In Teil eins dieser jahrzehntelangen Projektion der Flugzeugbetankung stelle ich ein Szenario der stetigen Zunahme der Batterieelektrifizierung der Luftfahrt und der steigenden und sinkenden Biokraftstoffe bis zum Ende des Jahrhunderts vor. Im zweiten Teil werden die Auswirkungen dieser Verschiebung auf die Auswirkungen des Luftverkehrs auf die globale Erwärmung untersucht. Es sind gute Nachrichten, aber keine großartigen Nachrichten.
Zur Erinnerung: Die Prognose sieht eine Erholung der Luftfahrt unter das Niveau von 2019 und dann eine stagnierende statt einer Zunahme. Elektrifizierung und Biokraftstoffe beginnen erst in der zweiten Hälfte der 2030er Jahre, den Weltraum zu durchdringen, aber dann brechen die aus fossilen Brennstoffen gewonnenen Kerosine bis 2060 schnell ein Auch Biokraftstoffe am Ende des Jahrhunderts werden weitgehend der Vergangenheit angehören. Für diejenigen, die das für aggressiv halten: Vor 80 Jahren besaßen nur wenige Menschen Autos und fast niemand war in einem Flugzeug geflogen.
Aber die Frage ist die globale Erwärmung und so weiter zu den Emissionsäquivalenten.
Diagramm nach Autor
Ähnlich wie in Teil 1 werde ich eine Reihe offensichtlicher Beobachtungen nennen und einige nicht so offensichtliche.
Zuerst, Die luftfahrtbedingten Emissionen der globalen Erwärmung sind während COVID-19 stark gesunken. Unabhängig von der Maßnahme, ob direktes CO2, NOx oder Kondensstreifen, kam es in den letzten zwei Jahren nicht zu enormen Flügen. Es ist relativ unbedeutend im Vergleich zur Geschichte der CO2e-Emissionen, die die Erwärmung für das nächste Jahrhundert vorantreiben werden, unabhängig davon, was wir sonst noch tun, aber es ist immer noch da.
Zweitens wird die Luftfahrt meiner Meinung nach zwar nicht auf das Niveau von 2019 zurückkehren, aber dennoch in den nächsten acht Jahren einen angemessenen Betrag erholen, und die Emissionen werden dadurch steigen.
Drittens wird es wahrscheinlich Es dauert drei Jahrzehnte, bis die Nettoemissionen des Luftverkehrs wieder unter das Niveau von 2020 fallen. Das ist ein Problem, aber sie werden immer noch deutlich unter dem Niveau von 2019 liegen. Diese Prognose legt jedoch nahe, dass die Luftfahrt zwar ein hartes Ziel ist, ihr jedoch mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden muss. Die Luftverkehrsemissionen, die in diesem Jahrzehnt erheblich ansteigen, sind keine Klimalösung.
Vierte, Kondensstreifen und NOx CO2e-Verhältnisse machen deutlich, dass Biokraftstoffe keine langfristige Lösung sind. Beides sind signifikante Erwärmungsnebenwirkungen der Verbrennung von Kraftstoffen. Das Modell beinhaltet Betriebsänderungen, die die Bildung und Auswirkungen von Kondensstreifen erheblich reduzieren, was durch Änderungen der Betriebshöhe von nur 500 Metern im Wesentlichen erreicht werden kann. Aber die Verbrennung von Brennstoffen in unserer Atmosphäre erzeugt NOx mit dem 265-fachen des Treibhauspotenzials von CO2. Biokraftstoffe reduzieren CO2 aus dem Kraftstoff erheblich und Betriebsänderungen reduzieren CO2e aus Kondensstreifen, aber NOx bleibt bestehen. Sie sind jedoch viel besser als fossile Brennstoffe. Mein Verständnis – bitte korrigieren Sie mich, wenn ich falsch liege – ist, dass die elektrische Luftfahrt keine Kondensstreifen erzeugen sollte.
Fünfte, der anfängliche CO2e von Strom ist relativ hoch, nimmt aber bis 2040 deutlich ab mit Netzdekarbonisierung. Infolgedessen steigen die CO2e-Einsparungen durch die Elektrifizierung mit der Zeit pro Milliarde Barrel Kraftstoffäquivalent.
Sechste, Biokraftstoffe sind auch anfangs reich an CO2e, nehmen aber im Laufe der Zeit ab. Agrigenetik im Zusammenhang mit der Stickstofffixierung an den Wurzeln von Pflanzen gemäß Pivot Bio, die daraus resultierende Reduzierung von Ammoniakdüngern aus fossilen Brennstoffen, die Präzisionslandwirtschaft, die den Düngemittelverbrauch weiter senkt, und die Landwirtschaft mit geringer Bodenbearbeitung werden die Emissionen der Landwirtschaft in den kommenden Jahrzehnten radikal reduzieren. Jedes heute verwendete Pfund Dünger entspricht 9 Pfund CO2 zwischen der direkten Nutzung fossiler Brennstoffe und der Bildung von Lachgas nach der Anwendung. Weniger Dünger, der sehr präzise von elektrifizierten Landmaschinen ausgebracht wird, bringt die Landwirtschaft nahezu emissionsfrei. Ich habe in dieser Analyse konservativ nicht von einer Kohlenstoffbindung des Bodens durch die Landwirtschaft ausgegangen, aber viele Studien prognostizieren das Potenzial für die Landwirtschaft aller Art, kohlenstoffnegativ zu werden. Dies würde übrigens nichts an der Notwendigkeit ändern, Biokraftstoffe aufgrund von Kondensstreifen und NOx zu eliminieren, sodass diejenigen, die denken, dass Biokraftstoffe eine Zukunft nach 2100 haben, noch einmal darüber nachdenken können.
Siebte, Es dauert bis 2100, bis sich die Emissionen Null nähern. Bis 2090 und 2100 wird es sowohl bei Kerosin aus fossilen Brennstoffen als auch bei SAF-Biokraftstoffen einen langen Schwanz geben. Die direkten und indirekten Emissionen sind immer noch beträchtlich. Strom wird ebenfalls einen langen Schwanz bei der Senkung der Emissionen haben. Dies ist zu erwarten und, wenn nicht angenommen, zumindest anzuerkennen. Es wird lange dauern, die Long-Tail-CO2e-Emissionen loszuwerden.
Achte, Wasserstoff wird in diesem Diagramm nicht angezeigt weil seine übermäßigen Emissionen in einer Welt, die nicht töricht versucht, es als Treibstoff zu verwenden, irrelevant sind. Laut meiner Prognose müssen wir grünen Wasserstoff für die 90 Millionen Tonnen der derzeitigen Verwendungen erhalten, die im Jahr 2100 noch bestehen werden.
Ähnlich wie in Teil 1 ist hier die numerische Version des Diagramms.
Die erste offensichtliche Sache aus der numerischen Darstellung ist, dass 2020 gemäß dieser unvollkommenen Bewertung nur 55% der luftfahrtbedingten Emissionen im Jahr 2019 verzeichnete. Ein Schimmer eines Silberstreifens auf der dunklen Wolke von COVID. Das Geschäft ist noch nicht stehen geblieben, dennoch gab es 45% weniger Emissionen aus dem Flugverkehr.
Die zweite offensichtliche Sache ist, wie gering die Emissionen der elektrischen Luftfahrt in direktem Treibstoff CO2e sind. In den ersten Jahrzehnten sind die absoluten Zahlen winzig, weil der Prozentsatz der Flüge winzig sein wird. Aber in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts, da die batterieelektrische Luftfahrt fast den gesamten Marktanteil auffrisst, sinken ihre Emissionen radikal. Dies ist der Wert eines kohlenstoffarmen Ökosystems, in dem eine kohlenstoffarme Erzeugung elektrifizierte Energiedienstleistungen einspeist.
Drittens basieren die Verhältnisse für NOx und Kondensstreifen auf einigen Studien, sind aber unvollkommen. NOx hat in unterschiedlichen Höhen und unterschiedlichen atmosphärischen Zusammensetzungen stark unterschiedliche Auswirkungen, so dass dies notwendigerweise ein sehr grobes Verhältnis ist. Kondensstreifen sind ebenfalls eine Annäherung. Sie sind problematisch für Turbofans in großen Höhen und sehr problematisch für Nachtflüge mit Turbofans in großer Höhe, aber Betriebsänderungen verringern die Kraftstoffeffizienz und beeinträchtigen somit die CO2e-Einsparungen in dieser Hinsicht. Die Verhältnisse für NOx und Kondensstreifen werden daher durch Flüge in niedrigerer Höhe mit unterschiedlichen Treibstoffen und Mischungen erschwert. Turbofans in der Höhe sind das Untersuchungsgebiet für einen Großteil davon, aber die Verlagerung der Flüge zu Regionalflügen und Flügen in niedrigerer Höhe verschleiert die Ergebnisse. Ich würde mich über Hinweise auf bessere Blended-Studies diesbezüglich freuen.
Es lohnt sich, die Beiträge von SAF-Biokraftstoffen in diesem Modell hervorzuheben, da sie beträchtlich, wenn auch an sich unzureichend sind.
Diagramm nach Autor
Tabelle nach Autor
Wie Mark Z. Jacobson zu Recht betont, sind SAF-Biokraftstoffe aufgrund ihrer noch vorhandenen Kondensstreifen, NOx und Rußemissionen keine endgültige Lösung. Wenn jedoch die Reduzierung der landwirtschaftlichen Betriebsmittel in den kommenden Jahrzehnten die direkten CO2-Emissionen des Biokraftstoffs erheblich senkt und sie immer noch bei ~25 % des heutigen Gesamtlebenszyklus-CO2 liegen, liegen die jährlichen Gesamteinsparungen mit SAF-Biokraftstoffen im Bereich von 400 Tonnen CO2e jährlich. Das ist Material. Und wie man sieht, beträgt der Longtail ohne SAF-Biokraftstoffe immer noch 60 Mio. Tonnen pro Jahr.
Schließlich möchte ich die Leser, die es bis hierher geschafft haben, daran erinnern, dass meine Meinung zwar professionell, informiert, breit und ziemlich tiefgründig ist, aber immer noch nur eine Meinung ist und daher am unteren Ende der Beweisleiter steht. Und obwohl ich eine Erfahrung mit der Luftfahrt und dem Transportsektor habe und mich seit einem Jahrzehnt mit verkehrsbedingten Emissionen und Alternativen beschäftige, ist mein Berufsleben nicht nur diesem Thema gewidmet. Die Fehlerbalken dieser Projektionen sind breit.
Das heißt, die allgemeinen Umrisse halte ich für richtig. Wie ich in meiner Einschätzung von Wasserstoff als Flugkraftstoff und den Einschätzungen derer, die ihn mögen, sagte, erfordern sie die Annahme wirklich außergewöhnlicher Fortschritte, die nach den Gesetzen der Physik nicht realisierbar zu sein scheinen. Die Wirtschaftlichkeit von Alternativen und die betrieblichen Anforderungen scheinen sie so unrentabel zu machen, dass sie leicht von der Hand gewiesen werden können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die batterieelektrische Luftfahrt bis 2070 über 50 % der Flüge ausmachen und bis 2100 nahezu 100 % ausmachen wird. Biokraftstoffe werden bis 2060 steigen und dann wieder sinken. Dies ist eine unvollkommene Lösung, aber Perfektion ist der Feind des Guten genug. Diese Prognose sieht vor, dass die gesamte luftfahrtbedingte Erwärmung bis 2060 unter einem Drittel des Niveaus von 2019 liegt und bis 2100 weiter gegen Null sinkt. In 80 Jahren flygskam wird der Vergangenheit angehören.
Bei dieser Untersuchung der Elektrifizierung der Luftfahrt gibt es noch mindestens einen weiteren Faden: E-Vtole vs. E-Ctole. Das Ark Investment Management von Cathie Wood beschäftigt sich stark mit elektrischen vertikalen Start- und Landeflugzeugen, weil es der Ansicht ist, dass neue Geschäftsmodelle geschaffen werden. Ich denke, sie verpassen die Wette. Bleiben Sie dran.
Weitere Referenzen:
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