Декарбонизация авиации: путь к более чистому небу

Дата публикации : 18 September 2025

Опубликовано : Sanya Mehra

В условиях активизации усилий по достижению нулевых выбросов в мире авиационный сектор выделяется как одна из наиболее сложных отраслей для декарбонизации. На долю авиации приходится примерно 2-3% глобальных выбросов углекислого газа, что играет решающую роль в глобальных перевозках, торговле и туризме; однако она также оставляет значительный экологический след. Поскольку ожидается дальнейший рост авиаперевозок, возрастает необходимость сделать авиацию более экологичной, не жертвуя при этом глобальной мобильностью. В этой статье рассматриваются практические шаги, новые технологии и совместные усилия, которые формируют переход авиационной отрасли к более устойчивому будущему.

Решение проблемы выбросов углекислого газа в авиации: более подробный анализ.

Сокращение выбросов углекислого газа в авиации — задача не из легких по сравнению с другими отраслями. Основные причины следующие:

• Для эффективного преодоления больших расстояний самолетам требуется топливо с высокой энергетической ценностью, чего в настоящее время не могут обеспечить батареи и их низкоплотные аналоги.
• Самолеты рассчитаны на десятилетия эксплуатации, поэтому модернизация целых авиапарков занимает много времени.
• Выбросы, не связанные с углеродом, такие как оксиды азота (NOx) и инверсионные следы (контриги), также оказывают глобальное потепление.

В то время как такие сектора, как наземный транспорт, могут относительно быстро перейти на электроэнергию, авиация не может позволить себе роскошь простых решений. Авиации необходим многосторонний подход, включающий инновации в области топлива, повышение эффективности двигателей, трансформацию инфраструктуры и реформу политики.

Ниже представлен график ведущих инноваций и стратегий, изучаемых для декарбонизации авиации:

Источник: Министерство энергетики США, NREL, Федеральное управление гражданской авиации.

Путь к нулевым выбросам: шесть ключевых подходов

1. Экологически чистое авиационное топливо (ЭАГ)

Одним из наиболее перспективных решений для снижения выбросов в ближайшие годы является экологически чистое авиационное топливо. Экологически чистое авиационное топливо производится из возобновляемых ресурсов, таких как отработанные масла, сельскохозяйственные побочные продукты, водоросли и бытовые отходы. Это топливо может снизить общие выбросы до 80% за весь срок службы самолета по сравнению с реактивным топливом на основе ископаемого топлива.
Главное преимущество SAF заключается в том, что его можно использовать в современных самолетах и ​​двигателях без каких-либо модификаций, что делает его решением проблемы немедленно. Авиакомпаниям не нужно ждать появления новых самолетов или двигателей, чтобы начать ощущать экологические преимущества.

Однако масштабирование производства SAF сталкивается с трудностями, поскольку в 2024 году на него приходилось всего 0,53% мирового потребления авиационного топлива. Производственные затраты остаются высокими: стоимость SAF составляет приблизительно 1,80 доллара за литр по сравнению с 0,49 доллара за литр обычного авиационного топлива. Чтобы помочь преодолеть этот разрыв, многие авиакомпании и аэропорты инвестируют в развитие производства SAF. Например, United Airlines поддерживает стартапы, такие как Fulcrum BioEnergy, которые делают упор на коммерческое производство SAF. Например, Регламент ReFuelEU по авиационному топливу устанавливает минимальный объем поставок SAF в Европе, начиная с 2% в 2025 году и увеличивая его до 70% к 2050 году, что стимулирует дальнейшее внедрение. В глобальном масштабе более 360 000 коммерческих рейсов использовали SAF в 46 аэропортах, в основном в США и Европе, при этом потребление в США достигло 24,5 миллионов галлонов в 2023 году.

2. Электрические и гибридно-электрические самолеты

Электрические и гибридные электрические самолеты свидетельствуют о кардинальных изменениях в авиации, главным образом на коротких и региональных маршрутах. Хотя современные аккумуляторные технологии пока не идеальны для дальних перелетов из-за ограничений по плотности энергии, электрическая силовая установка имеет огромный потенциал для полетов на расстояние менее 500 километров. Эти самолеты обеспечивают ряд экологических и экономических преимуществ, включая нулевые прямые выбросы, более тихую работу и снижение затрат на техническое обслуживание благодаря меньшему количеству движущихся частей в электродвигателях.

Ярким примером является Alice компании Eviation, полностью электрический пассажирский самолет, рассчитанный на перевозку девяти пассажиров. Тем временем такие компании, как Rolls-Royce и Airbus, работают над гибридными системами, сочетающими электродвигатели с традиционными двигателями внутреннего сгорания, что позволяет снизить расход топлива до 20% за один рейс. Однако батареи по-прежнему уступают по плотности энергии. Реактивное топливо содержит примерно в 50 раз больше энергии на килограмм, чем литий-ионные батареи, что ограничивает дальность полета и полезную нагрузку электрических самолетов. Тем не менее, постоянное совершенствование аккумуляторных технологий может сделать региональные электрические рейсы коммерчески жизнеспособными к началу 2030-х годов.

3. Водород в качестве авиационного топлива в полете

Водород становится еще одной перспективной возможностью, прежде всего для средне- и дальнемагистральных авиаперевозок. Он легкий, обладает высокой плотностью энергии и не производит прямых выбросов углерода при использовании в топливных элементах. Водород можно сжигать в реактивных двигателях или преобразовывать в электричество с помощью топливных элементов для питания электродвигателей. Привлекательность водорода обусловлена ​​его экологически чистым производством, главным образом водяным паром, и его потенциалом снизить зависимость от ископаемого топлива. Производители продвигаются вперед в освоении самолетов, работающих на водороде. Например, Airbus представил три концептуальных самолета в рамках своей инициативы ZEROe, каждый из которых нацелен на различные методы водородной силовой установки. Их цель — к 2035 году вывести на орбиту пассажирский самолет, работающий на водороде.

4. Создание высокоэффективных полетов

Оптимизация полетов и управления воздушным движением может значительно сократить расход топлива и выбросы без необходимости приобретения новых самолетов или топлива. Один из ключевых подходов — использование непрерывных заходов на посадку с постепенным снижением (Continuous Descent Approaches, CDA), которые позволяют самолетам снижаться более плавно, а не поэтапно, что позволяет сэкономить не менее 150 кг CO2 на каждом полете и снизить уровень шумового загрязнения. Кроме того, современные системы, использующие искусственный интеллект и данные о погоде в реальном времени, могут помочь пилотам выбирать более эффективные маршруты полетов и избегать зон турбулентности или заторов. Ярким примером такой реформы является программа «Единое европейское небо» (SES), которая планирует унифицировать и оптимизировать воздушное движение по всей Европе. Программа может сократить выбросы от полетов на 10% за счет оптимизации маршрутов и сокращения задержек без каких-либо изменений в самолетах или топливе. Кроме того, проекты SESAR, включая свободное воздушное пространство и непрерывный набор высоты, способствуют снижению среднего расхода топлива на 7,8% к 2030 году, на 9,5% к 2040 году и на 11,6% к 2050 году на один полет.

5. Более легкие и совершенные конструкции самолетов

Один из самых простых способов сократить расход топлива — уменьшить вес самолета. Чем легче самолет, тем меньше топлива ему требуется для поддержания полета. Производители все чаще используют передовые материалы и продуманные конструктивные решения для повышения эффективности самолетов.
Современные пассажирские самолеты, такие как Boeing 787 Dreamliner и Airbus A350, широко используют композитные материалы из углеродного волокна, которые одновременно прочны и легки. Эти материалы позволяют снизить общий расход топлива до 20%. Аэродинамические улучшения, такие как винглеты и шарклеты, также уменьшают сопротивление и повышают топливную эффективность. Инновации, такие как 3D-печать, теперь используются для создания компонентов самолетов, которые легче, сложнее и точнее, чем когда-либо прежде. Эти улучшения не только помогают сократить выбросы, но и делают производственный процесс более экологичным.

6. Компенсация выбросов с помощью рыночных подходов

В то время как отрасль переходит на более чистые технологии, многие авиакомпании полагаются на компенсацию выбросов углерода для контроля за своими выбросами. Компенсируя выбросы, они инвестируют в экологические инициативы, такие как фермы, использующие возобновляемые источники энергии, сохранение лесов или установки по улавливанию углерода, которые удаляют или предотвращают выбросы эквивалентного количества CO₂ в другом месте. Важной инициативой в этой области является Схема компенсации и сокращения выбросов углерода в международной авиации (CORSIA), управляемая Международной организацией гражданской авиации (ICAO). Ожидается, что ORSIA позволит сократить выбросы CO₂ на 1,3–1,7 миллиарда тонн в период с 2024 по 2035 год. Стоимость компенсационных кредитов варьируется, в среднем составляя 3,08 доллара США за тонну CO₂-эквивалента в 2021 году, с прогнозируемыми 14–16 долларами США за тонну к 2027 году. Компенсация является эффективным краткосрочным инструментом для предотвращения чрезмерного загрязнения. Критики утверждают, что она не способствует прямому сокращению выбросов и не всегда может обеспечить обещанные экологические выгоды. Поэтому это следует рассматривать как часть более широкой стратегии, включающей инвестиции в долгосрочные изменения.

Политика, партнерства и инвестиции: движущие силы перемен

Ни одна компания не может в одиночку декарбонизировать авиацию. Для достижения нулевого уровня выбросов необходима глобальная цепочка сотрудничества, включающая:

Заключение: Вступление на путь устойчивой авиации

Декарбонизация авиации — одна из самых сложных, но и самых важных задач в борьбе с изменением климата. Решения уже начинают обретать форму: от экологически чистых видов топлива и электрических двигателей до водородных инноваций и более интеллектуальных методов управления полетами. Хотя универсального решения не существует, конвергенция этих технологий, подкрепленная глобальным сотрудничеством и разумной политикой, открывает путь к более чистому небу. Пассажиры, политики и лидеры отрасли — все мы участвуем в этом процессе. И будущее авиации, если мы правильно его спланируем, может быть таким же устойчивым, как и устремленным в небо.