Какой вред авиация наносит природе
Сегодня большинство самолетов используют для полетов продукт из ископаемого топлива — керосин. При его сжигании в атмосферу выбрасываются большие объемы диоксида углерода (CO2). Он мешает теплу выходить за пределы атмосферы в космос, из-за чего на Земле усиливается парниковый эффект, стимулирующий глобальное потепление. Чтобы бороться с климатическими изменениями, люди стараются сокращать выбросы углерода, в том числе меняют подход к авиационным перевозкам.
Самолеты съедают очень много топлива и, соответственно, выбрасывают огромное количество углерода. Например, во время одного перелета из Москвы в Сочи пассажирский лайнер выбрасывает в атмосферу около 13 т диоксида углерода, что почти в 4,5 раза больше, чем обычный автомобиль выпускает за год.
Отказаться от керосина не так просто: чтобы полностью электрифицировать Boeing-737 и сделать так, чтобы он находился в воздухе около часа, придется убрать всех пассажиров и груз, заполнив все пространство батареями.
Во многом интересы экологов и авиакомпаний совпадают. Перевозчикам тоже важно снизить потребление топлива — не столько ради окружающей среды, сколько из соображений экономии. Траты на горючее — самая большая статья расходов любой авиакомпании, и если получится заменить его на более дешевый ресурс, выиграют все.
Какие нормы регуляции существуют
Углеродный след от воздушных судов, которые совершают перелеты между странами, контролирует Международная организация гражданской авиации (ИКАО) — специализированное учреждение ООН. В ИКАО разрабатывают стандарты, принципы и инструкции, призванные «озеленить» воздушное движение. В 2016 году организация разработала особые требования к конструкциям самолетов, чтобы ограничить эмиссию парниковых газов: судно должно быть сконструировано и изготовлено таким образом, чтобы выбрасывалось как можно меньше вредных веществ. Стандарт применяется к дозвуковым реактивным и турбовинтовым самолетам нового типа с 2020 года. Чтобы определить топливную эффективность самолета, измеряется количество сжигаемого горючего на крейсерском этапе полета, то есть когда самолет летит с постоянной скоростью. Количество сгоревшего топлива должно соответствовать требованиям ИКАО.
«Изначально предполагалось, что эти стандарты будут применяться только к проектируемым моделям, но с недавнего времени они действуют и в отношении тех, которые уже выпускаются, — рассказал основатель и генеральный директор компании «КарбонЛаб» Михаил Юлкин. — До 2028 года у производителей есть время модернизировать свои суда в соответствии с требованиями ИКАО. В противном случае такие самолеты к международным авиаперевозкам допускаться не будут. Кроме того, появились и новые требования к топливу. Авиационный керосин — это продукт переработки ископаемого сырья. Вместо него можно применять SAF, то есть устойчивое авиационное топливо (sustainable aviation fuel), которое производится из неископаемых продуктов, например из переработанного кулинарного жира.
SAF отличается низкими выбросами СО2 и мелких частиц на протяжении всего жизненного цикла, то есть от производства до сгорания. Еще есть LCAF (low carbon aviation fuel) — это топливо с низким содержанием углерода. Оно, как и обычный керосин, делается из ископаемого сырья, но при его добыче и переработке выбрасывается меньше парниковых газов. То есть, с одной стороны, существуют требования к самолетам и экономичности их двигателей, а с другой стороны, есть требования к топливу, которым эти самолеты заправляются».
Новое законодательство о внедрении SAF, за исключением нескольких пунктов, вступило в силу в ЕС в 2024 году в рамках европейской климатической программы Fit for 55. Цель программы — сократить на территории Евросоюза выбросы парниковых газов минимум на 55% к 2030 году по сравнению с уровнем 1990 года (когда выбросы составили больше 5 мегатонн эквивалента СО2) и достичь климатической нейтральности к 2050 году. Соглашение ReFuelEU Aviation на законодательном уровне определило правила для поставщиков топлива, аэропортов и компаний — эксплуатантов самолетов. Согласно этим требованиям, с 2025 года горючее, предоставляемое эксплуатантам воздушных судов в аэропортах ЕС, должно содержать минимальную долю SAF, а с 2030 года включать минимальную долю синтетического топлива — еще одного вида экологически нейтрального горючего, изготовленного из диоксида углерода и воды. Поставщики должны будут включать 2% SAF в 2025 году, 6% — в 2030 году и 70% — в 2050 году. С 2030 года 1,2% топлива также должны быть синтетическими, а в 2050 году этот объем должен вырасти до 35%.
«Новый закон обеспечит правовую определенность эксплуатантам самолетов и поставщикам топлива в Европе. После начала крупномасштабного производства экологически чистого авиационного топлива (SAF и синтетического. — «РБК Тренды»), авиационный сектор ЕС будет намного более экологичным. Это ключевой шаг в более широких усилиях по достижению наших климатических целей на европейском и глобальном уровне», — объяснила исполняющая обязанности министра транспорта, мобильности и городской повестки Испании Ракель Санчес Хименес.
По инициативе ИКАО также действует Система компенсации и сокращения выбросов углерода для международной авиации (CORSIA). Странам — участницам программы необходимо вести учет выбросов. Если их объем превышает 85% показателя 2019 года, авиакомпании будут обязаны покупать углеродные кредиты и вкладываться в экопроекты, чтобы компенсировать каждую тонну СО2, превысившую этот уровень.
Какие меры принимают авиакомпании
Переход на биотопливо
По химическому составу SAF аналогично традиционному ископаемому авиатопливу, но при этом его производят из отходов. К ним относятся кулинарные жиры, твердый мусор, который мог бы попасть на свалку или мусоросжигательный завод, например различная упаковка, бумага, текстиль, пищевые отходы, поступающие из домов и предприятий. Кроме них, в ход идут древесные отходы и водоросли. Такое авиационное топливо экологично, так как оно делается из возобновляемого сырья, а при его использовании в воздух попадает на 80% меньше углерода, чем при использовании керосина.
28 ноября 2023 года Boeing 787 авиакомпании Virgin Atlantic совершил полет из Лондона в Нью-Йорк на экологичном топливе. Полет частично финансировало правительство Великобритании. Представители коммерческой авиации говорили о нем как о примере значительного сокращения выбросов углекислого газа. Однако ученые и экологические группы скептически отнеслись к рейсу: говорить о повсеместном переходе на зеленое топливо пока рано. SAF стоит примерно в 3–5 раз дороже, чем традиционный керосин. Его доступность составляет около 0,1% от общего объема используемого топлива, а первые заводы по производству экологичного топлива появятся только к 2025 году.
В России переход на зеленое топливо находится на стадии планирования. В июне 2023 года компании «Газпром нефть» и «Эковей» договорились объединить усилия по разработке, сертификации и промышленному производству нескольких видов низкоуглеродного моторного топлива, которое будет использоваться для водного и воздушного транспорта. У компаний уже есть успешный опыт совместной работы. С июля 2023 года благодаря их общим усилиям отработанное фритюрное масло из сети «Вкусно и точка» используется для заправки судов в порту Санкт-Петербурга.
Исследователи находятся в поиске разных видов сырья для SAF. Например, британские ученые создали экологичное авиатопливо из фекалий. Биотопливо изобрела компания Firefly Green Fuels. Международные авиационные регуляторы установили, что керосин, сделанный из сточных вод, по химическому составу почти ничем не отличается от авиакеросина «Джет А-1», однако его углеродный след на 90% ниже.
Электрификация авиаперевозок
Самую большую проблему для массовой электрификации самолетов представляет слишком большой вес батарей. Ископаемое топливо может выработать примерно в 50 раз больше энергии по сравнению с батареями на единицу массы. Чтобы сократить этот разрыв, нужно либо сделать существующие литий-ионные батареи более легкими, либо разработать кардинально новые. Можно использовать не полностью электрические, а гибридные самолеты — они похожи на гибридные автомобили, в которых используется комбинация аккумуляторов и топлива.
Для небольших самолетов это решение можно будет внедрить в ближайшем будущем. По прогнозам исследователей, в 2030–2035 годах мировая авиация сосредоточится на гибридных турбовинтовых самолетах — небольших машинах, которые вмещают 50–80 пассажиров и летают на небольшие расстояния. Они могут снизить потребление топлива примерно на 10% по сравнению с самолетами на авиакеросине, разгрузить трафик и сократить время простоя больших самолетов на взлетно-посадочных полосах в крупных аэропортах.
«Безусловно, наиболее заметным образом идет электрификация на наземном транспорте. Однако в перспективе десяти лет данная тенденция наберет обороты и в сфере воздушного транспорта. Эксперты прогнозируют, что в ближайшей перспективе негабаритные электронные самолеты, такие как мультикоптеры — пассажирские летательные аппараты с несколькими несущими винтами, станут обычным явлением. В Европе и остальном мире также появляются проекты в сфере пассажирских самолетов на электротяге», — отметил аналитик НТИ «Автонет» Игорь Абдулов в издании «Прайм».
Сегодня в авиации различают три уровня электрификации самолетов: «более электрический», «полностью электрический» и «гибридный». В более электрических большую часть работы оборудования — регулировку крыла, выпуск шасси и т. д. — выполняют электроприводы. В полностью электрическом самолете все оборудование работает на электроэнергии. Для создания тяги в них используют электродвигатели, которые питаются от аккумуляторов.
В начале 2000-х начался бум создания электросамолетов, где основным источником энергии были литий-ионные аккумуляторы, но они не получили широкого распространения из-за слишком большой массы батарей.
В гибридном самолете двигатель состоит из электрической части (электромотор, генератор, аккумуляторная батарея) и двигателя внутреннего сгорания, который использует химическое топливо. Одной из первых гибридных моделей стал региональный авиалайнер Maeve M80, представленный авиастроительной фирмой Maeve Aerospace из Нидерландов. Самолет предназначен перевозить от 76 до 84 пассажиров на линиях длиной до 1,5 тыс. км. Над созданием электросамолетов и комплектующих для них трудятся разработчики по всему миру, например, стартап Kitty Hawk, компании Pipistrel, MagniX и AeroTEC.
Мировой объем рынка электрификации самолетов составил $6,5 млрд в 2022 году и, по оценкам Global Marketing Insights, регистрирует совокупный среднегодовой темп роста более 13% с 2023 по 2032 год.
Развитие инфраструктуры в аэропортах
К сокращению вредных выбросов приводит не только модернизация судов, но и развитие инфраструктуры. Например, открытие в 2019 году в Шереметьево третьей взлетно-посадочной полосы сократило время, которое самолеты тратили в ожидании разрешения на посадку (до этого они могли подолгу летать над аэропортом в ожидании своей очереди), что также привело к сокращению выбросов.
В аэропортах обслуживающее оборудование постепенно переводится на альтернативное топливо или электрическое питание. Например, в аэропорту Пулково автобусы, которые везут пассажиров от терминалов к самолетам и обратно, работали на дизельном топливе, а теперь вместо них внедряются электробусы.
Тем временем в Шереметьево в эксплуатацию ввели топливозаправщики-электромобили. В них установлен блок литий-ионных аккумуляторных батарей, заряд которого позволяет произвести до шести заправок самолетов. Использование электромобиля исключает эмиссию CO2, а также более чем на 60% снижает операционные затраты на эксплуатацию техники. Новый топливозаправщик обслуживает рейсы «Аэрофлота», Smartavia, «Победы» и Air Serbia.
Большую площадь аэропортов можно использовать для производства возобновляемой энергии. Например, на территории аэропорта Мельбурна построили солнечную электростанцию — одну из крупнейших солнечных электростанций в Австралии. Ее площадь составляет 192 тыс. м2, это примерно 26 футбольных полей. Она будет производить 17 ГВт·ч электроэнергии в год, что, по прогнозам, покроет работу всех терминалов и почти 15% потребностей аэропорта в потреблении энергии. Солнечные электростанции также существуют в аэропортах Бразилии, Франции, Сербии, Португалии, Японии и Доминиканской Республики.
Компенсация вреда
Когда сократить выбросы CO2 невозможно, компании возмещают ущерб, нанесенный природе, реализацией экологических инициатив. Например, американская Delta Air Lines в 2022 году обязалась инвестировать в экопроекты $1 млрд, а Emirates, одна из крупнейших международных авиакомпаний в мире, в 2023 году выделила $200 млн на финансирование исследований и разработок, направленных на создание низкоуглеродного топлива.
В России авиакомпании предлагают пассажирам при покупке билета доплатить небольшую сумму, которая будет перечислена в один из экологических фондов, или выделяют на экологические проекты часть своей прибыли. S7 Airlines перечисляла по ₽100 с каждого билета по Сибири на восстановление тайги. «Аэрофлот» в партнерстве с экологическими сервисами «Сохрани лес» и «Триллион» предлагает клиентам компенсировать углеродный след от перелета, купив сертификат на посадку деревьев. Для расчета углеродного следа своих перелетов участники могут воспользоваться онлайн-калькулятором выбросов CO2.
Во Франции аэропорты Лион-Сент-Экзюпери и Лион-Брон запустили проект по лесовосстановлению. Посадки площадью 3,6 га позволят улавливать 500 т углекислого газа и таким образом поглощать часть выбросов двух аэропортов Лиона. В Госдуму России пока только внесли законопроект о понятии «лесоклиматические проекты», который позволит сокращать выбросы и увеличивать их поглощение с помощью природных ресурсов. Закон должен вступить в силу с 1 января 2025 года.