością, nie napędzają wylesiania i nie zwiększają presji na wodę czy grunty. Oznacza to, że przewaga etanolu jako półproduktu może szybko osłabnąć, jeśli w praktyce dominować będą ścieżki o gorszym bilansie środowiskowym.
Lotnictwo potrzebuje ekologicznego paliwa na wczoraj
Globalny rynek paliwa lotniczego może wzrosnąć z 401 mld galonów w 2019 roku do ponad 870 mld galonów w 2050 roku. Z kolei samo SAF może odpowiadać za około 65% redukcji emisji potrzebnej lotnictwu do osiągnięcia neutralności klimatycznej netto w 2050 roku. Nic więc dziwnego, że branża szuka wszystkiego, co może obniżyć koszt i zwiększyć skalę. Tyle że między ambicją a rzeczywistością nadal zieje dziura, o czym przypomina prognoza wzrostu zużycia SAF z 1 mld litrów w 2024 roku do 9 mld litrów w 2030 roku, ale nawet wtedy ma to pokrywać zaledwie około 2% zapotrzebowania lotnictwa na paliwo.
W ostatnich miesiącach coraz wyraźniej widać, że problem SAF nie sprowadza się tylko do jednego czynnika. IEA Bioenergy ostrzega, że dostępność niskoemisyjnych odpadów tłuszczowych i olejowych wkrótce zacznie ograniczać rozwój dominującej dziś ścieżki HEFA. To dobra wiadomość dla technologii opartych na etanolu, bo pokazuje, że rynek potrzebuje alternatyw. Jednak drugiej strony IATA w swoim globalnym przeglądzie z 2025 roku ocenia, że do 2050 roku świat mógłby dojść do około 400 mln ton SAF, ale to nadal o 100 mln ton mniej niż potrzeba, a największą barierą pozostaje tempo wdrażania technologii, nie sama teoria czy liczba obiecujących koncepcji.
Amerykański katalizator może tym samym okazać się ważnym elementem układanki, bo upraszcza ścieżkę “alkohol do olefin” i daje branży kolejną opcję poza najbardziej ogranymi rozwiązaniami. Nie jest jednak “tańszym paliwem lotniczym” w gotowej formie, a obiecującym narzędziem, które dopiero musi przejść przez brutalny test pilotażu, skali i rachunku ekonomicznego. Jeśli ten test wypadnie dobrze, lotnictwo dostanie coś cennego. Nie cud, ale konkretny krok naprzód, a właśnie takich kroków ta branża dziś najbardziej potrzebuje.
Czytaj też: “Najbrzydszy samolot świata” właśnie odbył pierwszy lot. Ma dosłownie oślepiać wrogów
Cała ta historia dobrze wpisuje się w większą debatę o tym, czy lotnictwo ma iść drogą coraz oszczędniejszych konstrukcji, paliw zgodnych ze starymi silnikami czy paliw syntetycznych produkowanych z dwutlenku węgla. W tym tle mieszczą się też tematy takie jak otwarte silniki przygotowane pod SAF, samoloty projektowane pod 100 proc. SAF, krytyczne spojrzenie na zielone paliwo lotnicze czy syntetyczne paliwo lotnicze z CO2.
Źródła: Oak Ridge National Laboratory, IEA
