Nhiên liệu sạch: Tương lai của ngành hàng không

Tin Khoa học - Công nghệ

Nhiên liệu sạch: Tương lai của ngành hàng không

Cập nhật: Thứ hai, 5/2/2024 | 5:03:46 Chiều

Một ngày nào đó, máy bay sẽ không sử dụng xăng dầu mà sẽ bay với "chế độ" ổn định gồm chất béo, tinh bột, đường, rác… cùng với các nguồn nhiên liệu lạ khác. Đây là kế hoạch của American, Delta và United, những hãng hàng không đã đặt ra mục tiêu đầy tham vọng là giảm lượng khí thải carbon vào năm 2050.

Xu thế chung

Năm ngoái, Hãng hàng không Virgin Atlantic đã thực hiện thành công chuyến bay qua Đại Tây Dương sử dụng hoàn toàn nhiên liệu tổng hợp từ mỡ và đường thực vật. Bước tiến này mở ra một tương lai nhiên liệu hàng không bền vững (SAF). SAF là cách gọi chung cho những dòng nhiên liệu hàng không phát thải carbon ít hơn xăng máy bay thông thường, được sản xuất từ các nguồn tài nguyên như dầu có nguồn gốc sinh học, phụ phẩm nông nghiệp...

Hãng Virgin Atlantic đã nhận được giấy phép từ Cơ quan Hàng không Dân dụng Vương quốc Anh để thực hiện chuyến bay xuyên Đại Tây Dương theo kế hoạch dài hạn sử dụng 100% nhiên liệu hàng không bền vững (SAF). Ảnh: VIRGIN ATLANTIC

Máy bay Boeing 787 được hãng Virgin Atlantic sử dụng trong chuyến bay nói trên dùng loại SAF có lượng phát thải carbon ít hơn 70% so với xăng máy bay tổng hợp từ dầu mỏ. Trước đó, một máy bay chở khách A380 của hãng Airbus cũng lần đầu thử nghiệm chuyến bay kéo dài 3 giờ sử dụng hoàn toàn nhiên liệu chủ yếu làm từ dầu ăn và mỡ thải. Đến nay, chưa ai thiết kế được loại pin đủ nhẹ nhưng cũng phải đủ mạnh để cung cấp điện cho máy bay thương mại. Vì vậy, cách thực tế nhất để giảm lượng khí thải của ngành hàng không là yêu cầu máy bay sử dụng SAF.

Tuy nhiên, việc giảm lượng khí thải carbon của máy bay sẽ phụ thuộc vào việc tìm nguồn nguyên liệu bởi không một nguồn nào trong số các nguyên liệu tiềm năng đáp ứng được toàn bộ nhu cầu về nhiên liệu. Mặc dù chính quyền Tổng thống Mỹ Joe Biden đã đặt mục tiêu nâng mức đáp ứng nhiên liệu bền vững của ngành hàng không lên 100% vào năm 2050, nhưng năm ngoái Mỹ cũng chỉ sản xuất đủ nhiên liệu bền vững để đáp ứng chưa đến 0,2% mức tiêu thụ nhiên liệu của ngành hàng không nước này.

Tìm nguồn cung

Gần như tất cả nhiên liệu máy bay bền vững cho đến nay đều được làm từ một số dạng chất béo, bao gồm dầu ăn đã qua sử dụng, dầu thực vật và mỡ động vật, nhưng cung không đủ cầu. Mỹ và châu Âu hiện đang sử dụng gần như toàn bộ nguồn cung cấp dầu ăn đã qua sử dụng trong nước và nhập khẩu thêm chất béo thải từ châu Á để sản xuất nhiên liệu sinh học cho máy bay, ô tô và xe tải.

Nhóm nhiên liệu máy bay bền vững tiếp theo sẽ được tung ra thị trường Mỹ trong thời gian tới có thể được sản xuất từ bắp và mía. Trước đây, các nhà máy lọc nhiên liệu đã lên men tinh bột và đường trong các loại cây trồng này thành ethanol, sau đó trộn vào xăng và dầu diesel. LanzaJet - công ty khởi nghiệp về nhiên liệu thay thế - đã mở nhà máy đầu tiên trên thế giới sản xuất nhiên liệu máy bay sử dụng ethanol làm từ bắp Mỹ, mía Brazil...

Có một hạn chế là nhiên liệu làm từ cây lương thực có thể sẽ không bền vững bằng nhiên liệu làm từ chất thải. Đất nông nghiệp có hạn và việc mở thêm diện tích cây trồng làm nhiên liệu sinh học có thể dẫn đến những hậu quả xấu về môi trường như sử dụng quá nhiều nước và gây phá rừng, thải ra nhiều carbon hơn vào khí quyển. Để đáp ứng toàn bộ nhu cầu nhiên liệu của ngành hàng không Mỹ bằng ethanol bắp, nước này sẽ phải trồng 114 triệu mẫu bắp - một diện tích lớn hơn bang California. Theo tờ Washington Post, đây là lý do tại sao các quy định của châu Âu không coi hầu hết nhiên liệu sinh học làm từ cây lương thực là "bền vững” và nhiên liệu máy bay phản lực làm từ ethanol bắp cũng có thể không đủ điều kiện nhận ưu đãi thuế theo định nghĩa của Mỹ.

Để thay thế, các nhà sản xuất đang phát triển các phương pháp sản xuất nhiên liệu máy bay từ cây che phủ cellulose, một loại cỏ che phủ thường được trồng ở các trang trại giữa các mùa sinh trưởng thông thường để giữ cho đất khỏe. Do phát triển trái vụ nên những cây này sẽ không giành đất nông nghiệp với các loại cây lương thực, vì vậy chúng sẽ bền vững hơn.

Một số công ty đang biến rác thải thành nhiên liệu máy bay. Trong số này có nhà máy lọc dầu Fulcrum Bioenergy ở Mỹ, đã mở một nhà máy biến rác thải thành nhiên liệu vào năm 2022. Nhưng không phải tất cả rác thải đều là nguyên liệu tốt, mà cần phải phân loại chúng. Cũng có một số dạng chất thải khác phù hợp hơn, như chất thải nông nghiệp, bao gồm: thân, lá và các sản phẩm chưa được hái, hoặc vỏ trấu và vỏ còn sót lại sau khi chế biến thực phẩm. Cành cây và vỏ cây sót lại từ việc khai thác gỗ, mùn cưa và dăm gỗ cũng có thể là nguồn nguyên liệu. Nhiên liệu hydro xanh cũng được đánh giá cao.

Theo dự đoán của SkyNRG, một nhà sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững, tuy việc sản xuất nhiên liệu máy bay từ hydro chưa phát triển, nhưng một khi sản xuất bắt đầu tăng lên, hydro xanh sẽ nhanh chóng trở thành một trong những nguồn nhiên liệu bền vững lớn nhất.

Theo Khánh Hưng/SGGP