Устойчивое авиационное топливо

Управление биоэнергетических технологий Министерства энергетики США (BETO) расширяет возможности энергетических компаний и заинтересованных сторон в авиации, поддерживая достижения в исследованиях, разработках и демонстрациях для преодоления барьеров на пути к широкому внедрению экологически безопасного авиационного топлива с низким содержанием углерода (SAF).

SAF, изготовленный из возобновляемых ресурсов биомассы и отходов, может обеспечить характеристики реактивного топлива на нефтяной основе, но с небольшой долей его углеродного следа, что дает авиакомпаниям прочную основу для отделения выбросов парниковых газов (ПГ) от полета.

Министерство энергетики США работает с Министерством транспорта США, Министерством сельского хозяйства США и другими федеральными правительственными учреждениями над разработкой комплексной стратегии по расширению масштабов применения новых технологий для производства SAF в промышленных масштабах.

Узнайте больше об этой межведомственной стратегии на сайте «Экологически безопасное авиационное топливо».

Ожидается, что спрос на реактивное топливо резко возрастет в течение следующих трех десятилетий. SAF может помочь в достижении целей по сокращению выбросов парниковых газов от внутренней и международной авиации. Фото предоставлено iStock.

Устойчивое авиационное топливо: безопасное, надежное, низкоуглеродное

SAF — это биотопливо, используемое для питания самолетов, которое имеет свойства, аналогичные обычному реактивному топливу, но с меньшим углеродным следом. В зависимости от сырья и технологий, используемых для его производства, SAF может значительно сократить выбросы парниковых газов в течение жизненного цикла по сравнению с обычным реактивным топливом. Некоторые появляющиеся пути SAF даже имеют чистый отрицательный след парниковых газов.

По данным Агентства по охране окружающей среды США, более низкая углеродоемкость SAF делает его важным решением для сокращения выбросов парниковых газов в авиации, которые составляют 9–12% выбросов парниковых газов на транспорте в США.

Меню устойчивого сырья для производства SAF

По оценкам, ежегодно в Соединенных Штатах можно собирать 1 миллиард сухих тонн биомассы, чего достаточно для производства 50–60 миллиардов галлонов низкоуглеродного биотоплива. Эти ресурсы включают в себя:

• Зерно кукурузы
• Семена масличных культур
• водоросли
• Прочие жиры, масла и смазки
• Сельскохозяйственные отходы
• Отходы лесозаготовки
• Отходы деревообработки
• Потоки твердых бытовых отходов
• Влажные отходы (навоз, осадок очистки сточных вод)
• Специальные энергетические культуры.

Этот обширный ресурс содержит достаточно сырья, чтобы удовлетворить прогнозируемый спрос на топливо в США.авиационной промышленности, дополнительные объемы низкоуглеродного топлива для использования в других видах транспорта, а также производство ценных биопродуктов и возобновляемых химикатов.

Преимущества SAF помимо снижения выбросов парниковых газов

Выращивание, получение и производство SAF из возобновляемых ресурсов и отходов может создать новые экономические возможности для фермерских сообществ, улучшить состояние окружающей среды и даже повысить производительность самолетов.

Дополнительный доход для фермеров

Выращивая культуры биомассы для производства SAF, американские фермеры могут зарабатывать больше денег в межсезонье, поставляя сырье на этот новый рынок, а также обеспечивая преимущества для своих ферм, такие как сокращение потерь питательных веществ и улучшение качества почвы.

Экологические услуги

Культуры биомассы могут контролировать эрозию и улучшать качество и количество воды. Они также могут увеличивать биоразнообразие и накапливать углерод в почве, что может приносить пользу как фермерским хозяйствам, так и окружающей среде по всей стране. Производство SAF из влажных отходов, таких как навоз и осадок сточных вод, снижает давление загрязнения на водосборные бассейны, а также предотвращает попадание в атмосферу сильнодействующего газа метана, который является ключевым фактором изменения климата.

Улучшенные характеристики самолета

Многие SAF содержат меньше ароматических компонентов, что позволяет им чище сжигаться в авиационных двигателях. Это означает более низкие локальные выбросы вредных соединений вокруг аэропортов во время взлета и посадки. Ароматические компоненты также являются предшественниками инверсионных следов, которые могут усугубить последствия изменения климата.

Производство биотоплива поддерживает рабочие места в США

Соединенные Штаты являются крупнейшим производителем биотоплива в мире, что способствует развитию нашей внутренней экономики, создает рабочие места и сокращает выбросы парниковых газов.

Расширение внутреннего производства SAF может помочь сохранить преимущества нашей биотопливной промышленности и создать новые экономические выгоды, создавая и сохраняя возможности трудоустройства по всей стране. К ним относятся вакансии в:

• Производство сырья в фермерских хозяйствах
• Строительство передовых биоперерабатывающих заводов
• Производство для действующих биоперерабатывающих заводов и инфраструктуры SAF
• Авиация, включая бесчисленное количество пилотов, членов экипажа, ремонтников и других специалистов отрасли.

BETO Research выводит на рынок больше SAF

Для достижения климатических целей США и авиации необходимо больше производственных путей и сырья для удовлетворения растущего спроса на SAF.

SAF может быть изготовлен с использованием различных технологий, в которых используются физические, биологические и химические реакции для разрушения биомассы и отходов и их рекомбинации в энергоемкие углеводороды. Как и обычное топливо для реактивных двигателей, смесь углеводородов в SAF должна быть настроена для достижения ключевых свойств, необходимых для обеспечения безопасной и надежной эксплуатации самолета.

В сотрудничестве с биопереработчиками, авиационными компаниями и фермерами исследователи, финансируемые BETO, разрабатывают новые способы производства SAF из возобновляемого сырья и отходов, которые соответствуют строгим спецификациям топлива для использования в существующих самолетах и ​​инфраструктуре. BETO работает с лабораториями и отраслевыми партнерами над разработкой новых путей SAF и составов топлива, чтобы обеспечить испытания и сертификацию, необходимые для обеспечения полной совместимости этих видов топлива с существующими самолетами и инфраструктурой.

Новые SAF

• СНФ из влажных отходов, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии: Используя запасы углеродной энергии в дешевых, широко доступных пищевых отходах, навозе животных и других отходах с высоким содержанием воды, SAF из влажных отходов является углеродно-отрицательным топливом.
• Полициклический алкан на биологической основе SAF, Лос-Аламосская национальная лаборатория: При улучшении с помощью ультрафиолетового излучения и катализаторов биоацетон, полученный из ряда ресурсов биомассы, таких как кукурузная солома или биоэнергетические культуры, может дать SAF с на 12% большей энергией, чем обычное реактивное топливо.
• SAF из богатых углеродом отходящих газов, Тихоокеанская северо-западная национальная лаборатория: Отработанный монооксид углерода промышленных процессов можно улавливать и превращать с помощью бактерий в этанол для легкого преобразования в SAF «спирт для реактивных двигателей».