Flygets kapplöpning om banbrytande klimatförändringsbränsle har precis börjat

1928 korsade en person Atlanten; 2018 registrerades 4.3 miljarder passagerarresor. Även om vissa människor lyckades undvika det redan före Covid – enligt en GallupundersökningUngefär hälften av amerikanerna flyger inte alls — resten av USA:s befolkning flyger tillräckligt för att få medelvärdet upp till cirka två flygningar per år.

Det krävs mycket energi för att få upp människor i luften och eftersom produktionen av energi har en miljökostnad är flygresor en betydande koldioxidutsläppare, med en unik utmaning jämfört med andra transportsätt när det gäller klimatförändringar . Till skillnad från innovationer inom elbilar, båtar och tåg - där den extra massan som krävs för att bli elektrisk inte är ett oöverstigligt tekniskt problem, och förlängningssladdarna inte är 30,000 1,000 fot långa - är brännbart bränsle fortfarande i stort sett det enda sättet att flyga, åtminstone för längre flygresor. XNUMX procent av utsläppen kommer från flygningar som är ungefär XNUMX XNUMX miles eller längre, och för vilka det inte finns något aktuellt alternativ till bränsle.

Varje individ har en roll att spela för att få ner utsläppen. Den genomsnittliga amerikanen är ansvarig för cirka 15 ton CO2 per år, och mer än en tredjedel av amerikanerna säger att de nu sannolikt kommer att betala lite extra i sin flygbiljett för koldioxidkompensation. De rika och berömda har ett ännu större koldioxidavtryck. Taylor Swifts mycket förtalad privatjet producerar cirka 8000 ton CO2 årligen. Men Taylor har ingenting om flygbranschen, vars årliga CO2-utsläpp pressar en miljard ton. Om den kombinerade flygindustrin var ett land, skulle den förutom att ha en mördande jordnötsregion också ha en större CO2-utsläpp än Tyskland. 

Branschen betonar dock sitt lilla koldioxidavtryck i förhållande till andra industrier.

Amerikanska flygbolag transporterar mer än 2 miljoner passagerare och 68,000 2 ton last per dag samtidigt som de bidrar med "bara" 135 procent av landets utsläpp av växthusgaser, enligt industrihandelsgruppen Airlines for America. Flygindustrin har blivit effektivare under de senaste decennierna, med amerikanska flygbolag som förbättrat sin bränsleeffektivitet (på en intäkt tonmile) med mer än 1978 % mellan 2021 och 2. Men ett fokus på hur låg den siffran på XNUMX % verkar är en del av ett växande problem, enligt klimatanalytiker som studerar flygsektorn.

Videokonferenser kan ersätta en del av affärsresorna, men när flygsektorn återhämtar sig, säger klimatanalytiker att en tredubbling av globala flygresor under de kommande decennierna - även om prognosen före Covid - fortfarande är ett säkert kort. Passagerarresor kommer att öka långsammare, men analytiker noterar att flyget också används för frakt, vilket inte påverkas av business class. Det är en anledning till betydande oro över flygets planer för koldioxidminskning. Branschen måste fokusera på att hålla nere sin andel av utsläppen, snarare än att se sin nuvarande andel som en anledning att flytta mer medvetet, enligt klimatanalytiker.

Jämfört med bilar, där det redan finns ett decennium av framsteg när det gäller elfordon, och inom kraftgenereringssektorn, där det redan har gjorts betydande investeringar i förnybara energikällor som är kostnadskonkurrenskraftiga jämfört med traditionella källor, är flyget fortfarande i experimentets dagar av ny bränsleteknik. Elektriska batterier har i bästa fall en roll att spela på kortare regionala rutter och stadsresor, och flygbolagen gör dessa investeringar.

Vissa kritiker säger att flygindustrin har varit för långsam för att söka klimatlösningar, men medger att flyget är en tuff sektor när det kommer till netto-nollmål på grund av dess unika säkerhets- och regulatoriska krav. Flyget blev inte hjälpt av pandemin, och till och med dess kritiker säger att det skulle ha varit orealistiskt att de senaste åren skulle ha sett en flodvåg av investeringar i startteknologier med tanke på de mer pressande ekonomiska utmaningarna. Flygbolagen har genomfört testflygningar med hållbara flygbränslen, och affärerna med producenter av hållbart flygbränsle har börjat ackumuleras.

American Airlines slutförde ett avtal med biobränsleföretaget under sommaren gevo att köpa 500 miljoner liter hållbart flygbränsle (SAF) under fem år, en del av USA:s netto nollkoldioxiddirektiv. Den beskriver sina klimatmål som "aggressiva", inklusive att uppnå nettonollutsläpp av växthusgaser (GHG) till 2050. American är det första flygbolaget globalt som får validering från Science Based Targets-initiativet för sina mellanliggande mål för minskning av växthusgasutsläppen och det enda amerikanska flygbolaget flygbolaget rapporterar att de använder mer än 1 miljon liter hållbart flygbränsle 2021. 

Gevos process för att producera SAF med låg eller ingen koldioxidutsläpp börjar på gården där råvaran odlas. Företaget samarbetar med gårdar som använder regenerativa jordbrukstekniker som binder kol i jorden. Dessa gårdar använder också precisionsapplicering av kemikalier och gödningsmedel för att minska koldioxidavtrycket i den processen. 

Anläggningarna som Gevo designar kommer att ta dessa råvaror (dvs. åkermajs) och omvandla den till etanol. Från etanol bearbetar Gevo sedan vidare till en produkt som är kemiskt identisk med standardflygbränsle. Skillnaden mellan standardflygbränsle och Gevos SAF är elimineringen av eventuella fossila bränslen som används i den produktionsprocessen för värme, elektricitet eller all kraft som behövs. 

Istället integrerar Gevo's vind, sol, väte, biogas och andra förnybara energikällor för att eliminera fossila bränslen från processen. Detta kommer att ge ett ersättningsbränsle för flygbehov som är netto noll, eller till och med nettonegativt, vad gäller kolintensitet om koldioxidavskiljning, utnyttjande och lagring (CCUS) också är integrerad, enligt John Richardson, chef för investerarrelationer på Gevo .

SAFs är kemiskt omöjliga att skilja från standardflygbränsle – men deras tillverkningsprocess är betydligt annorlunda (och grönare) än traditionella bränslen – även om det till skillnad från elbilar inom bilsektorn finns mycket debatt om vilka SAF-metoder som kommer att bli de slutgiltiga vinnarna och vad avvägningar behöver tillverkas idag för att stödja nuvarande teknologier under utveckling.

Gevo-metoden, fokuserad på råvaror, är ett bra exempel.

Idag produceras råvaror som går till hållbara flygbränslen inte i en skala som är i närheten av globalt flygbränsle, och den skalningsfrågan kommer att kvarstå i flera år när konkurrerande tekniker testas av flygindustrin. Att använda råvaror från livsmedelsproduktion kan specifikt bli en större fråga ur ett optikperspektiv i framtiden.  

Flera klimatanalytiker sa till CNBC att de är bekymrade över för mycket fokus på att skala råvarubaserade hållbara flygbränslen i en tid av växande oro för global livsmedelssäkerhet i en värld som står inför stora klimatförändringseffekter på jordbruket. Gevo betonar att man använder reststärkelse från "oätlig åkermajs" som råmaterial, som är rikligt med tillgång och lågt näringsvärde.

Airbus vd Guillaume Faury förmedlade saken vid en panel på brittiska Farnborough International Airshow – en femdagarsutställning där chefer och nyckelpersoner samlas för att diskutera flygresornas framtid: ”Förmodligen på lång sikt – om många decennier – kommer vi att finna en mycket optimerat sätt för hållbar energi, men i övergången är det snabba sättet att använda SAF, och de är tillgängliga nu, sa han.

Att döma mot standarderna för sin egen industri är American fortfarande ledande i ansträngningar för att minska koldioxidutsläppen. American fick ett CDP Climate Change-poäng på "A–" 2021 – det högsta betyget bland flygbolagen i Nordamerika, och ett av endast två flygbolag globalt som fick så högt betyg.

"Vi inser att klimatförändringarna är akuta och överhängande", säger Jill Blickstein, vice president för hållbarhet på American Airlines. "Som världens största flygbolag är American engagerad i att utveckla de verktyg som krävs för att minska koldioxidutsläppen i vår verksamhet."

Förutom Gevo har den investerat i Bill Gates Breakthrough Energy Catalyst, "alla syftade till att föra fram de teknologier som kommer att hjälpa till att nå våra ambitiösa hållbarhetsmål," sa Blickstein.

Det finns flera tekniska tillvägagångssätt för hållbara flygbränslen som kan koldioxidutlösa flygplan utan att förlänga användningen och beroendet av nuvarande fossila bränslen och grön väteteknik har precis fått ett stort uppsving från inflationsreduktionslagen.

Mer investerarpengar förväntas flöda in i grönt väte som ett resultat av IRA, med klimatanalytiker som beskriver skattelättnaderna som en enorm drivkraft för hållbara flygbränslen eftersom vetenskapen åsido, den största utmaningen med att skala upp dessa verksamheter och SAF-produktion har varit det ekonomiska incitamentet. Tillvägagångssätt med grönt väte syftar till att ta bort C02 från luften och blanda det med grönt väte till en form av fotogen som kan vara kostnadsmässigt konkurrenskraftig med konventionellt jetbränsle. I februari 2021 flög KLM första gången ett Boeing 737-passagerarplan från Amsterdam till Madrid tankat med 500 liter syntetisk fotogen, från energijätten Shell, blandat med traditionellt jetbränsle.

Nyligen tillkännagivna affärer med startups i rymden var redan i arbete med stora flygbolag redan innan IRA, inklusive Twelve, som nyligen ingick ett avtal med Alaska Airlines och Microsoft för sitt tillvägagångssätt att skapa hållbara bränslen med hjälp av kol som fångas upp från luften, vattnet och förnybar energi. Alaska, som har använt SAF-blandningar sedan 2011 på specifika rutter, noterade sig att det är en lång väg att gå: för närvarande är mindre än 1 % av det totala tillgängliga bränslet SAF, och dess kostnader är tre till fem gånger högre än för konventionellt jetbränsle.  

Delta Air Lines undertecknade nyligen det hittills största amerikanska flygavtalet för grönt vätgasproducerat bränsle, med Louisiana-baserade GD Fuels, som använder avfallskoldioxid som råmaterial, och mätte i sitt tillkännagivande omfattningen av utmaningen framför sig genom att konstatera att den befintliga globala SAF-försörjningen skulle kunna fungera en flotta Deltas storlek för en dag. 

För tillfället är elbilar mycket far längs innovationskurvan, med många fler år av tester och statlig politik för att stödja transportsektorns transformationella tillväxt.

Men inte alla ser SAF som lösningen, särskilt med tanke på tillväxttrender i branschen. Vid den nyligen genomförda Farnborough International Airshow, stötte kampanjer och klimataktivister tillbaka mot branschens betoning på SAF, uppmanar dem att "bli verkliga" och erbjuda mer betydelsefulla klimatlösningar. Istället för SAF föreslås bromsad tillväxt och färre resor och färre flygningar som ett sätt att ta itu med problemet, kanske av minska inrikesflygen och uppmuntra och förbättra tågresandet. 

Analytiker varnar för att alla ansträngningar som går till flygets koldioxidfria framtid inte bör eliminera ännu mer betydande ersättningar för flygresor, såsom höghastighetståg. Men för flyget måste målet vara detsamma som i andra sektorer, med sina utsläpp som toppar så snart som möjligt. Och valet som verkar klart idag är att flyget förblir på bränslebanan, till skillnad från bilar, där el är framtiden. Vilken form av bränsleproduktion som än ger minst utsläpp med störst nytta och kostnadseffektivitet kommer att vinna, och det vet ingen aktör inom flyget säkert idag. Klimatanalytiker förväntar sig att det kommer att ta minst fem år till ett decennium innan de mest hållbara lösningarna kommer fram.