Motivasi untuk Bahan Bakar Penerbangan yang Berkelanjutan


Motivasi untuk Bahan Bakar Penerbangan yang Berkelanjutan

Laporan baru menguraikan jalur penelitian masa depan menuju dekarbonisasi maskapai penerbangan

  • Laporan menyarankan jalur penelitian untuk memajukan bahan bakar penerbangan berkelanjutan.

    Kredit: Andrey Armyagov | Shutterstock.com

    Laporan menyarankan jalur penelitian untuk memajukan bahan bakar penerbangan berkelanjutan.

  • PNNL mengembangkan katalis eksklusif untuk mengubah etanol, yang dihasilkan dari limbah karbon, menjadi bahan bakar jet yang disetujui untuk digunakan dalam penerbangan komersial.

    Kredit: Foto oleh Andrea Starr | Laboratorium Nasional Pacific Northwest

    PNNL mengembangkan katalis eksklusif untuk mengubah etanol, yang dihasilkan dari limbah karbon, menjadi bahan bakar jet yang disetujui untuk digunakan dalam penerbangan komersial.


Oleh Susan Bauer

Perjalanan udara global menghabiskan lebih dari 100 miliar galon bahan bakar jet setiap tahun. Itu diharapkan meningkat dua kali lipat pada tahun 2025 menjadi 230 miliar galon. Terlepas dari pandemi saat ini, proyeksi ini mencerminkan permintaan penumpang yang diantisipasi di masa depan. Maskapai ingin memenuhi permintaan pasar sekaligus mengurangi emisi karbon mereka.

Faktanya, maskapai penerbangan di seluruh dunia telah berkomitmen untuk pertumbuhan netral karbon mulai tahun 2021. Sebagai bagian dari komitmen tersebut, maskapai penerbangan AS telah menetapkan tujuan untuk mengurangi emisi karbon dioksida hingga 50 persen pada tahun 2050 dibandingkan dengan level tahun 2005.

Mencapai tujuan itu tidak akan mudah. Pesawat listrik tidak akan membuat banyak penyok karena baterainya hanya dapat memberi daya pada bidang cahaya terkecil. Satu-satunya cara untuk mencapai tujuan pengurangan emisi adalah dengan bahan bakar cair yang memiliki jejak karbon lebih rendah: Bahan Bakar Penerbangan Berkelanjutan (SAF).

John Holladay dari Laboratorium Nasional Pacific Northwest menulis bersama laporan terbaru yang menyajikan jalur menuju bahan bakar jet yang berbiaya rendah, bersih pembakaran, dan rendah jelaga.

“Saat ini, ada tujuh jalur SAF yang disetujui, tetapi penggunaannya terbatas. Maskapai benar-benar ingin menggunakan SAF tetapi harus kompetitif biaya dengan bahan bakar berbasis minyak bumi, karena bahan bakar menyumbang sekitar 30 persen dari biaya operasional maskapai, ”kata Holladay, manajer sektor transportasi di PNNL yang membantu mengembangkan limbah. -bahan bakar karbon yang digunakan dalam penerbangan Virgin Atlantic.

Laporan, Bahan Bakar Penerbangan Berkelanjutan: Tinjauan Jalur Teknis, ditulis oleh PNNL, Laboratorium Energi Terbarukan Nasional, dan Universitas Dayton untuk Kantor Teknologi Bioenergi (BETO) di Kantor Efisiensi Energi dan Energi Terbarukan Departemen Energi AS. Ini menguraikan kebutuhan penelitian untuk menghasilkan lebih banyak bahan bakar jet dari sumber daya terbarukan dan terbuang percuma.

Laporan ini menyajikan wawasan baru yang dihasilkan dari studi industri penerbangan, bahan bakar jet komersial, komposisi, spesifikasi dan proses sertifikasi, serta tantangan dan keberhasilan dengan jalur kimia yang disetujui yang mengubah biomassa menjadi bahan bakar jet. Laporan ini juga menilai peningkatan proses, analisis teknoekonomi, dan masalah rantai pasokan.

Memecahkan masalah lain

Sebagaimana dirinci dalam laporan, biaya bahan baku berkelanjutan kemungkinan besar dapat dikurangi dengan melihat biomassa non-tradisional. Ide klasik tentang jagung atau tanaman tertentu yang ditanam untuk menghasilkan bahan bakar digantikan dengan penggunaan bahan limbah non-tradisional. Masalah lingkungan seperti limbah padat perkotaan, limbah, gas limbah seperti karbon monoksida, dan bahkan plastik dekonstruksi merupakan sumber karbon yang kaya yang dapat diubah menjadi bahan bakar jet.

Lemak dan limbah pertanian atau sisa hutan adalah jenis bahan buangan lainnya, yang dapat diolah dengan proses biologis atau termal yang ada untuk menghasilkan bahan perantara berkualitas tinggi.

“Membutuhkan uang kota dan perusahaan untuk mengelola dan mengolah limbah ini, tetapi ketika kita dapat mengubah kewajiban ini menjadi produk bernilai tinggi, proposisi nilai berubah sama sekali,” kata Holladay. “Ketika kita memasukkan bahan baku berbiaya rendah ini, akan ada cukup biomassa untuk skala ke tingkat produksi industri. Beberapa bahan baku bahkan gratis, dan itu mengurangi biaya SAF secara signifikan. ”

Mengoptimalkan properti bahan bakar jet

Dalam waktu dekat, peningkatan kapasitas produksi bahan bakar yang telah disetujui sangatlah penting. Tetapi pada akhirnya, menyediakan bahan bakar yang memiliki sifat yang lebih baik, dalam batasan spesifikasi, semakin meningkatkan kemungkinan untuk menarik pasar, menurut laporan itu.

“Kami tidak harus hanya meniru bahan bakar berbasis minyak bumi,” kata Holladay. “Jika kita akan membuat bahan bakar baru, sebaiknya kita juga membuat bahan bakar yang lebih baik. Dan dengan penelitian dan pengembangan tambahan yang disarankan dalam laporan ini, kami bisa. ”

Laporan tersebut menyerukan pemahaman yang lebih dalam tentang sifat bahan bakar kritis dari empat kelompok hidrokarbon yang membentuk bahan bakar jet. Keluarga ini dijelaskan dalam istilah kimia sebagai aromatik, n-alkana, iso-alkana, dan sikloalkana. Dua keluarga molekul terakhir menyediakan semua properti yang dibutuhkan dalam bahan bakar jet. Dua yang pertama, aromatik dan n-alkana akan sering diproduksi bersama; Namun, produksi primer mereka bukanlah wilayah penelitian yang optimal untuk SAF.

SAF pertama-tama dan terpenting harus aman untuk digunakan dalam perjalanan udara. Ini termasuk menghasilkan bahan bakar bersih yang tidak membahayakan mesin jet, yang tidak membeku di ketinggian, dan memiliki titik nyala rendah untuk pengisian bahan bakar yang aman di darat. Dengan memperhatikan keselamatan, ada peluang baru untuk mengurangi pembentukan jelaga dengan mengurangi jumlah aromatik dalam bahan bakar.

“Pada akhirnya kita membutuhkan SAF yang aman, murah, dan memiliki kandungan energi yang tinggi,” kata Holladay. ” Laporan tersebut merekomendasikan agar penelitian berfokus pada cara membuat iso-alkana dan sikloalkana berbiaya rendah yang dapat menghasilkan kinerja SAF yang lebih baik. ”

Pencampuran keduanya dapat memberikan bahan bakar kandungan energi yang lebih tinggi daripada bahan bakar jet sekaligus memenuhi spesifikasi kepadatan yang dibutuhkan, sehingga pesawat dapat terbang lebih jauh dengan bahan bakar lebih sedikit. Mereka juga dapat membakar lebih bersih dengan mengencerkan aromatik dalam bahan bakar. Aromatik menciptakan jelaga dan jejak kontrakan yang berkontribusi pada pemanasan atmosfer.

Ada banyak jenis iso-alkana dan cykoalkana yang dapat digunakan dalam bahan bakar jet, tetapi harganya mahal dan beberapa sikloalkana dapat membeku dalam suhu dingin yang ekstrem seperti yang dialami pada ketinggian jelajah. Tujuan penelitian yang direkomendasikan termasuk pemahaman yang lebih baik tentang pembakaran dan sifat molekuler sikloalkana dan bagaimana mereka dapat diproduksi secara murah dan disetujui untuk digunakan dalam bahan bakar jet.

Ini bahan bakarnya… dan banyak lagi

Laporan tersebut juga mencatat sifat bahan bakar kritis yang diperlukan untuk proses sertifikasi. Sertifikasi bahan bakar jet memakan waktu dan mahal dan hanya dapat dicapai dengan memahami sifat bahan bakar penting yang diperlukan dan dampaknya.

Para penulis juga mencatat bahwa biorefineries, yang akan mengubah biomassa dan limbah berbiaya rendah, harus serba guna dan menghasilkan berbagai jet dan bahan bakar lainnya. Teknologi harus memungkinkan kilang-kilang ini bersaing biaya bila dioperasikan pada skala yang jauh lebih kecil daripada kilang minyak bumi. Rantai pasokan — dari bahan baku dan infrastruktur hingga penyimpanan dan pengiriman — juga harus diperhitungkan saat mempertimbangkan biaya penuh bahan bakar. Topik tersebut perlu dibahas dalam penelitian dan analisis manfaat teknis dan ekonomi untuk industri SAF.

Laporan tersebut mendorong para peneliti AS untuk terlibat dengan mitra di Kanada dan Meksiko untuk memanfaatkan sinergi di seluruh Amerika Utara. Kanada adalah rumah bagi sepertiga dari hutan lestari bersertifikat dunia, dan Meksiko memiliki iklim hangat yang memfasilitasi pertumbuhan bahan baku berkelanjutan. Kedua negara dapat berkontribusi pada bahan baku biomassa dan menawarkan peluang unik untuk kolaborasi.

Laporan ini disiapkan oleh Holladay, Zia Abdullah di National Renewable Energy Laboratory, dan Joshua Heyne di University of Dayton. Ini adalah kompilasi informasi yang disintesis dari tiga lokakarya SAF yang didukung oleh BETO, dan mencakup informasi tambahan baru yang terinspirasi dari diskusi dengan pemangku kepentingan.

Diposting Oleh : http://54.248.59.145/

About the author