Transportul aerian a ajuns departe. În fiecare zi, au loc peste o sută de mii de zboruri la nivel mondial. În anul 2019, conform unui raport realizat de ATAG, industria aviației comerciale a transportat 4,5 miliarde de pasageri, mai mult de jumătate din populația lumii, și au fost planificate 46,8 milioane de zboruri. Aviația comercială producea, înainte de pandemie, aproape un trilion de dolari; dacă ar fi fost o țară, ar fi fost a șaptesprezecea economie globală în 2019.  

Totuși, conform aceluiași raport, în același an, companiile aeriene, prin activitatea lor, au produs 914 milioane de tone de CO₂, adică 2,1% din totalul emisiile de dioxid de carbon la nivel mondial. Aviația comercială are un impact negativ asupra mediului înconjurător, în principal, prin eliberarea gazelor cu efect de seră în atmosferă, în urma procesului de ardere a carburanților. Gazele cu efect de seră au, în general, un efect pronunțat de încălzire a Planetei și sunt factorul principal ce determină încălzirea globală. Pe lângă dioxidul de carbon, motoarele unui avion eliberează oxizi de azot, oxizi de sulf, monoxid de carbon, aerosoli, compuși cu gruparea funcțională hidroxil și chiar hidrocarburi nearse.  

Un alt mod prin care aeronavele își lasă amprenta asupra atmosferei este prin dârele pe care le formează uneori în urma lor. Apar în anumite condiții atmosferice și sunt, în mare parte, formate din cristale de gheață. Studii realizate în acest sens arată că aceste dâre contribuie și ele într-o oarecare măsură la încălzirea globală. 

Totuși, este o exagerare să spunem că impactul aviației asupra mediului înconjurător este considerabil sau că este catastrofal. Industria „Fast Fashion”, de exemplu, poluează cu mult mai mult decât toată aviația. Operatorii aerieni și producătorii de aeronave sunt însă conștienți de acel impact pe care îl au asupra mediului înconjurător și întreaga industrie își propune să-l reducă complet până în 2050.  

Cum vor reuși să transforme aviația într-un domeniu complet sustenabil în următorii 25 de ani? Ei bine, prin mai multe schimbări majore în modul în care sunt proiectate, alimentate și gestionate aeronavele de ultimă generație. Acest proiect ambițios a început deja de ceva timp, iar aviația și-a redus deja 50% din totalul de emisii. În orice caz, această tranziție este posibilă datorită mai multor politici, însă, din punctul meu de vedere, cele mai importante sunt avansul tehnologic și carburanții sustenabili.  

Avansul tehnologic 

Metoda principală prin care aviația și-a redus treptat din impactul său asupra mediului este modernizarea constantă a fiecărei generații de avioane.  

Dincolo de dilemele ecologice, combustibilul de avion a fost mereu o povară pentru industrie. Companiile aeriene au avut mereu un interes economic în a reduce costul kerosenului, astfel încât să-și maximizeze profitul, iar astfel, producătorii de aeronave au văzut la rândul lor un interes în a investi pentru a reduce consumul de carburant al aeronavelor lor.  

Pe măsură ce domeniul aeronautic a evoluat, noile generații de aeronave au beneficiat de o creștere importantă a eficienței, iar consumul de kerosen a scăzut din ce în ce mai mult. De fapt, motivul principal pentru care aviația și-a redus până în prezent 50% din toate emisiile sale nocive a fost datorită noilor tehnologii, care au dus la optimizarea performanței aerodinamice.  

Pe de o parte, motoarele noi sunt mult mai eficiente, deoarece mecanismele lor sunt concepute să producă aceeași performanță sau chiar una sporită, cu un consum mai mic de kerosen. Spre exemplu, Trent XWB, motorul folosit de aeronava Airbus A350, dezvoltat în ultimii douăzeci de ani de către Rolls-Royce în colaborare cu Airbus, este cel mai eficient motor de dimensiune mare al unei aeronave. Datorită acestuia, A350 este avionul cu cea mai mare autonomie de zbor: una dintre variantele sale poate zbura de la Singapore la New York, fără oprire: zborul durează 18 ore. Fiecare dintre cele 68 de palete ale motorului Trent XWB generează o putere de 800 de cai putere. Și totuși, consumul său de combustibil este mai mic cu 15% decât prima generația de motoare de avion Trent, iar emisiile sale de carbon, cu 25% mai mici.  

Pe de altă parte, performanța aerodinamică a aeronavelor de ultimă generație a fost îmbunătățită și datorită structurii fuzelajului. Dimensiunile și forma aripei contează foarte mult. În general, aeronavele mai noi au conformația aripei concepută astfel încât să crească eficiența cu care trece fluxul de aer de-a lungul ei, crescând astfel performanța aerodinamică. 

Până în ultimii ani, aeronavele aveau de regulă fuzelajul alcătuit în principal din aluminiu, un metal ușor, dar rezistent la forțele aerodinamice ce apar în zbor. Masa aluminiului creștea totuși greutatea avionului. În anii ‘70, când Airbus a proiectat aeronava A300, a folosit, în compoziția sa, pe lângă aliajele metalice, și materiale compozite. Materialul compozit este un amestec de mai multe materiale distincte care au împreună proprietăți fizice și chimice deosebite. În timp, marii producătorii au început să înlocuiască cât mai mult din structura metalică a avionului cu materiale compozite, fiind prezente în procent de mai mare de 50% în anumite aeronave contemporane: A350 și B787. 

Utilizarea acestor materiale compozite (pe bază de carbon, de ceramică etc.) în alcătuirea aeronavelor de ultimă generație le conferă o fiabilitate mai mare, deoarece sunt mai ușoare și mai rezistente la coroziune și la condițiile dure la care sunt supuse avioanele în zbor. Au astfel nevoie de mai puțin combustibil, ceea ce înseamnă că au mai puține emisii. 

Majoritatea operatorilor aerieni sunt, de câțiva ani, într-un proces de reînnoire a flotei cu aeronave de ultimă generație, fie de la Airbus, fie de la Boeing. Noua generația a familiilor mai vechi de avioane Airbus: A320neo și A330neo și noile modele de aeronave: A220 și A350 au toate cu aproximativ 20% mai puține emisii de carbon, poluează fonic mai puțin și au o autonomie și flexibilitate mult mai mare. În mod analog, aeronavele Boeing 787, 737MAX și 777-X prezintă și ele aproximativ aceleași avantaje. 

Competiția producătorilor de avioane va duce în continuare la inovații în domeniul aeronautic și îi va motiva să crească și mai mult gradul de sustenabilitate a viitoarelor aeronave. Eficiența acestora va continuă să se amplifice, iar consumul lor de combustibil și impactul asupra mediului înconjurător vor scădea din ce în ce mai mult. 

SAF

Combustibilii SAF (”Sustainable Aviation Fuels”, lb. engleză pentru „combustibili sustenabili de avion”) sunt o metodă directă de a atenua impactul ecologic al aviației. Acești combustibili au zero emisii net de gaze și au ajuns să fie în ultimii ani un subiect foarte discutat în domeniul aviației.  

„SAF” este un termen care, la modul general, se referă la combustibilii de avion neconvenționali. Combustibilii SAF au proprietăți chimice și fizice aproape identice cu carburanții clasici, însă diferă de aceștia prin sursele din care sunt produși. Spre deosebire de kerosen, care este obținut din extragerea hidrocarburilor din pământ, combustibilii SAF sunt obținuți din surse alternative precum biomasă, grăsimi, uleiuri de bucătărie, uleiuri vegetale, anumite resturi și deșeuri organice. În general, sunt compatibili cu motoarele de avion contemporane și se pot combina în diferite proporții cu kerosenul pentru a forma un amestec de combustibili ce poate fi utilizat în zbor.  

Avantajul lor ecologic stă în faptul că folosirea lor nu contribuie la creșterea cantității de gaze cu efect de seră din atmosferă. Sursele de SAF (grăsimi, uleiuri, deșeuri municipale, deșeuri umane) sunt transformate prin procese chimice complexe în hidrocarburile prezente și în kerosen: alcani, izoalcani, hidrocarburi aromatice. Amestecul acestora formează carburanții SAF. În urma arderii lor în timpul zborului, se degajă CO₂, care este ulterior folosit de plante sau alge pentru metabolismul propriu sau în fotosinteză. Biomasa formată din acestea poate fi utilizată pentru a obține din nou carburanții SAF, prin aceleași procese chimice complexe, iar ciclul se repetă.  

Este refolosită în mod constant aceeași cantitate de carbon din natură și nu mai sunt extrase hidrocarburile îngropate adânc în scoarța terestră, motiv pentru care, în mod ideal, carburanții SAF au zero emisii net de carbon. În realitate, sunt doar 80% mai puține emisii de carbon, deoarece se mai emit gaze și în timpul procesului de fabricare și transportare a carburanților SAF. 

În prezent, utilizarea acestor combustibili este aprobată pentru zboruri cu pasageri, însă nu pot să reprezinte mai mult de 50% din compoziția carburantului din avion; restul trebuie completat de către kerosen. În următorul deceniu, acest procent se va apropia cât mai mult de 100%, pe măsură ce modelele de aeronave vor fi adaptate în mod adecvat. 

În ciuda avantajelor lor inerente, în 2023, combustibilii SAF reprezentau sub 1% din cantitatea totală de carburant de avion de care avea nevoie aviația. Acest procent minuscul apare ca un efect al mai multor factori: costurile mai ridicate de producție, lipsa infrastructurii de distribuție și de aprovizionare pentru multe aeroporturi din lume, oferta și producția foarte mică.  

Această sub-industrie este una nouă: este încă la început și abia acum se dezvoltă și se extinde. Din fericire, interesul în aviație de a substitui combustibilii fosili cu cei SAF este mare, de aceea este foarte probabil să se investească foarte mult în această direcție. Pe măsură ce combustibilii SAF devin mai accesibili și reprezintă un procent din ce în ce mai mare din compoziția amestecului final de carburant alimentat în avion, emisiile net ale aviației vor scădea.  

Concluzie

Sustenabilitatea a ajuns o prioritate pentru aviație, iar stabilirea unei independențe cât mai mari față de combustibilii fosili este obiectivul principal al producătorilor și operatorilor aerieni. Există bineînțeles și alte moduri prin care aviația își poate reduce impactul asupra mediului înconjurător: prin sistemul de compensare a carbonului (carbon offsetting) sau chiar prin dezvoltarea unor aeronave electrice sau care funcționează pe bază de hidrogen. Totuși, prima varianta este doar „un pansament pe rană”, chiar unul lipsit de eficiență, așa cum avertizează unii experți. A doua soluție este deocamdată complet nerealistă, deoarece există încă probleme mari de autonomie și fiabilitate în cazul acestor prototipuri de aeronave. 

În contextul acesta, reducerea consumului de combustibil prin tehnologiile inovatoare ale aeronavelor de ultimă generație și a celor viitoare și intensificarea industriei de carburant sustenabil (SAF) rămân, cel puțin deocamdată, soluții fezabile. Cred că pentru a atinge obiectivul de zero emisii net în 2050, aviația ar trebui să investească cu precădere resurse pentru aceste două politici. 

---

Imagine principală:

Alte imagini din cadrul articolului:

Bibliografie: