Ako Europska unija želi ispuniti svoje ciljeve nulte stope emisija i postati klimatski neutralno gospodarstvo do 2050., prometna se industrija mora dekarbonizirati, i to brzo.
Međunarodni zračni i pomorski prijevoz mogao bi predstavljati gotovo 40 % emisija stakleničkih plinova (GHG) do sredine stoljeća. Zbog sve veće potražnje za pomorskim i zračnim prijevozom, ispuštanje stakleničkih plinova s brodova i iz zrakoplova posljedično je u porastu.
U nastojanju da ublaže klimatske promjene koje je uzrokovao čovjek, obje industrije traže nove izvore energije s niskim udjelom ugljika kao što su vodik i elektrifikacija.
Iako se mnogo pozornosti posvećuje razvoju čišćih zrakoplova i plovila, možda je još veći industrijski izazov stvaranje infrastrukture koju će pomorske i zračne luke trebati za proizvodnju, skladištenje i pumpanje goriva s niskom stopom emisija.
Zračne luke moraju puno toga učiniti kako bi se pripremile za ovo nadolazeće doba, prema Fokku Kroesenu, koji koordinira projekt TULIPS kojega financira EU, a koji istražuje načine za smanjenje emisija u zračnim lukama.
Nova goriva
Proizvođači zrakoplova ulažu u nova goriva i pogonske tehnologije, ali će također očekivati da zračne luke budu spremne isporučivati ta goriva, prema Kroesenu, koji je viši savjetnik za održivost u Royal Schiphol grupi, koja upravlja Schipholom i drugim zračnim lukama u Nizozemskoj. Cijeli će se sustav uvelike razlikovati od sadašnjih odredbi koje se temelje na kerozinu, rekao je.
Preko demonstracijskih projekata u četiri zračne luke, istraživanje projekta TULIPS o inovativnim i održivim zračnim lukama testirat će nove zelene tehnologije. Plan za 2030. zatim će zračnim lukama pokazati najbolje načine za unaprjeđenje prijelaza na niske emisije ugljika.
Istraživanje opskrbe zrakoplova energijom ide u dva smjera, smatra Kroesen. Prvi su održiva goriva za zrakoplove proizvedena iz obnovljivih sirovina kao što je biomasa, umjesto nafte. Drugi je opskrba energijom za nove zrakoplove koje će pokretati tehnologije koje uključuju baterije i vodik.
Budući da se održiva goriva za zrakoplove ili mješavina održivog i konvencionalnog mlaznog goriva mogu koristiti u sadašnjim zrakoplovima, oni mogu premostiti jaz između današnjih zrakoplova i onih iz budućnosti koji koriste potpuno različite izvore energije. Ovo je osobito važno za pružanje alternativa s nižim udjelom ugljika za interkontinentalne letove, budući da će novi zrakoplovi na vodik ili baterije u početku vjerojatno moći putovati samo na manjim udaljenostima.
Prema Kroesenu, za razvoj alternativnih pogonskih metoda za interkontinentalne letove moglo bi biti potrebno puno više vremena.
„Stoga, vjerujemo da su održiva goriva za zrakoplove doista potrebna kako bi se omogućili letovi s nultom stopom emisija", rekao je.
Također, u budućnosti će većina vozila za zemaljsku podršku u zračnim lukama raditi na baterije. Neku tešku opremu, kao što su traktori koji se upotrebljavaju za vuču zrakoplova po pisti, zbog velikih energetskih zahtjeva možda čak treba pokretati vodik.
Kroesen kaže da to predstavlja infrastrukturni izazov za zračne luke. U Schipholu u Amsterdamu, rekao je, „postoji sve veća potražnja za električnom energijom, a trenutačna infrastruktura nije dostatna da to omogući.”
Zelenije zračne luke
Kao rezultat toga, zračna luka ulaže u solarne panele i druge oblike obnovljive energije. Dugoročni cilj je da zračna luka proizvodi više energije nego što je upotrebljava, rekao je Kroesen. Razvoj pametnog energetskog čvorišta pomoći će optimizirati opskrbu zelenom električnom energijom kako bi se odgovorilo na konkurentske zahtjeve različitih primjena.
Zračne luke također će morati osigurati pouzdanu opskrbu održivim gorivima i vodikom za zrakoplove. Projekt TULIPS istražuje ne samo kako zračne luke mogu proizvesti ova goriva, već i kako potaknuti nove industrije da ih proizvode i opskrbljuju.
Održiva goriva za zrakoplove načelno se proizvode iz biomase. Imaju sličan kemijski profil kao konvencionalno mlazno gorivo proizvedeno iz nafte. Premda to znači da mogu koristiti istu infrastrukturu za skladištenje i punjenje goriva u zračnoj luci, to ne znači da je promjena jednostavna.
Projekt TULIPS razmatra troškove i praktičnost održivog goriva za zrakoplove te kako razviti učinkovite poticaje za poticanje njegove proizvodnje i upotrebe. Idealno bi bilo da se proizvodnja odvija u blizini zračne luke.
„Glavni izazov koji vidimo za održiva goriva za zrakoplove je prelazak na taj održiv način i ograničenja dostupnih proizvodnih tehnologija i resursa ili sirovina za proizvodnju ovih održivih goriva”, rekao je Kroesen.
Osim biljaka i biljnog otpada, istraživači žele stvoriti održiva goriva od električne energije, vodika i ugljika prikupljenog iz zraka.
„To je vrlo privlačno jer se radi o vrsti cirkularnosti”, rekao je Kroesen. „Mi emitiramo ugljični dioksid, ali ćemo ga odmah nakon emitiranja uzeti iz zraka i zajedno s vodikom od njega možemo napraviti novi sintetski kerozin.”
Za razliku od održivog goriva za zrakoplove, vodik će zahtijevati potpuno novu infrastrukturu za dostavu, skladištenje i punjenje goriva. Ne možemo samo nastaviti koristiti infrastrukturu konvencionalnog mlaznog goriva.
Vodik nastaje kada se pomoću električne energije odvoji od vode. Ako energija koja se koristi za ovu elektrolizu dolazi iz obnovljivih izvora, rezultirajući vodik smatra se zelenim izvorom energije. Bit će moguće proizvoditi vodik u zračnim lukama i na lokalitetima u takozvanim vodikovim dolinama, gospodarskim područjima koja proizvode lokalno potrošen zeleni vodik.
Dugoročno, međutim, Kroesen kaže da takva lokalna proizvodnja neće biti dovoljna da zadovolji potražnju. To je zbog kombinacije čimbenika, uključujući ograničenu dostupnost i cijenu zelene električne energije na nekim lokacijama. Ovaj će se izvor energije također suočiti s konkurentskim zahtjevima drugih industrija.
„Vjerojatno ćemo vidjeti mješavinu lokalno proizvedenog i uvezenog vodika, iz područja koja su bogatija energijom i imaju manju potražnju”, kaže Kroesen.
Pametne luke
Arne-Jan Polman iz luke Rotterdam rekao je da je priprema luka za potencijalne mješavine goriva koje će brodovi koristiti u budućnosti također složen proces.
Najveća europska morska luka, Rotterdam, nastoji postati ugljično neutralna do 2050. Luka je pokrenula projekt MAGPIE koji financira EU kako bi izradila nacrt glavnog plana o tome kako će Rotterdam i njegove partnerske luke postati zelene do sredine stoljeća.
Luka će se transformirati u pametnu zelenu luku poboljšanjem postojećih energetskih sustava, razvojem novog ekološki prihvatljivijeg energetskog sustava, prelaskom na nenaftna goriva i sirovine te poticanjem prelaska na održivi teretni promet.
45 partnera na projektu namjeravaju izraditi energetski plan kao inspiraciju za sve europske pomorske i kopnene luke koje žele postati zelene.
Kada je riječ o gorivima, projekt MAGPIE usmjeren je na električnu energiju, amonijak, vodik i verziju biogoriva ukapljenog prirodnog plina (bio-LNG).
„Mislimo da će ova četiri energenta igrati glavnu ulogu u budućnosti”, kaže Polman. Luka također vidi važnu ulogu metanola kao zelenog goriva.
Kao i kod projekta TULIPS, veliki dio posla je poticanje novih lanaca opskrbe energijom uz demonstraciju tehnologija za stvaranje biogoriva i istraživanje infrastrukture goriva i potreba za opskrbom.
Demonstracije projekta uključivat će proizvodnju bio-LNG-a u luci, načine proaktivnog upravljanja potražnjom za električnom energijom, skladištenje amonijaka (dostava goriva brodovima) i plutaču za punjenje na moru.
Pametna energija
Polman kaže da luke moraju promijeniti način na koji gledaju same na sebe.
- Svoju tradicionalnu ulogu posjednika, moraju zamijeniti ulogom programera našeg okruženja i upravitelja novog energetskog krajolika, što znači da na neki način olakšavamo cijeli proces pametne energetske tranzicije. Ono što trebamo učiniti je osigurati uvjete za tvrtke da ulažu u naše lučko područje - rekao je.
Kao i u zračnim lukama, osim brodova, postoje i druga vozila koja se moraju priključiti na izvor energije. To su uglavnom teglenice, vlakovi i kamioni koji prevoze robu do i od luke Rotterdam iz manjih regionalnih čvorišta.
Projekt MAGPIE morat će pokušati predvidjeti buduću energetsku mješavinu i smisliti kako se pripremiti za nju. No, također se radi i o tome da se ta različita goriva dovedu do točke tehnološke zrelosti gdje se mogu koristiti i biti dostupna svima koji ih trebaju, prema Polmanu.
Nakon toga, na industriji i tržištu leži odluka u kojem smjeru žele ići i u što će ulagati. Luke samo trebaju biti spremne.
Luka će morati razgovarati s industrijom kako bi vidjela što joj je potrebno, a istovremeno osigurati da privuče prave partnere kako bi ispunila svoje dugoročne energetske ciljeve, a ne kratkoročnu ekonomsku isplativost. No, također se mora povezati s vladinim tijelima, od EU-a do lokalnih općina, kako bi se razvile dozvole, propisi i subvencije za poticanje rasta industrije.
- Moramo izgraditi cijeli krajolik - rekao je Polman.
Istraživanja u ovom članku financira EU. Ovaj je materijal izvorno objavljen u časopisu Horizon, časopisu za istraživanje i inovacije EU-a.
Više informacija
Ako želite saznati više o projektima u ovom članku koji se financiraju iz programa EU-a, slijedite poveznice u nastavku.