Co udělat, aby letecká doprava neznečišťovala ovzduší

Věřili byste, že se v každém okamžiku nachází ve výšce 10 km nad zemí  více než půl milionu lidí? Ano, tak hustá je letecká doprava. Odhaduje se, že se stává největším zdrojem emisí CO₂. Lidé se cestování letadly už nevzdají, mimo jiné i kvůli stále levnějším letenkám. V roce 2017 stála průměrná zpáteční letenka asi o 60 % méně než v roce 1995. Díky tomu se počet cestujících zvýšil o 5 %. Podle International Air Transport Association se v civilní letecké dopravě ročně prodají asi 4 miliardy letenek. Do roku 2036 se má jejich počet zvýšit až na 7,8 miliard.

Letecká doprava se podílí na antropogenních emisích CO₂ asi dvěma procenty, ale do roku 2050 se to má zvýšit až na 10 %. Pokud by se podařilo snižovat emise například v pozemní dopravě rozvojem elektromobility, mohl by tento podíl dosáhnout až 20 %.V boji proti změně klimatu je to velký problém, protože mezinárodní letecká doprava byla vyňata z cílů Pařížské dohody s odůvodněním, že u mezistátní letecké dopravy nelze zjistit, kdo je za snižování emisí zodpovědný. V roce 2016 bylo dosaženo dohody s International Civil Aviation Organization, která stanovila povinnost snižovat emise v rámci Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation (CORSIA). Cílem této kompenzační dohody je udržovat emise na stabilní úrovni až do roku 2020, a to prostřednictvím nákupu uhlíkových kreditů, za něž budou například hrazeny náklady na vysazování nových stromů. Dohodu podepsalo 72 zemí, což kryje asi 75 % emisí. Čína dohodu nepodepsala, i když patří mezi země s největším rozvojem letecké dopravy. Také Evropská unie měla námitky. Uvedená dohoda umožňuje, aby letecký průmysl mohl emitovat emise CO₂, dokud mu budou stačit kompenzační peníze. Otázka zní, jaká efektivní opatření je třeba přijmout ke snižování emisí.

Přímé lety?

Jeden ze způsobů spočívá v aplikaci přímých letů, který se již aplikuje v Evropě a USA. Podle organizace Eurocontrol se tak v evropském koridoru může ročně uspořit až 150 000 t CO₂, což ale představuje jen zlomek (0,02 %) z globálních emisí 859 milionů tun. Tento způsob řízení letu ale může přinést asi 10% úspory paliva.

Účinnější letadla?

Jiný způsob úspor emisí přinášejí dokonalejší letadla. Například motory nového typu pro Airbus A 350 produkují méně emisí než motory pro Airbus A 330, který je v provozu od roku 2000. Za posledních deset let byla každoročně letadla o 1 % efektivnější než v roce předchozím a předpokládá se, že tomu tak bude i nadále. International Council on Clean Transportation doporučuje návrat k vrtulovým letadlům, protože mají mnohem lepší ekonomiku paliva. Na krátké vzdálenosti jsou zase vynikající kanadská letadla Bombardier Q 400. Jejich nevýhodou je ale to, že jsou pomalá.

Biopaliva?

Nejlepší metodou snižování emisí bude patrně uhlíkově neutrální palivo. Většina letadel používá palivo Jet A, což je kerosen (petrolej), chemikálie na bázi ropy, obsahující uhlík a vodík. Jestliže se použije uhlík ze „zelenějších“ zdrojů, získá se to správné syntetické palivo. Joris Melkert z Delft University of Technology se tímto začal zabývat před deseti roky. V roce 2008 začal vyvíjet syntetický kerosen. Dělal zkoušky s palivem, které obsahovalo 95 % syntetického kerosenu. Toto palivo bylo na bázi zemního plynu, ale v principu může být syntetický kerosen vyroben z jakéhokoliv biopaliva. Brzy na to organizace ASTM International stanovila standard pro letecké palivo, které může obsahovat až 50 % syntetického kerosenu. Poté začal letecký průmysl vyrábět syntetický kerosen na bázi biopaliv z rostlin. V posledním desetiletí se ročně uskutečnilo 143 000 letů s palivem, které obsahovalo až 50 % biopaliv. Srovnáme-li to však s 39 miliony letů např. v roce 2018, zjistíme, že jde jen o zlomek procenta. Kdybychom chtěli biopaliva v letecké dopravě používat ve velkém měřítku, vznikal by problém s vypěstováním dostatečného množství potřebných rostlin. Společnost Boeing začala zkoumat i jiné zdroje, například lesní odpad v Kanadě, tabák neobsahující nikotin v Jižní Africe a rostliny zavlažované mořskou vodou ve Spojených arabských emirátech. Vyprodukovaná množství biopaliv však byla malá. Mnohem lepší řešení by spočívalo v možnosti vyrábět syntetické palivo využitím uhlíku odčerpávaného přímo z atmosféry. Tuto metodu poprvé vyzkoušela v roce 2014 společnost Air Fuel Synthesis. V červnu 2018 oznámila kanadská firma Carbon Engineering, že se jí podařilo snížit náklady na odstranění jedné tuny CO₂ z atmosféry na 94 až 232 dolarů/t, o jednu třetinu méně než byly dřívější odhady firmy Air Fuel Synthesis. Firma Air Fuel Synthesis v roce 2016 zkrachovala.

Elektroletadla?

Elektrifikace letecké dopravy by skutečně přispěla ke snížení emisí, pokud by letadla byla poháněna bateriemi nabíjenými elektřinou z čistých zdrojů. Lety by tak mohly být uhlíkově neutrální. Elektrickým pohonem jsou zatím opatřena jen malá dvousedadlová letadla, z nichž jedno bylo testováno v červnu 2017 v Norsku. Nikomu se ale zatím nepodařilo elektrifikovat velké dopravní letadlo. Existuje projekt E-Fan X společnosti Airbus. Tato firma spolupracuje s výrobci elektromotorů Siemens a Rolls-Royce na přeměně čtyřmotorového tryskového letadla na hybridní elektroletadlo, kde bude jeden motor vyměněn za elektrický (electric fan). Malý motor uvnitř letadla bude nabíjet baterie, které pohánějí elektromotor. Zkušební let je plánován na rok 2020. Společnost Boeing investuje do projektu Zunum Aero, což má být padesátimístné hybridní letadlo; má být dokončené v roce 2022. Velkým nedostatkem takovýchto letadel je krátká doletová vzdálenost při použití existujících baterií. Na jedno nabití by to měla být vzdálenost maximálně 1100 km. Paul Peeters z nizozemské University of Breda zkoumal, jak velká by musela být baterie k pohonu šedesátimístného dopravního letadla a dospěl k závěru: „Baterie na bázi současných lithiových baterií by musela být doslova větší než celé letadlo!“

Létejme autem!

Největší naději na realizaci elektroletadel mají pouze malá osobní letadla, známá jako létající auta (flying cars). Německá společnost Volocopter vyvíjí elektroletadlo s vertikálním startem a přistáním, označované jako eVTOL (electric vertical take-off and landing), které má kabinu zavěšenou pod prstencem několika rotorů. Toto dvoumístné letadlo se bude letos testovat v Singapuru. Evropská unie začala konzultace s cílem stanovit standardy pro certifikaci tohoto letadla.

Zdroj: Paul Marks: Green sky thinking. New Scientist, 2019, č. 3211, s. 32-36