Partnerschaft zwischen NREL und Joby Aviation stellt umweltfreundliche Ride-Hailing-Flugdienste ins Rampenlicht

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Die NREL-Forschung half Joby Aviation dabei, seine Nachhaltigkeitsbemühungen proaktiv zu dokumentieren, um die Transparenz zu erhöhen, die Dienstleistungen zu verbessern und seinen Wettbewerbsvorteil zu steigern.

Als Joby Aviation die Umweltauswirkungen seines zukünftigen vollelektrischen Flug-Ride-Hailing-Dienstes herausfinden wollte, half das National Renewable Energy Laboratory (NREL) dabei, eine technologische Vogelperspektive zu liefern.

Es ist aus vielen Gründen wichtig, die potenziellen Auswirkungen zu kennen, wenn solche Dienste in die Luft gebracht werden – zum Beispiel aus der Logistik –, aber für NREL-Forscher ist es von größter Bedeutung, zu erfahren, wie Flugtransporte mit nationalen Dekarbonisierungsbemühungen kombiniert werden könnten.

Der Transportsektor ist derzeit für etwa 29 % der gesamten Treibhausgasemissionen der USA verantwortlich und ist damit eines der größten Ziele zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks. Darüber hinaus verursacht die kommerzielle Luftfahrt 11 % der Treibhausgasemissionen des gesamten Transportsektors, und ihre Auswirkungen auf das globale Klima gelten aufgrund der kumulativen Wärmespeicherwirkung von Kondensstreifen, Stickoxiden, Wasserdampf, Sulfat-Aerosolgasen, Ruß und anderen als noch größer Aerosole.

Joby Aviation war sich der jahrelangen nachhaltigen Luftfahrtforschung von NREL bewusst und kontaktierte das Zentrum für integrierte Mobilitätswissenschaften (CIMS) für Hilfe. Das Unternehmen nutzte auch die Fähigkeiten und das Fachwissen von NREL zur Lebenszyklusanalyse (LCA).

„NREL hat eine lange Geschichte als führende LCAs im Energiesektor“, sagte Claire Boland, Nachhaltigkeitsleiterin bei Joby Aviation. „Die Unterstützung unserer Ökobilanz durch einen Dritten war für beide Seiten wertvoll, da Joby diesen Gedanken in unsere strategische Entwicklung einbetten und sicherstellen kann, dass er mit den Standards der wissenschaftlichen Literatur übereinstimmt, während NREL mehr über die Auswirkungen neuer Luftfahrttechnologien auf die Emissionsreduzierung erfahren hat.“ .“

Eric Tan, leitender Forschungsingenieur und Nachhaltigkeitsanalyst beim NREL, und Raffaele Russo von Joby Aviation haben sich zusammengetan, um die LCA-Forschungsstudie zu leiten. Die Ergebnisse ihrer Partnerschaft wurden kürzlich als Kapitel im Buch Sustainability Engineering veröffentlicht: „Vollelektrische vertikale Start- und Landeflugzeuge (eVTOL) für nachhaltiges Reisen in der Stadt.”

Die NREL-Partnerschaft zeigt, wie die Nachhaltigkeitsbemühungen von Joby Aviation dazu beitragen könnten, die globale Klimakrise künftig abzumildern. Die Fallstudie dient als Modell für die Durchführung einer Ökobilanz für die eVTOL-Flugzeugindustrie. Darüber hinaus bietet es Leitlinien zur Unterstützung der Entwicklung umweltbewusster Herstellungspraktiken und zum besseren Verständnis des betrieblichen Klima-Fußabdrucks. Die Studie untersucht seine Herstellungsprozesse, die Art und Weise, wie Passagiere zwischen städtischen Standorten transportiert werden, jeden Aspekt seiner Lieferkette und sogar, was mit dem Flugzeug passiert, nachdem es ausgemustert wurde.

„Jede Dienstleistung hat Auswirkungen auf die Umwelt, nicht nur im Hinblick auf Treibhausgasemissionen oder CO2-Fußabdruck, sondern auch im Hinblick auf den Wasser- und Energieverbrauch“, sagte Tan. „Man muss den Hotspot der Lieferkette identifizieren. Sie müssen herausfinden, was am meisten zum CO2-Fußabdruck dieses Dienstes beiträgt. Dann können Forscher und Entscheidungsträger eine bessere und effizientere Version entwerfen, um Wege zu finden, den gesamten CO2-Fußabdruck zu reduzieren.“

Auf dem Weg zu einem CO2-neutralen Passagierflug

Wie Ride-Hailing-Dienste für die Luft entwickelt Joby Aviation einen kommerziellen eVTOL-Passagierdienst. Mit einer Smartphone-App könnten Menschen eine Fahrt buchen und sich von einem Ort zu einem nahegelegenen Ziel bringen lassen – etwa vom Flughafen zu einem Hotel in der Innenstadt. Es ist für Flüge zwischen 5 und 50 Meilen in überlasteten Städten wie New York, Los Angeles und London konzipiert.

Mit der Umstellung der Luftfahrt von erdölbasiertem Flugtreibstoff auf umweltfreundlichere Energieträger wie kohlenstoffarme, nachhaltige Flugtreibstoffe, Wasserstoff und in Batterien gespeicherten Strom besteht das Potenzial für eine deutliche Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Lebenszyklus, die für die Dekarbonisierung des Flugverkehrs von entscheidender Bedeutung sind Mitte des Jahrhunderts.

Joby Aviation berichtete, dass das Ziel seiner Flugzeuge darin besteht, sowohl den städtischen Mobilitätsbedarf zu decken als auch den Übergang der Luftfahrtindustrie zu klimaneutralem Fliegen zu unterstützen.

Im Juli das Unternehmen veröffentlichte seinen ersten Umwelt-, Sozial- und Governance-Bericht da sein Dienst der kommerziellen Einführung näher rückt. Enthalten sind die gesamten Bilanzierungsdetails zum CO2-Fußabdruck des Unternehmens sowie die Ergebnisse der ersten umfassenden Ökobilanz von NREL sowohl für die Herstellung als auch für den Betrieb der eVTOL-Branche.

NREL-Forscher halfen dem Unternehmen dabei, die Kohlenstoffintensität seines eVTOL-Flugzeugs im Lebenszyklus von der Rohstoffgewinnung bis zum Betrieb zu quantifizieren und Möglichkeiten zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen in der gesamten Materialproduktion, Fertigung und im Flugzeugbetrieb zu identifizieren.

Die Studie ermutigte Joby Aviation außerdem dazu, die LCA-Analyse des eVTOL-Dienstes alle 18 bis 24 Monate erneut zu überprüfen, sobald neue Informationen verfügbar sind. Die Methoden hinter LCA sind Modelle zur Berichterstattung über den CO2-Fußabdruck von Flügen als Funktion der Flugzeugherstellung, der Treibstoff- oder Energieproduktion, des Fahrzeugbetriebs und darüber hinaus.

Auch NREL profitierte davon, da Joby auch mit Forschern zusammenarbeitete, um vorläufige Leitlinien für die eVTOL-Branche zur Durchführung einer eVTOL-Ökobilanzstudie zu entwickeln, insbesondere dazu, wie das Problem definiert werden kann, die richtigen Informationen von Ingenieuren innerhalb und außerhalb ihrer eigenen Organisation eingeholt werden und in welchen Bereichen konzentrieren Sie sich auf.

„Die Ökobilanzforschung ist ein wichtiger Teil der Nachhaltigkeit unseres Planeten, unserer Menschheit. Die Bewertung des CO2-Fußabdrucks über den gesamten Lebenszyklus ist für die Eindämmung des Klimawandels von wesentlicher Bedeutung“, sagte Tan. „Die aufstrebende eVTOL-Branche bietet LCA eine hervorragende Gelegenheit, die Entwicklung der Technologie in eine Richtung zu unterstützen, die einem nachhaltigen Transport zugute kommt. LCA-Studien können quantitative Erkenntnisse über die Auswirkungen der Designentscheidungen von eVTOL-Flugzeugen auf die Umweltauswirkungen liefern, einschließlich der Treibhausgasemissionen im Lebenszyklus, die zur globalen Erwärmung und zum Klimawandel beitragen.“

Transparente, rechenschaftspflichtige Ökobilanzen sind entscheidend für die Zukunft der nachhaltigen Luftfahrt

Da so viele Unternehmen behaupten, dass ihre Produkte nachhaltig seien, helfen Ökobilanzen dabei, diese Aussagen zu quantifizieren, indem sie eine systemische Analyse der Umweltauswirkungen eines Prozesses, Systems oder einer Dienstleistung über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg liefern.

Tan sagte, dass die LCA für Joby dabei hilft, nachhaltige Herstellungspraktiken für eVTOLs zu unterstützen, ein besseres Verständnis ihres Klima-Fußabdrucks zu liefern und Möglichkeiten für Verbesserungen zu identifizieren. Die Studie enthält auch Beispiele dafür, wie man eine Umweltaussage macht und wie man die Ergebnisse der Ökobilanz berichtet und einem breiteren Publikum präsentiert.

Er sagte jedoch, dass die Quantifizierung und Messung des Fortschritts mit der Einführung nachhaltigerer Technologien komplexer werde. Blockchain kann bei der Verknüpfung helfen Jeder Teil einer Ökobilanz zur Bestandsverfolgung, was zum Verständnis des Joby eVTOL und anderer Studien zu nachhaltigen Flugzeugen hilfreich ist.

„Sie können zum Anfang der Lieferkette zurückkehren. Sie können ein Teil von einem Ort aus und ein anderes Teil von einem anderen Ort aus verfolgen“, sagte Tan. „Sie möchten die Unsicherheiten minimieren, deshalb müssen Sie äußerst transparent sein und sicherstellen, dass Sie sich vollkommen auf die Quelle der Daten verlassen können, die Sie für die Ökobilanz verwenden. Es ist gut, eine Blockchain zu haben, um all das im Auge zu behalten.“

Blockchain ist eine digitale Buchhaltungstechnologie, mit der Transaktionen unabhängig überprüft und verfolgt werden können. Obwohl die Technologie häufig mit Kryptowährungen und dem Schutz von Online-Einkäufen in Verbindung gebracht wird, kann sie auch in anderen Bereichen hilfreich sein. In Verbindung mit den strengen LCA-Methoden von NREL kann Blockchain Luftfahrtunternehmen dabei helfen, die Auswirkungen und Vorteile nachhaltiger Flugkraftstoffe und -technologien zu quantifizieren und abzuwickeln.

Laut Brett Oakleaf, einem strategischen Partnerschaftsmanager für die Innovation, Partnering and Outreach Group von NREL, könnte ein solcher Ansatz von zentraler Bedeutung für das Ziel von NREL sein, die CO2-Intensität von Flugdiensten dauerhaft zu senken und gleichzeitig den CO2-Fußabdruck, die Mobilität und die Widerstandsfähigkeit grundlegend zu verbessern das gesamte Ökosystem der Luftfahrt.

„Das Interesse und die Bedürfnisse dieser Branche nehmen rapide zu“, sagte er. „Sowohl Ökobilanzen als auch technisch-ökonomische Analysen helfen Unternehmen dabei, Projekte nach Kosten und ökologischen Auswirkungen zu priorisieren und zu fokussieren.“

Erfahren Sie mehr über NRELs Nachhaltige Luftfahrtforschung und wie man gezielte Lösungen zur Überwindung der größten Hindernisse bei der Dekarbonisierung des Luftverkehrs schafft.

Von Ryan Horns, mit freundlicher Genehmigung von NREL