Sivil havacılık, antropojenik karbondioksit emisyonlarının ilgili bir kaynağıdır ve yılda yaklaşık yüzde beş oranında artmaktadır. Bu nedenle Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği (IATA), 2013 yılında 2050 yılına kadar CO2 emisyonlarını azaltmak için iddialı hedefler belirledi.
2020’den itibaren hedeflenen CO2 nötr büyüme ve emisyonların 2005’te 2050’ye kadar salınan miktara düşürülmesi, motor teknolojisi ve havacılık yakıtları alanında önemli gelişmeler gerektirmektedir. Motor teknolojisinin optimizasyonu zaten oldukça ilerlemiş olsa da, alternatif yakıtlar büyük potansiyele sahip daha genç bir araştırma alanını temsil ediyor. Yeni, alternatif yakıtlar, yakıt tasarımı ve deneysel ölçümler arasındaki yinelemeli bir süreçte geliştirilmelidir ve bu sayede havacılığın katı güvenlik gereksinimleri dikkate alınmalıdır.
Bazı alternatif yakıtlar, CO2 emisyonlarını azaltmanın yanı sıra, kirleticilerin salınımını azaltmak için ek potansiyele sahiptir. Özellikle kurum ve (ultra) ince parçacıkların salınmasına odaklanılır. Yanma sürecinde öncü maddelerin daha düşük oluşumu nedeniyle, burada yüzde 70 ila 90’a varan azalmalar mümkündür. Bu azalma, havalimanları etrafındaki hava kalitesinin iyileştirilmesi ve atmosferde kontraillerin oluşumu ile oldukça alakalıdır.
Stuttgart DLR Yanma Teknolojisi Enstitüsü’nden Dr. Uwe Bauder ve Dr. Tobias Schripp, havacılık için alternatif yakıtlar konusundaki çalışmaları hakkında üç soruyu yanıtlıyor.
Bay Bauder, alternatif yakıtlar söz konusu olduğunda üstesinden gelinmesi gereken başlıca zorluklar nelerdir?
Alternatif yakıtların yadsınamaz faydaları vardır. CO2 emisyonlarını azaltabilir ve yakıt ekonomisini iyileştirmeye yardımcı olabilirler. Ek olarak, bazı alternatif yakıtlar önemli ölçüde azaltılmış kurum parçacıkları salınımına yol açar. Ancak, onaylanmış alternatif yakıtların üretimi nispeten pahalıdır ve yeni üretim süreçlerinin onaylanması çok zaman alıcı ve pahalıdır. Bu nedenle, alternatif yakıtların mevcudiyeti, şu anda alternatif yakıtların havacılıkta yaygın olarak kullanılması için en büyük sınırlayıcı faktördür.
Bu nedenle, uzun vadede, alternatif yakıtlar için küresel üretim kapasiteleri büyük ölçüde genişletilmelidir ve bu da ancak yakıt üretimindeki teknik yeniliklerin uygun siyasi çerçeve koşullarıyla etkileşimi yoluyla mümkün olacaktır. Ayrıca, yeni üretim süreçlerinin güvenlikten ödün vermeden daha hızlı ve daha ucuza pazara sunulabilmesi için yeni yakıtların onaylanmasının daha verimli hale getirilmesi gerekmektedir.
Genel olarak, alternatif yakıtların oranında gerekli olan önemli artış ile üretimin gıda üretimi ile rekabet yaratmaması sağlanmalıdır. Örneğin Kaliforniya’daki Paramount rafinerisi, tüketime uygun olmayan doğal yağlara ve tarımsal atıklara dayanmaktadır. Diğer bir alternatif ise güçten sıvıya dönüştürme yöntemleridir. Özellikle CO2’de gerçek bir azalma sağlamak için yakıt sentezi için gerekli elektriğin yenilenebilir enerji kaynaklarından gelmesi gerekir.
Bay Schripp, ilk havayollarının sadece alternatif yakıtlarla uçmasının ne kadar süreceğini düşünüyorsunuz?
Çeşitli havayolları ve havaalanları halihazırda “karışımlar” olarak adlandırılan fosil kerosen ve alternatif yakıt karışımlarını kullanıyor. Bununla birlikte, bulunabilirlik ve fiyat henüz rekabetçi olmadığından, miktar açısından bunlar hala oldukça küçük katkı maddeleridir. IATA’nın (Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği) havacılık için geliştirme hedefleri, 2020’den itibaren CO2’siz büyüme ve 2050’ye kadar CO2 emisyonlarının 2005 düzeyine düşürülmesidir. Bu, motor teknolojisindeki gelişmelere ek olarak yalnızca yapılabilir. alternatif yakıtların kullanımının artmasıyla sağlanabilir. Dolayısıyla önümüzdeki yıllarda kullanılan uçak yakıtlarında alternatif yakıtların payının artacağını göreceğiz. Ancak mevcut duruma göre, yüzde 100 alternatif yakıtın ekonomik kullanımına daha onlarca yıl var – bunun en önemli nedeni, bunun aynı zamanda siyasi, düzenleyici ve bazı durumlarda küçük teknik değişiklikler gerektirmesi. Sonuç olarak, alternatif yakıtlar, henüz çevresel etkiyi fiyatlandırmamış olan ham petrole dayalı çok ucuz geleneksel yakıtlarla rekabet etmektedir.
Bay Bauder, bir araştırmacı olarak günlük yaşamınız nasıl geçiyor – çoğunlukla bilgisayar başında mı oturuyorsunuz yoksa büyük uçaklara yaklaşmanıza izin veriliyor mu? Evet ise, nasıl hissettiriyor?
PC’de çalışmak aslında çalışma süremin neredeyse tamamını alıyor. Meslektaşım Tobias Schripp ile ofis işleri ara sıra laboratuvar çalışmaları nedeniyle kesintiye uğruyor. Yüksek ofis payı nedeniyle, örneğin NASA ile ortaklaşa yürütülen Ramstein’daki ECLIF/ND-MAX kampanyası gibi büyük gösteri kampanyalarında kendi araştırmamızın nasıl uygulamaya konulduğunu gördüğümüzde daha da etkileyici oluyor. Bu tür kampanyaları yürütmenin pratik sorunları bizim için ilginç ve yeni bir zorluk, ama aynı zamanda olağanüstü bir deneyim.
2020’den itibaren hedeflenen CO2 nötr büyüme ve emisyonların 2005’te 2050’ye kadar salınan miktara düşürülmesi, motor teknolojisi ve havacılık yakıtları alanında önemli gelişmeler gerektirmektedir. Motor teknolojisinin optimizasyonu zaten oldukça ilerlemiş olsa da, alternatif yakıtlar büyük potansiyele sahip daha genç bir araştırma alanını temsil ediyor. Yeni, alternatif yakıtlar, yakıt tasarımı ve deneysel ölçümler arasındaki yinelemeli bir süreçte geliştirilmelidir ve bu sayede havacılığın katı güvenlik gereksinimleri dikkate alınmalıdır.
Bazı alternatif yakıtlar, CO2 emisyonlarını azaltmanın yanı sıra, kirleticilerin salınımını azaltmak için ek potansiyele sahiptir. Özellikle kurum ve (ultra) ince parçacıkların salınmasına odaklanılır. Yanma sürecinde öncü maddelerin daha düşük oluşumu nedeniyle, burada yüzde 70 ila 90’a varan azalmalar mümkündür. Bu azalma, havalimanları etrafındaki hava kalitesinin iyileştirilmesi ve atmosferde kontraillerin oluşumu ile oldukça alakalıdır.
Stuttgart DLR Yanma Teknolojisi Enstitüsü’nden Dr. Uwe Bauder ve Dr. Tobias Schripp, havacılık için alternatif yakıtlar konusundaki çalışmaları hakkında üç soruyu yanıtlıyor.
Bay Bauder, alternatif yakıtlar söz konusu olduğunda üstesinden gelinmesi gereken başlıca zorluklar nelerdir?
Alternatif yakıtların yadsınamaz faydaları vardır. CO2 emisyonlarını azaltabilir ve yakıt ekonomisini iyileştirmeye yardımcı olabilirler. Ek olarak, bazı alternatif yakıtlar önemli ölçüde azaltılmış kurum parçacıkları salınımına yol açar. Ancak, onaylanmış alternatif yakıtların üretimi nispeten pahalıdır ve yeni üretim süreçlerinin onaylanması çok zaman alıcı ve pahalıdır. Bu nedenle, alternatif yakıtların mevcudiyeti, şu anda alternatif yakıtların havacılıkta yaygın olarak kullanılması için en büyük sınırlayıcı faktördür.
Bu nedenle, uzun vadede, alternatif yakıtlar için küresel üretim kapasiteleri büyük ölçüde genişletilmelidir ve bu da ancak yakıt üretimindeki teknik yeniliklerin uygun siyasi çerçeve koşullarıyla etkileşimi yoluyla mümkün olacaktır. Ayrıca, yeni üretim süreçlerinin güvenlikten ödün vermeden daha hızlı ve daha ucuza pazara sunulabilmesi için yeni yakıtların onaylanmasının daha verimli hale getirilmesi gerekmektedir.
Genel olarak, alternatif yakıtların oranında gerekli olan önemli artış ile üretimin gıda üretimi ile rekabet yaratmaması sağlanmalıdır. Örneğin Kaliforniya’daki Paramount rafinerisi, tüketime uygun olmayan doğal yağlara ve tarımsal atıklara dayanmaktadır. Diğer bir alternatif ise güçten sıvıya dönüştürme yöntemleridir. Özellikle CO2’de gerçek bir azalma sağlamak için yakıt sentezi için gerekli elektriğin yenilenebilir enerji kaynaklarından gelmesi gerekir.
Bay Schripp, ilk havayollarının sadece alternatif yakıtlarla uçmasının ne kadar süreceğini düşünüyorsunuz?
Çeşitli havayolları ve havaalanları halihazırda “karışımlar” olarak adlandırılan fosil kerosen ve alternatif yakıt karışımlarını kullanıyor. Bununla birlikte, bulunabilirlik ve fiyat henüz rekabetçi olmadığından, miktar açısından bunlar hala oldukça küçük katkı maddeleridir. IATA’nın (Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği) havacılık için geliştirme hedefleri, 2020’den itibaren CO2’siz büyüme ve 2050’ye kadar CO2 emisyonlarının 2005 düzeyine düşürülmesidir. Bu, motor teknolojisindeki gelişmelere ek olarak yalnızca yapılabilir. alternatif yakıtların kullanımının artmasıyla sağlanabilir. Dolayısıyla önümüzdeki yıllarda kullanılan uçak yakıtlarında alternatif yakıtların payının artacağını göreceğiz. Ancak mevcut duruma göre, yüzde 100 alternatif yakıtın ekonomik kullanımına daha onlarca yıl var – bunun en önemli nedeni, bunun aynı zamanda siyasi, düzenleyici ve bazı durumlarda küçük teknik değişiklikler gerektirmesi. Sonuç olarak, alternatif yakıtlar, henüz çevresel etkiyi fiyatlandırmamış olan ham petrole dayalı çok ucuz geleneksel yakıtlarla rekabet etmektedir.
Bay Bauder, bir araştırmacı olarak günlük yaşamınız nasıl geçiyor – çoğunlukla bilgisayar başında mı oturuyorsunuz yoksa büyük uçaklara yaklaşmanıza izin veriliyor mu? Evet ise, nasıl hissettiriyor?
PC’de çalışmak aslında çalışma süremin neredeyse tamamını alıyor. Meslektaşım Tobias Schripp ile ofis işleri ara sıra laboratuvar çalışmaları nedeniyle kesintiye uğruyor. Yüksek ofis payı nedeniyle, örneğin NASA ile ortaklaşa yürütülen Ramstein’daki ECLIF/ND-MAX kampanyası gibi büyük gösteri kampanyalarında kendi araştırmamızın nasıl uygulamaya konulduğunu gördüğümüzde daha da etkileyici oluyor. Bu tür kampanyaları yürütmenin pratik sorunları bizim için ilginç ve yeni bir zorluk, ama aynı zamanda olağanüstü bir deneyim.