Noorse luchtvaartmanagers maken graag grapjes met elkaar dat toen God de luchtvaart schiep, hij dacht aan Noorwegen.

De lange kustlijn en het bergachtige binnenland van het land maken conventioneel reizen over de weg een uitdaging. Zelfs als we relatief korte afstanden afleggen in het bevolkte zuiden van Noorwegen, zeg maar van Bergen tot Trondheim, twee grote kuststeden op 700 km van elkaar, duurt tot 12 uur met de auto, maar slechts een uur met het vliegtuig.

Om al deze redenen en meer, de Noorse regering heeft als doel gesteld dat in 2030 30 procent van alle vliegtuigbrandstof die in Noorwegen wordt gebruikt, duurzaam geproduceerde biobrandstoffen zal zijn. Om deze overgang een vliegende start te geven, de regering kondigde in oktober aan dat luchtvaartmaatschappijen die actief zijn in het Noorse luchtruim tegen 2020 0,5 procent biobrandstof in hun vliegtuigbrandstof moeten gebruiken.

Twee onderzoekers van het Industrial Ecology Program van de Norwegian University of Science and Technology (NTNU) besloten te onderzoeken hoe de productie van biobrandstoffen voor de luchtvaart in Noorwegen het klimaat en andere milieuaspecten zou beïnvloeden die zijn vastgesteld in de Sustainable Development Goals van de Verenigde Naties, of SDG's. Deze doelen zijn ontwikkeld om de transitie van de wereld naar een duurzamere samenleving te begeleiden.

Ze ontdekten dat de productie van vliegtuigbrandstoffen uit bosbouwresiduen goed zou zijn voor het klimaat, maar sommige SDG's onder druk kan zetten, zoals Zero Hunger, Schoon water en sanitaire voorzieningen en verantwoorde consumptie en productie.

Het goede nieuws, zeggen de onderzoekers, is dat door dit te weten beleidsmakers en ingenieurs nu technologische verbeteringen en verbeteringen in de toeleveringsketen kunnen aanbrengen om nadelige bijwerkingen te verminderen. Deze kennis is vooral belangrijk nu de industrie steeds meer biobrandstoffen gaat maken.

"De mogelijkheden voor de luchtvaart zijn zeer beperkt, " zegt Francesco Cherubini, de senior auteur van de paper en een professor in het Industrial Ecology Programme. "Als we de luchtvaart koolstofarm willen maken, we moeten biobrandstoffen gebruiken. Er is hier veel potentieel."

Het artikel waarin hun onderzoek wordt beschreven, "Bijdrage van vliegtuigbrandstof uit bosresiduen aan meerdere doelstellingen voor duurzame ontwikkeling, " is gepubliceerd in Natuur Duurzaamheid .

Twee technologieën en Noorse bosbouwresiduen

Allereerst, de onderzoekers selecteerden twee verschillende technologieën die als marktklaar worden beschouwd.

De eerste was een alcohol-naar-jet brandstoftechnologie, die een biochemisch proces gebruikt om afval om te zetten in ethanol, die vervolgens wordt omgezet in vliegtuigbrandstof. De tweede is gebaseerd op een proces genaamd Fischer-Tropsch-synthese, dat met hoge temperaturen een soort synthetisch gas produceert dat vervolgens wordt omgezet in een vloeibare biobrandstof voor vliegtuigmotoren.

Vervolgens berekenden ze hoeveel afvalmateriaal beschikbaar zou kunnen zijn bij het Noorse bosbeheer, die momenteel eigenlijk nergens bosresten voor gebruikt. Gebaseerd op bosbouwpraktijken in andere Scandinavische landen, de onderzoekers stelden vast dat maar liefst 34 procent van de totale bosresten in Noorwegen zou kunnen worden gebruikt voor de productie van biobrandstof voor vliegtuigmotoren.

Vervolgens creëerden ze een model dat keek naar wat er zou gebeuren als Noorwegen bosresiduen zou gaan gebruiken voor de productie van vliegtuigbrandstof, met alle bijbehorende directe en indirecte emissies naar de lucht, water en bodem. Het goede nieuws, ze vonden, is dat Noorwegen mogelijk 20 procent van het verwachte gebruik van vliegtuigbrandstof in 2030 zou kunnen produceren uit bosresiduen, wat goed op weg is naar de beleidsdoelstelling van 30 procent van het land.

Maar de onderzoekers wilden ook zoeken naar mogelijke problemen, te. Dus lieten ze hun model draaien en kraakten hun cijfers.

Klimaatvoordelen op korte versus lange termijn

Vliegreizen stoten twee verschillende soorten vervuiling uit die schadelijk zijn voor het klimaat. De meest bekende zijn de CO ₂ emissies die het gevolg zijn van de verbranding van vliegtuigbrandstof.

Echter, wanneer een straaljager door de lucht reist, het vliegtuig laat ook een lang condensspoor achter, een contrail, wat een kortetermijneffect heeft op de temperatuur op aarde. Bij het verbranden van vliegtuigbrandstof ontstaan ​​ook aerosolen en zwarte koolstof, die ook een kortetermijneffect hebben op het klimaat.

De onderzoekers besloten te kijken hoe het verbranden van biobrandstoffen die met behulp van de twee verschillende processen zijn gemaakt, dit soort emissies zou beïnvloeden. genaamd Near Term Climate Forces, of NTCF's, omdat ze het klimaat op korte termijn kunnen beïnvloeden, maar geen langdurige invloed hebben op de mondiale temperatuur.

Wat ze ontdekten was dat beide soorten bio-kerosinebrandstoffen relatief lagere klimaateffecten hadden dan conventionele fossiele brandstoffen, van een korte (20 jaar) tot een lange (100 jaar) perspectief. Maar vanwege de NTCF's waren de voordelen van biobrandstoffen op korte termijn niet zo groot.

Contrails leverden de grootste bijdrage aan het verminderen van de kortetermijnvoordelen van biobrandstoffen, vonden de onderzoekers. Echter, de klimaatwinst is van belang in het kader van de langetermijndoelstelling voor temperatuurstabilisatie die is afgesproken in het kader van de Akkoorden van Parijs. Gemiddeld, Het gebruik van 20 procent biobrandstof in de Noorse luchtvaartsector in 2030 kan de klimaateffecten met ongeveer 17 procent verminderen.

Analyse koppelen aan Sustainable Development Goals

Volgende, de onderzoekers keken naar de invloed van de verschillende biobrandstoftechnologieën op de duurzaamheidsdoelstellingen van de VN. Cherubini zei dat dit een belangrijk onderdeel van hun analyse was, omdat een specifieke technologie er goed uit kan zien in termen van klimaatvoordelen, maar het kan andere negatieve effecten hebben.

Als deze negatieve effecten niet bekend zijn, dan kunnen regeringen of industrieën ervoor kiezen om te investeren in een technologie die het klimaat ten goede komt, om in een later stadium te ontdekken dat de technologie onbedoelde negatieve neveneffecten heeft op andere milieuproblemen. "Duurzaamheidsonderzoek speelt een sleutelrol in het succes van onze energietransitie, vooral wanneer het wordt toegepast op nieuwe technologieën voordat ze op grote schaal worden geïmplementeerd, ' zei Cherubini.

Om die reden, hij en zijn collega en eerste auteur Otavio Cavalett besloten te kijken hoe negen van de SDG's van de VN die betrekking hebben op het milieu, zouden worden beïnvloed door de productie van biobrandstoffen.

Dit waren:nul honger, Goede gezondheid en welzijn, Schoon water en sanitair, Betaalbare en schone energie, Duurzame steden en gemeenschappen, Verantwoorde consumptie en productie, Leven onder water en leven op het land.

"Dit is een van de eerste papers die een overzicht geeft van wat er gaat gebeuren met SDG's, " als een specifieke klimaatvriendelijke technologie wordt ingezet, ' zei Cavalett.

In sommige opzichten beter dan fossiele brandstoffen, maar ruimte voor verbetering

Toen de onderzoekers keken hoe hernieuwbare vliegtuigbrandstoffen vergeleken met bestaande fossiele vliegtuigbrandstoffen, ze vonden duidelijke voordelen van de hernieuwbare energiebronnen als het ging om klimaateffecten, natuurlijk. Maar er waren ook voordelen voor twee SDG's, Betaalbare en schone energie, en verantwoorde consumptie en productie.

Echter, een van de hernieuwbare technologieën waarnaar ze keken, had voor sommige SDG's een grotere impact dan fossiele brandstoffen. Als een voorbeeld, Cavalett zei dat voor het oogsten van bosresiduen dieselbrandstof nodig is om de vrachtwagens en machines aan te drijven die de twijgen zullen oppakken en vervoeren. blaffen, boomtoppen en andere resten die zouden worden omgezet in biobrandstof. Maar het verbranden van diesel kan de vorming van ozon en fijnstof op een laag niveau veroorzaken, gevolgen hebben voor de SDG's voor goede gezondheid en welzijn.

Ze ontdekten ook dat de verschillende milieueffecten zich opstapelden langs de energie- en materiaaltoeleveringsketens die nodig zijn om de biobrandstoffen te produceren.

Dat betekent dat als producenten schonere grondstoffen of schonere vormen van energie gebruiken om de biobrandstoffen te produceren, de effecten zullen dienovereenkomstig afnemen, aldus de onderzoekers.

Ze ontdekten dat het Fischer-Tropsch-syntheseproces lagere initiële effecten had dan de alcohol-naar-straalbrandstoftechnologie, maar dat de effecten van de alcohol-naar-jetbrandstoftechnologie profiteerden van het verbeteren van de efficiëntie van het proces.

Bio vliegtuigbrandstoftechnologieën hebben hulp nodig, prikkels om te vliegen

Cherubini zei dat hoewel vliegreizen bijdragen aan klimaatverandering, het heeft ook waarde voor de samenleving.

"Mensen met elkaar in contact brengen heeft waarde, " zei hij. "Het feit dat mensen (in Europa) op een vliegtuig kunnen stappen en in 6 uur naar de VS kunnen gaan, heeft waarde voor de samenleving."

Om die reden, hij zei, beleidsmakers moeten overwegen manieren te vinden om deze nieuwe biobrandstoftechnologieën van de grond te krijgen, bij wijze van spreken.

Hij wees erop dat de mensheid al een eeuw aan het sleutelen is aan fossiele brandstoftechnologieën, terwijl hernieuwbare biobrandstoftechnologieën nog in de kinderschoenen staan.

"De rol van duurzaamheidsonderzoek is erg belangrijk bij het identificeren van de technologische verbeteringen die nodig zijn om voordelen te behalen over de verschillende SDG's heen en om een ​​duurzame transitie naar een groenere samenleving te maken, " zei hij. "De technologie kan heel wat verbeteren als we dit in gedachten houden."