science >> Wetenschap >  >> Elektronica

Vliegen écht duurzaam maken

De nieuwe mini-raffinaderij op zonne-energie op het dak van het machinelaboratoriumgebouw van ETH in Zürich kan in de toekomst klimaatneutrale brandstoffen produceren voor een duurzame luchtvaart. Krediet:Tricklabor / ETH Zürich

CO 2 -neutrale synthetische brandstoffen zijn tegenwoordig technisch haalbaar en de beste belofte voor het koolstofarm maken van de luchtvaart. Met de juiste beleidsinstrumenten kunnen beloftes werkelijkheid worden, schrijft Anthony Patt.

Er ontstaan ​​technologieën die het mogelijk kunnen maken om met hernieuwbare energie te vliegen. De belangrijkste aanpak is het gebruik van hernieuwbare energie om CO . te synthetiseren 2 -neutrale koolwaterstofbrandstof uit water (H2O) en CO 2 verzameld uit de omgevingslucht. ETH-onderzoekers hebben onlangs een doorbraak gepresenteerd voor een zeer efficiënte productie van dergelijke brandstof met behulp van thermische zonne-energie.

In de tussentijd, veel voorstanders van klimaatbeleid steunen het idee om een ​​belasting op CO . te heffen 2 uitstoot van vliegen. Maar zou een CO 2 belasting leiden tot de invoering van synthetische brandstof of andere hernieuwbare technologieën? Het antwoord hangt af van de besteding van de belastinginkomsten.

Gewoon brandstof belasten zal bijna geen verschil maken

We kunnen inschatten hoe een zogenaamde Lenkungsabgabe het passagiersvolume zou beïnvloeden door gebruik te maken van gegevens over kostenstructuren van luchtvaartmaatschappijen en consumentengedrag, en of het zou leiden tot het overstappen van brandstof door technologiekosten te vergelijken.

Overweeg zo'n belasting van CHF 100 per ton CO 2 , vergelijkbaar met de huidige Zwitserse belasting op stookolie, en waarschijnlijk de bovengrens van wat politiek haalbaar is. Dit zou leiden tot een stijging van ongeveer 15 procent van de prijs van vliegen, en ongeveer 10 procent vermindering van het passagiersvolume. Aangezien de luchtvaartvraag met ongeveer 5 procent per jaar groeit, passagiersvolume zou over ongeveer twee jaar terug zijn naar waar we begonnen.

Hoe zit het met het effect op de brandstofkeuze? De huidige productiekosten voor synthetische brandstof bedragen ongeveer CHF 2 per liter. Toekomstige brandstof van productiefaciliteiten op basis van de nieuwe ETH-zonneraffinaderij zal waarschijnlijk minstens zo duur beginnen, maar de technologie wordt een stuk goedkoper als ze worden opgeschaald. Fossiele vliegtuigbrandstof kost CHF 0,50 per liter, met andere woorden CHF 1,50 goedkoper dan synthetisch.

Gezien het koolstofgehalte van brandstof, de CO 2 belasting zou minimaal CHF 300 per ton moeten bedragen om dit verschil te dekken. Voor CHF 100, de belasting zal luchtvaartmaatschappijen niet stimuleren om over te schakelen op synthetische brandstoffen. Zonder vraag naar de nieuwe technologie, de kosten zullen niet dalen, en we zullen niet dichter bij het koolstofarm maken van de luchtvaart zijn dan we nu zijn. Maar we kunnen uit deze impasse ontsnappen.

Belastinginkomsten gebruiken voor technologische ondersteuning

Het zal tientallen jaren duren om de productiecapaciteit op te bouwen om met synthetische brandstof aan de wereldwijde luchtvaartvraag te voldoen; de nieuwe ETH-technologie, bijvoorbeeld, zou vereisen dat een groter gebied dan dat van Zwitserland met thermische zonnecollectoren moet worden bedekt. Een ambitieus scenario zou zijn dat in de komende jaren 1 procent van de vliegtuigbrandstof synthetisch is, en vervolgens om de productiecapaciteit met ongeveer 20 procent per jaar te laten groeien, vergelijkbaar met de exponentiële groei die heeft plaatsgevonden met fotovoltaïsche zonne-energie (PV). Dat zou ons kort na 2030 op 5 procent synthetische brandstof in de luchtvaart brengen, en idealiter tegen 2050 100 procent zou kunnen bereiken.

Net als bij PV, de juiste beleidsinstrumenten kunnen dit mogelijk maken. Wat we nodig hebben is het creëren van een initiële vraag naar synthetische brandstof, investeringen stimuleren, en de extra kosten van synthetische brandstof op een aanvaardbare manier doorberekenen aan de consument.

Bijvoorbeeld, de overheid zou kunnen eisen dat brandstofleveranciers van luchtvaartmaatschappijen een fractie van synthetische brandstof bijmengen, beginnend onder 1 procent van het totale brandstofvolume, maar stijgen elk jaar. Inkomsten uit een luchtvaartbelasting of toeslag kunnen de meerkosten dekken. Een back-of-the-envelope berekening suggereert dat een initiële belasting van CHF 0,05 per liter op fossiele vliegtuigbrandstof meer dan voldoende zou zijn, en dit zou leiden tot een stijging van de vliegticketprijzen met ongeveer 3 procent.

Naarmate de fractie synthetische brandstof toeneemt, de belasting zou ook omhoog moeten, om het toenemende volume te dekken. Maar niet heel veel, omdat de productiekosten voor synthetische brandstof zullen dalen. Met voortdurende investeringen, het is realistisch om te verwachten dat de kosten van synthetische brandstof zullen dalen tot 1 CHF per liter. Over dertig jaar, een vliegtuigvlucht die 100 procent synthetische brandstof verbrandt, zou tegenwoordig ongeveer 25 procent meer kosten dan één brandende fossiele brandstof. We hebben de sector koolstofarm gemaakt, met passagiersprijzen die zo geleidelijk stijgen dat ze nauwelijks merkbaar zijn.

Een vergelijkbare aanpak heeft gewerkt voor zonne- en windenergie, elektrische auto's, en energiezuinige gebouwen. De precieze beleidsinstrumenten verschillen, maar in alle gevallen hebben beleidsmakers zich eerst gericht op het stimuleren van investeringen in de productie en het gebruik van hernieuwbare energie, en pas later bij het uitfaseren van het gebruik van fossiele brandstoffen, zodra de nieuwe technologie concurrerend en betrouwbaar is.

In het geval van de luchtvaart, wereldwijde decarbonisatie vormt een extra kans voor Zwitserland:veel van de belangrijkste innovaties voor de productie van synthetische brandstoffen hebben hier plaatsgevonden, en we hebben de patenten. Zwitserland heeft alle reden om het voortouw te nemen in het verduurzamen van de luchtvaart.