Переход транспорта на электроэнергию уже стал реальностью для многих отраслей. Электромобили, электробусы и даже электрические поезда активно используются в разных странах. Но для авиации и морских перевозок полная электрификация пока остается сложной задачей, рассказывает Interesting Engineering.
Смотрите также Германия делает ставку на термоядерную энергию: в стране построят реактор Alpha
Главная причина – энергетическая плотность. Возобновляемые источники энергии, в частности солнечные и ветровые электростанции, не могут обеспечить такую концентрацию энергии, как традиционное ископаемое топливо.
Для самолетов это означает необходимость устанавливать большие батареи, что увеличивает вес и уменьшает эффективность полета. Поэтому полностью электрические самолеты для дальних рейсов пока остаются малореалистичными.
Как это вообще может сделать авиацию более экологичной?
Одним из компромиссных решений считается sustainable aviation fuel (SAF) – так называемое устойчивое авиационное топливо. Оно имеет примерно такую же энергетическую плотность, как и традиционный авиакеросин, но производится с использованием уже имеющихся выбросов или других альтернативных источников, что уменьшает общий углеродный след.
Именно на этом направлении и сосредоточилась британская компания Equilibrion. Она работает над технологиями для секторов, которые сложно декарбонизировать, и предлагает собственную систему под названием Eq.flight. Ее особенность – возможность производить SAF в больших масштабах с более низкими выбросами, чем у большинства современных технологий.
Проект поддерживает Министерство транспорта Великобритании. Компания планирует создать демонстрационный завод по производству такого топлива до конца десятилетия, о чем говорится в пресс-релизе Equilibrion опубликованном Nuclear Industry Association.
Технология имеет модульную структуру и использует электроэнергию и тепло для производства топлива. Этот подход известен как eSAF или Power-to-Liquids (PtL) – технология, которая превращает электроэнергию в жидкое топливо.
Почему это до сих пор не реализовали?
Проблема заключается в том, что несмотря на активные разговоры о SAF, его производство сейчас покрывает даже менее одного процента глобального спроса на авиатопливо. При этом авиация остается одним из самых быстро растущих источников выбросов в мире.
В Великобритании уже поставили амбициозную цель: к 2040 году доля устойчивого авиатоплива должна достичь 22% от общего объема. Это означает резкий рост спроса на дешевую и стабильную энергию с низкими выбросами – именно здесь на сцену могут выйти ядерные технологии.
Equilibrion считает, что энергетическая база для таких производств должна быть максимально стабильной. Как пояснила директор компании Кэролайн Лонгман, авиация сможет выполнить климатические обязательства только при условии появления больших и надежных объемов SAF. По ее словам, производство топлива с помощью ядерной энергии обеспечивает необходимую стабильность, масштабируемость и низкую интенсивность выбросов.
Именно поэтому к проекту привлекли Rolls-Royce. Компания разрабатывает малые модульные реакторы (SMR) – компактные ядерные установки, которые могут производить стабильную электроэнергию без выбросов углерода.
В отличие от традиционных атомных электростанций, SMR производятся серийно на заводах, после чего доставляются на место установки. Это сокращает время строительства и снижает стоимость проектов. Такие реакторы также могут работать десятилетиями со стабильной ценой энергии, что важно для масштабных промышленных производств.
Сотрудничество Rolls-Royce и Equilibrion предусматривает использование энергии таких реакторов для питания заводов по производству SAF. По предварительным оценкам, один такой объект сможет выпускать примерно 160 миллионов литров устойчивого авиатоплива в год.
Это значительная цифра: по оценкам компаний, один завод может обеспечить примерно треть объема, необходимого для выполнения британских целей по SAF.
В Rolls-Royce считают, что это исследование станет важным шагом в проверке экономической и технической эффективности такого подхода. Директор по стратегии и развитию бизнеса подразделения Rolls-Royce SMR Алан Вудс отметил, что совместная работа поможет показать, как ядерная энергия может помочь решить одну из самых сложных проблем декарбонизации авиации.