«Зеленое авиатопливо» из Швейцарии будет создано к 2030 году?

Прототип энергетической установки от стартапа Synhelion на крыше Цюрихской ВТШ (ETH Zürich). RSI-SWI

Серия Водород: топливо будущего, Эпизод 6:

Вы опять летали на самолете? Стыдитесь! До наступления пандемии такие поучения доносились в Швейцарии ото всюду. Потом мечта Греты Тунберг неожиданно сбылась (говорят же, надо быть осторожнее со своими желаниями), но опять получилось «как всегда»: огромные убытки, которые понесла из-за пандемии коронавируса гражданская авиация, остающаяся важнейшей инфраструктурной отраслью, заставили еще вчера процветающих авиаперевозчиков обратиться за помощью к государству. Так что же делать? 

Как продолжать летать, не оставляя за собой огромный «карбоновый след»? Выходом может стать инновационное «зеленое авиационное топливо», которое в перспективе способно сгорать вообще (почти) без эмиссии двуокиси углерода и прочих вредных газов. А что, так можно? Можно. Сейчас швейцарский стартап разрабатывает как раз авиационное топливо, производимое исключительно на основе воды, солнечной энергии и CO2. 

Речь идет о компании Synhelione, основанной экспертами Высшей технической школы Цюриха (ETH). В середине мая 2020 года вместе с другой такой же компанией под именем Climeworks компания Synhelion подписала соглашение о сотрудничестве с холдингом Lufthansa Group с целью ускорить вывод на рынок экологически чистого авиационного топлива. Стратегия заключается не в создании новых самолетов с нулевым выбросом вредных веществ, а в разработке топлива с таким эффектом, причем уже к 2030 году. 

Иными словами, это означает, что уже через 10 лет мы можем получить топливо, при сжигании которого выбрасываемое в атмосферу количество CO2 будет эквивалентно количеству CO2, улавливаемого из атмосферы в процессе его производства. Здесь возникают вопросы. Не идет ли речь о простом бухгалтерском фокусе со взаимозачетами и как можно производить топливо, используя только углекислый газ, воду и солнечную энергию? 

«При сжигании углеводорода с помощью кислорода выделяется энергия и продукты сгорания, которыми являются CO2 и водяной пар. Теоретически этот процесс можно повернуть вспять и организовать рекомбинацию воды и CO2 в углеводороды», — объясняет Джанлука Амбросетти (Gianluca Ambrosetti), генеральный директор компании Synhelion, разработавшей новое поколение технологий, использующих паровую конверсию метана в так называемый «синтез-газ», и физик по образованию. 

Испытательный стенд компании Synhelion на базе немецкого аэрокосмического НИИ Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR в Кёльне. RSI-SWI

«Этот процесс может стать основой для промышленного получения водорода, после чего можно начинать синтез углеводородов (жидкое топливо) и других технически ценных продуктов, причем квота выбросов углекислого газа в атмосферу у такого топлива была бы на 50% ниже по сравнению с керосином», — говорит он. То есть выбросы у этого топлива все-таки есть, хотя они и гораздо меньшие, чем в случае обычного авиационного керосина. 

Производство в несколько этапов

Сама по себе эта технология не нова и весьма известна, однако дело состоит в другом — в наличии политических и экономических предпосылок, чтобы предоставить в условиях повышенного спроса не просто инженерное решение в теории, но готовый к выходу на рынок продукт. И как раз в этом Швейцарии просто нет равных. Эффективность реакторов, производящих синтез-газ, пока все еще низкая, поэтому наладить промышленное производство «зеленого» топлива удастся не ранее 2030 года. 

Источник загрязнения

Значительную долю веществ, загрязняющих окружающую среду на малых высотах, составляют оксиды азота. СчитаетсяВнешняя ссылка, что увеличение концентрации углекислого газа в атмосфере в значительной степени и приводит к глобальному потеплению.

По данным швейцарского Федерального Ведомства по делам гражданской авиации (BAZLВнешняя ссылка), на долю гражданской авиации приходится от 2 до 2,5% всех антропогенных выбросов CO2. Если рассчитать выбросы парниковых газов в на одного пассажира, то наиболее загрязняющим видом транспорта станет именно самолет, а вовсе не автомобиль.

А пока идет разработка отдельных компонентов, включая солнечную электростанцию (СЭС) башенного типа, чтобы обеспечивать высокотемпературные термохимические процессы, необходимые для производства «солнечного топлива», а также разработку соответствующего термохимического реактора. «Мы проектируем также системы аккумулирования тепловой энергии, способные работать, по крайней мере летом, 24 часа в сутки», — объясняет Дж. Амбросетти. Смогут ли современные самолеты использовать «чистое» зеленое топливо? «Некоторые их системы пришлось бы адаптировать к новому синтетическому топливу, но в принципе эти изменения были бы минимальными». 

А как быть с самолетами на электроприводе? Как учат нас СМИ, за ними вроде бы будущее? «Они, безусловно, выглядят очень многообещающе, но на данный момент их КПД крайне ограничено», — говорит Дж. Амбросетти. «Проблема заключается в энергетической плотности батарей, то есть в количестве энергии на единицу их объёма. Плотность таких батарей пока намного ниже, чем у любого вида сжигаемого топлива. Взлет самолета, например, не может быть обеспечен с помощью электрической тяговой силовой установки, потому что необходимые для этого батареи были бы просто слишком тяжелыми».

Русскоязычную версию материала подготовил Игорь Петров

Серия Водород: топливо будущего

• Эпизод 1: 1. Швейцария тоже включилась в охоту за природным водородом
• Эпизод 2: 2. В гонке за «зеленым водородом» Швейцария пока отстаёт
• Эпизод 3: 3. Стартап Destinus намерен построить «Конкорд» на водороде
• Эпизод 4: 4. Как солнечный реактор из Швейцарии производит «зелёный водород»
• Эпизод 5: 5. «Зелёный водород»: шансы, риски и вопрос баланса
• Эпизод 6: 6. «Зеленое авиатопливо» из Швейцарии будет создано к 2030 году?
• Эпизод 7: 7. Швейцария развивает водородные технологии мобильности
• Эпизод 8: 8. «Зеленое авиатопливо» и швейцарские научные разработки
• Эпизод 9: 9. В Швейцарии разработали технологию получения водорода из воздуха