Исследователи из Университета Цинхуа совместно с проектом Harvard-China Project on Energy, Economy, and Environment тщательно проанализировали жизненный цикл реактивного топлива, получаемого из твёрдых бытовых отходов. По их оценкам, такой подход позволяет снизить выбросы парниковых газов на 80–90% по сравнению с традиционным авиационным керосином. Основным техническим вызовом остаётся масштабирование газификационных установок до объёмов, необходимых для удовлетворения мирового спроса.
Чаще всего твёрдые отходы направляют на свалки или в мусоросжигательные заводы, что требует значительных земельных ресурсов и усугубляет загрязнение атмосферы. Авторы исследования показали, что переработка тех же отходов в жидкое топливо одновременно разгружает полигоны, сокращает совокупные выбросы и приближает города к выполнению целевых показателей по уменьшению захоронения мусора.
Анализ основан на эмпирических данных о процессе газификации с последующим синтезом углеводородов. Учёные подробно проследили источники выбросов на всех этапах — от сбора и сортировки отходов до получения готового топлива — и выявили узкое место: лишь около 33% углерода из исходной массы переходит в конечный продукт из-за несоответствия состава синтез-газа оптимальным условиям реакции. Модель демонстрирует, что эффективность можно значительно повысить за счёт улавливания СО2 и/или внедрения «зелёного» водорода, произведённого с использованием возобновляемых источников энергии, что одновременно увеличивает выход топлива и дополнительно снижает удельные выбросы.
Авторы рассмотрели несколько сценариев, оценивая потенциальный объём производства реактивного топлива из доступного потока городских отходов. В наиболее реалистичном варианте переработка твёрдых коммунальных отходов может обеспечить порядка 50 млн тонн авиационного топлива в год, что, по их расчётам, приведёт к снижению выбросов авиационной отрасли примерно на 16% при условии налаженной системы сбора и оптимизированного производственного цикла.
В отдельном сценарии была учтена интеграция «зелёного» водорода в технологическую цепочку. В этом случае потенциальный объём выпуска возрастает до примерно 80 млн тонн в год, что позволяет покрыть до 28% мирового спроса на реактивное топливо и сократить выбросы CO2 до 270 млн тонн ежегодно. Для сравнения: это сопоставимо с годовыми выбросами крупной промышленно развитой страны. Предложенные мощности при этом соответствуют действующим критериям устойчивости авиационного топлива.
Исследование напрямую коррелирует с уже принятыми международными целями. В США намечено довести производство устойчивого авиационного топлива до 35 млрд галлонов (около 132,5 млрд литров) ежегодно к 2050 году при поддержке финансовых стимулов. В Европейском союзе с 2025 года вступают в силу обязательные нормы по увеличению доли устойчивого топлива в баках самолётов: с 2% в 2025 году до 70% к 2050 году. На глобальном уровне программа CORSIA Международной организации гражданской авиации (ICAO) обязывает авиаперевозчиков компенсировать рост выбросов либо через приобретение утверждённых углеродных единиц, либо посредством использования устойчивого авиационного топлива. По новым расчётам, в рамках этих механизмов топливо из городских отходов может оказаться экономически конкурентоспособным и выгодным для авиакомпаний.
В настоящее время доля устойчивого авиационного топлива не превышает 1% от общего потребления реактивного топлива, главным образом из-за высоких затрат на производство и ограниченного доступа к сырьевым ресурсам — от отработанного растительного масла до энергокультур.
Источник: iXBT
