Самолетите и товарните кораби поглъщат зашеметяващи количества петрол, което води до значителни емисии, затоплящи планетата всяка година. С ускорен научен напредък вече се появяват няколко алтернативи с ниски и нулеви въглеродни емисии, които биха могли да заменят целия този мръсен петрол. Превключването обаче ще изисква използването на огромни количества от една различна стока – чист водород.
Горивата, получени от водород, включително е-метанол, амоняк и е-керосин, се считат за съществени за декарбонизирането на самолетите и товарните кораби, които превозват тежки товари на дълги разстояния. Днешните батерии не могат да осигурят достатъчно мощност без да натоварят тези гигантски превозни средства — тази технология е по-подходяща за автомобили, камиони, фериботи и дори по-малки самолети. Биогоривата от култури и отпадъци могат да захранят самолети и кораби, но светът вероятно не може да произведе достатъчно, за да отговори на цялото бъдещо търсене.
Базираните на водород горива обаче съдържат повече енергия на обем, отколкото батериите или дори само водорода. И за разлика от биогоривата, съставките, необходими за производството на тези нови алтернативи на петрола, са практически неограничени.
С нарастването на инерцията за декарбонизиране на най-трудните части на икономиката, секторите на авиацията и глобалното корабоплаване се стремят да превърнат това въглеродно обещание в реалност. Към днешна дата само шепа товарни кораби използват т.нар „е-горива“. Но компаниите и правителствата по целия свят инвестират милиарди долари в разработването на нови двигатели, горивни системи и протоколи за безопасност, за да подкрепят въвеждането на по-чисто изгарящи транспортни горива.
Големият въпрос е дали самите горива ще бъдат налични в достатъчни количества, когато корабите и самолетите са готови за тях
„Стана ясно, че единствените горива, които действително са устойчиви в дългосрочен план и са мащабируеми, ще бъдат извлечени от водород“, казва Аойф О'Лиъри, основател и главен изпълнителен директор на Opportunity Green, базирана в Обединеното кралство организация.
„Ако искате да имате устойчиво гориво, това означава да изградите тази снабдителна инфраструктура сега“, посочва тя. Поради тази причина екологичната организация с нестопанска цел стартира миналата година инициатива с компании, фокусирани върху водорода, за да се застъпи за политики и програми, които стимулират използването на H2 в небесата и моретата.
Днес обаче почти целият водород в света се произвежда от изкопаем газ, като се използват методи с високо отделяне на въглерод. Това означава, че е необходимо изграждане на възобновяема енергия и електролизерен капацитет, за да се замени не само съществуващият мръсен водород, но и да се разшири цялостното производство, за да се обслужват нови клиенти, включително кораби и самолети.
Постигането на дял от само 10% на е-горивата както в авиацията, така и в корабоплаването до 2030 г. може да предизвика около 2100 тераватчаса годишно допълнително търсене на електроенергия от възобновяеми източници, според базираната в Париж Международна агенция по енергетика (IEA). Това е размерът на около половината от годишното потребление на електроенергия в Съединените щати.
Инсталирането на цялата тази възобновяема енергия и капацитет ще изисква милиарди долари и години на планиране и издаване на разрешителни. Задачата изглежда още по-плашеща, като се има предвид, че други индустрии настояват за същите ресурси. Доставчиците на електроенергия се нуждаят от огромни количества вятърна и слънчева енергия, за да декарбонизират електрическата мрежа и да зареждат превозни средства, захранвани с батерии. Производителите на стомана, химикали и торове също планират да използват много чист водород, за да ограничат собствените си емисии на CO2.
Основно безпокойство е, че ограниченото предлагане на водород ще се насочи към приложения като жилищно отопление и лекотоварни превозни средства, за които реално има други начини за декарбонизация, вместо към секторите, които имат най-голяма нужда от него.
Глобалната корабна индустрия е отговорна за около 3% от годишните емисии на парникови газове в света
По-голямата част от това замърсяване на климата идва от кораби, които изгарят дизелово гориво в масивни двигатели, докато разнасят стоки на стойност трилиони долари по целия свят.
През 2023 г. агенцията на ООН, която управлява международното корабоплаване, постави нови, по-строги цели за намаляване на емисиите от пресичащи океана товарни кораби, считано от 2030 г. Също така, този януари Европейският съюз започна да регулира емисиите, свързани с мореплаването, съгласно своята система за ограничение и търговия, която изисква товарните кораби да купуват кредити за всеки метричен тон CO2, който произвеждат в региона. (Самолетите се присъединиха към системата през 2012 г.)
И двете политики започват да насочват корабните компании към приемането на две водородни горива, по-специално е-метанол и зелен амоняк.
Метанолът се счита за потенциален заместител на дизела в краткосрочен план. Химикалът се използва за производството на почти всичко – от бои и пластмаси до козметика и автомобилни части. Метанолът не произвежда вредни сажди или прахови частици при изгаряне и може да доведе до голямо намаляване на емисиите на CO2, когато се произвежда от възобновяеми източници.
„Биометанолът“, най-разпространеният тип, може да бъде направен с помощта на отпадъци от култури или други органични материали, които след това се превръщат в синтетичен газ, който се обработва в реактор. „Е-метанол“ идва от комбинирането на чист водород с въглероден диоксид — последният от които може да бъде уловен от изгорелите газове на електроцентралите или изваден от небето с помощта на директно улавяне на въздух.
Междувременно се предвижда амонякът да се превърне във водещ източник на гориво за големи кораби в дългосрочен план. Съединението без въглерод се използва главно в торове, пластмаси и почистващи продукти. За момента почти всичко се произвежда с помощта на изкопаеми горива в процеси с висока енергийна и въглеродна интензивност. Но е възможно да се използват само възобновяеми източници, както за производство, така и за синтез на водород и азот.
Индустрията има да извърви дълъг път преди да пусне флоти от кораби, задвижвани с амоняк
Химикалът е силно токсичен и корозивен и са необходими обширни мерки за безопасност при боравенето и съхранението му. Захранваните с амоняк двигатели и горивни клетки все още са в ранен стадий на развитие, въпреки че Wärtsilä представи първия в индустрията двигател с амоняк миналата есен.
През 2022 г. нациите сключиха важно споразумение за нетни нулеви емисии от самолетите в света до 2050 г. Към днешна дата по-голямата част от усилията на индустрията за постигане на тази цел са фокусирани върху увеличаване на доставките на устойчиво авиационно гориво или SAF. Това са нисковъглеродни горива, които могат да се използват като достъпни заместители на изкопаемите горива в съществуващите реактивни двигатели и системи за подаване на гориво.
Доклад от 2022 г. на Работната група за чист въздух (CATF) установи, че производството на биогорива в САЩ ще трябва да се увеличи повече от два пъти през следващите десетилетия, за да отговори само на енергийното търсене на вътрешния авиационен сектор, потенциално заемайки все повече земя и изостряйки продоволствената несигурност в процеса.
