«Дорожная карта будущего»
Как страны будут разрабатывать и внедрять главную надежду на озеленение воздушного флота — устойчивое авиационное топливо
Следующий пункт в совместном проекте «РБК Трендов» и ИСИЭЗ НИУ ВШЭ — авиационная отрасль.
Мы продолжаем публикацию «Дорожной карты будущего» — спецпроекта «РБК Трендов» и ученых Института статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ. За этот год мы уже рассмотрели будущее медицины и здравоохранения, энергетики и агропромышленного комплекса, какими они видятся группе исследователей под руководством российского прогнозиста Александра Чулока. В текущем номере на таймлайне до 2050 года изучим новое направление — будущее авиации.
На эту отрасль приходится довольно большая часть выбросов углекислого газа. Следуя Парижскому соглашению по плану сокращения выбросов CO2 к 2030 году, человечеству необходимо реформировать систему грузовых и пассажирских авиаперевозок, разработать более энергоэффективные самолеты и более экологичные виды топлива.
Артем Шашков, ведущий эксперт Института статистических исследований и экономики знаний НИУ «Высшая школа экономики»
Наталия Веселитская, к.э.н., старший научный сотрудник Института статистических исследований и экономики знаний НИУ «Высшая школа экономики»
Дина Малекова, стажер-исследователь Института статистических исследований и экономики знаний НИУ «Высшая школа экономики»
Один из ключевых вызовов мировой повестки в настоящее время — глобальные изменения климата, значимое влияние на которые оказывают выбросы углекислого газа от транспортного сектора. Активное развитие различных типов транспорта, работающих на ископаемом топливе, ведет к увеличению концентрации парниковых газов в атмосфере и вызывает парниковый эффект.
На 28-й Конференции сторон Рамочной конвенции ООН об изменении климата, прошедшей в конце 2023 года, была признана необходимость декарбонизации — быстрого и устойчивого сокращения выбросов парниковых газов в соответствии с траекторией снижения температуры на 1,5°C. Также указаны меры национального уровня, в том числе активизация усилий стран по поэтапному отказу от использования угольной энергетики и созданию к середине столетия энергетических систем с нулевым уровнем выбросов путем внедрения топлива с нулевым или низким содержанием углерода.
Обозначенная климатическая ситуация обуславливает тенденции перехода к ESG-повестке в большинстве отраслей, уделяющей особое внимание вопросам защиты окружающей среды, снижению выбросов в атмосферу.
Авиационный сектор, на который приходится около 12% выбросов углекислого газа всего транспортного сектора, учитывает ESG-вопросы при формировании стратегий развития авиакомпаний за счет перехода на устойчивое авиационное топливо (Sustainable Aviation Fuel, SAF).
Применение такого топлива крайне актуально также в связи со сложностью электрификации авиатранспорта. Руководствуясь острой необходимостью декарбонизации, Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA) утвердила резолюцию по достижению нулевого уровня выбросов углекислого газа к 2050 году. Эти преобразования требуют массового развертывания низкоуглеродных и безуглеродных технологий, инициации масштабного производства экологичного топлива, разработки новых архитектур двигателей и решения проблемы доступности этих мер для развивающихся стран. Данные разработки уже ведутся во множестве государств, включая Россию.
Тем не менее на данный момент доля устойчивого авиационного топлива остается крайне низкой (менее 0,1% от всего используемого в отрасли топлива).
К числу наиболее перспективных видов альтернативного авиационного топлива относятся биотопливо, синтетическое реактивное топливо, сжиженный природный газ, сжиженный водород и электричество (электрификация рассматривается в долгосрочном прогнозе).
Его улучшенные энергетические характеристики могут способствовать увеличению дальности полета и грузоподъемности, а также снижению расхода топлива, что при равных условиях может повысить доступность авиарейсов и рентабельность авиа перевозок. Это дает основание ожидать трансформации рынка авиационного топлива и значительного увеличения его использования и производства, несмотря на трудоемкость данного процесса.
2030-2050. Правительственные инициативы: США
Полное удовлетворение потребности в устойчивом авиатопливе, включая биотопливо (около 35 млрд галлонов ежегодно) к 2050 году
Возможность решения вопросов ESG-повестки путем сокращения авиационных выбросов, увеличения производства экологически чистого авиатоплива, развития мер поддержки проектов и производителей SAF, фермеров, выращивающих культуры для производства биотоплива, разработчиков биотехнологий.
Министерство энергетики, Министерство транспорта и Министерство сельского хозяйства США запустили программу развития устойчивого альтернативного топлива (SAF), включающую:
- сокращение авиационной эмиссии на 20% к 2030 году;
- увеличение производства экологически чистого авиатоплива до 3 млрд галлонов ежегодно к 2030 году;
- повышение топливной эффективности самолетов не менее чем на 30%;
- выделение до $4,3 млрд на поддержку проектов и производителей SAF;
- налоговые льготы для местных производителей для стимулирования использования СНФ.
Управление кредитных программ Министерства финансов США предоставит кредитные гарантии на общую сумму до $3 млрд для финансирования проектов, реализуемых местными компаниями с использованием SAF.
Федеральное управление гражданской авиации США выделит более $100 млн производителям самолетов и двигателей на разработку и демонстрацию авиатехнологий, снижающих расход топлива, выбросы и шум.
Правительство США решило поддержать фермеров, выращивающих сельскохозяйственные культуры для производства биотоплива, а также разработчиков биотехнологий.
2025-2050. Правительственные инициативы: Великобритания
Безуглеродные коммерческие авиарейсы к 2050 году за счет внедрения биотоплива и синтетического керосина
Снижение выбросов углекислого газа, строительство заводов по производству SAF, развитие программ поддержки производителей, разработчиков и испытателей SAF, согласующееся с тенденциями экологической повестки.
Великобритания планирует сделать все внутренние рейсы безуглеродными к 2040 году, а к 2050 году — все коммерческие рейсы.
К 2025 году будет построено как минимум пять заводов по производству альтернативного топлива.
Выбросы углекислого газа сократятся почти вдвое: до 35,4 млн т — к 2030 году, до 28,4 млн т — к 2040 году и до 19,3 млн т — к 2050 году.
£685 млн будут выделены на финансирование программ поддержки развития авиационных технологий с нулевым выбросом углерода до 2025 года и £180 млн — на поддержку коммерциализации и тестирования решений по созданию чистого авиационного топлива
2030. Правительственные инициативы: Германия
Развитие систем учета и сертификации синтетического керосина
Развитие «дорожной карты» по разработке синтетического керосина.
В 2021 году в Германии подготовлена «дорожная карта» по разработке экологически чистого авиационного топлива с использованием возобновляемых источников энергии, в частности синтетического керосина.
К 2026 году авиапромышленность ФРГ будет иметь доступ как минимум к 50 тыс. т синтетического керосина, к 2028 году — 100 тыс. т, к 2030 году — 200 тыс. т.
Постепенное развитие единых стандартов устойчивого развития авиатоплива, а также систем учета и сертификации синтетического керосина.
2030-2050. Правительственные инициативы: Япония
Доля экологически чистого топлива на внутренних рейсах к 2050 году достигнет 100% за счет внедрения биотоплива, синтетического керосина, электросамолетов
Увеличение доли SAF и последующий полный переход на SAF, разработка стандартов безопасности электрификации водородных самолетов, коммерциализация SAF на внутреннем рынке.
Доля SAF в Японии к 2030 году составит до 10% от общего потребления авиационного топлива.
Япония разработала стандарты безопасности для электрификации, водородных самолетов.
Был создан корпоративный альянс ACT FOR SKY, объединивший 16 компаний для коммерциализации SAF на внутреннем рынке Японии.
2050. Международные и отраслевые документы: Международная организация гражданской авиации (ICAO) и ООН
Снижение себестоимости производства экологичного авиатоплива на 75% путем развития его полномасштабного производства
Разработка руководства по экологичному авиационному топливу, развитие его полномасштабного производства.
В 2018 году в ООН представлено руководство по экологичному авиационному топливу: наиболее перспективным вариантом использования экологически чистого авиатоплива является его смешивание с обычным керосином.
2025-2050. Правительственные инициативы: ЕС
Не менее 63% составит доля используемого устойчивого топлива в аэропортах ЕС в 2050 году (не менее 28% должен составлять синтетический керосин)
Установление целей по устойчивому использованию авиатоплива в каждом аэропорту ЕС, введение законов об установлении ответственности авиакомпаний за загрязнение окружающей среды для достижения целей ESG.
Совет Европейского союза установил следующие цели по устойчивому использованию авиационного топлива в каждом аэропорту ЕС: в 2025 году доля экологически чистых видов топлива должна составлять не менее 2%; в 2030 году — не менее 6%, из которых не менее 0,7% должно приходиться на синтетический керосин; в 2035 году — не менее 20% (доля синтетического керосина — не менее 5%); в 2040 году — не менее 32% (синтетический керосин — не менее 8%); в 2045 году — не менее 38% (синтетический керосин — не менее 11%); в 2050 году — не менее 63%, из которых не менее 28% должен составлять синтетический керосин.
ЕС разработал законопроект о введении ответственности авиакомпаний за загрязнение окружающей среды.
Принятие решения о постепенной отмене бесплатных квот на выбросы углерода для авиакомпаний к 2026 году.
2025-2050. Международные и отраслевые документы: Международная ассоциация воздушного транспорта (IATA)
Внедрение биотоплива, водородного топлива и электросамолетов внесет 65-процентный вклад в реализацию программы перехода на нулевые выбросы к 2050 году
Увеличение числа коммерческих рейсов на SAF, увеличение объемов производства SAF, реализация 65% программы перехода на нулевые выбросы к 2050 году.
По состоянию на апрель 2022 года более 50 авиакомпаний совершили более 450 тыс. рейсов на экологичном авиатопливе, а к 2025 году количество таких рейсов должно достичь 1 млн.
К 2025 году годовой объем произведенного SAF превысит 300 млн л.
2025–2050. Международные и отраслевые документы: Всемирный экономический форум (WEF)
Внедрение водородного топлива и электросамолетов на различных горизонтах в зависимости от дальности полетов
Возможности внедрения электросамолетов и водородного топлива определяются размером и степенью дальности полетов (внедрение самолетов малой дальности — по достижении 2035 года, средней дальности — к 2040 году, дальнемагистральных — к 2050 году).
Представлены перспективы альтернативных видов топлива для различных классов самолетов: дальнемагистральные не будут летать на электричестве и водороде до 2050 года; самолеты средней дальности с водородными двигателями могут появиться к 2040 году. Ожидается, что самолеты малой дальности с водородными двигателями станут доступны после 2035 года.
Самолеты меньшей вместимости и ограниченной дальности полета смогут летать на электричестве и водороде гораздо раньше: например, после 2025 года коммерческие самолеты с максимальной вместимостью 19 пассажиров смогут использовать это топливо для полетов продолжительностью менее одного часа.
2050. Международные и отраслевые документы: Международное агентство по возобновляемым источникам энергии (IRENA)
Массовые полеты на электричестве и водороде могут стать возможными до 2050 года. Биотопливо — наиболее перспективный вид топлива
Биотопливо рассматривается как наиболее перспективный вид топлива для авиасектора, высокие перспективы реализации полетов на электричестве и водороде к 2050 году.
Биотопливо имеет наилучшие перспективы для экономически эффективного масштабирования и применения в авиационном секторе в 2020-х, 2030-х и, возможно, 2040-х годах.
2050. Международные и отраслевые документы: аудитконсалтинговая корпорация KPMG
До 40% топлива, используемого в авиации, будет приходиться на био- и водородное топливо, синтетический керосин, электричество к 2050 году
Конвенциональное топливо будет оставаться основным видом топлива к 2050 году, на втором месте по распространенности находится синтетический керосин, далее по популярности идут биотопливо и электричество.
К 2050 году 3% самолетов будут функционировать на водороде и электричестве, 5% — на биотопливе и 29% — на синтетическом керосине, а более 60% рейсов будут выполняться на обычных видах топлива.
2030. Корпоративные прогнозы: Airbus
Airbus к 2030 году планирует производство самолетов на водородном топливе
К 2030 году масштабов производства экологичного топлива не будет достаточно для функционирования всех самолетов на нем, однако компания планирует разработку самолетов на водородном топливе.
Согласно прогнозам Airbus, к 2030 году не появится достаточного количества экологичного топлива, что препятствует намерениям компании развивать самолеты на альтернативном топливе.
Airbus планирует коммерциализировать водородное топливо и двигатели с нулевым уровнем выбросов, но отсутствие мощностей по производству экологически чистого водорода может задержать внедрение таких самолетов.
2025–2050. Международные и отраслевые документы: Всемирный банк (The World Bank)
Внедрение и производство био- и водородного топлива, синтетического керосина для насыщения спроса на экологическое топливо
Возможно приближение к балансу спроса и предложения на рынке SAF к 2050 году, при этом наиболее активное производство SAF будет сконцентрировано в странах Организации экономического сотрудничества и развития (ОЭСР).
К 2050 году мировое устойчивое производство авиационного топлива может достичь отметки от 108 млн до 331 млн т, или от 23 до 72% от общего спроса, прогнозируемого на 2050 год.
К 2025 году от 92 до 98% мощностей по производству экологически чистого авиационного топлива будет сосредоточено в странах — членах ОЭСР.
2035. Корпоративные прогнозы: Embraer
Embraer к 2035 году планирует производство самолетов на водородном топливе и электросамолетов
К 2035 году компанией будут производиться водородные самолеты, а также электросамолеты, но с меньшей дальностью и пассажировместимостью.
К 2035 году Embraer планирует производить самолеты на водородных топливных элементах, перевозящие до 30 пассажиров и с дальностью полета более 370 км, а также полностью электрические самолеты с меньшими характеристиками (до девяти пассажиров и дальностью до 370 км).
2030. Корпоративные прогнозы: Boeing
К 2030 году Boeing планирует поставить коммерческие самолеты, работающие исключительно на экологичном авиационном топливе
В соответствии с ESG-повесткой компании Boeing к 2030 году коммерческие самолеты будут полностью экологичными, предлагается усиление ограничений на устойчивое смешивание топлива.
Компания провела успешные испытательные полеты на полностью экологичном авиационном топливе.
Вывод на рынок экологически чистых коммерческих самолетов требует убеждения регулирующих органов и всей отрасли в повышении предела смешивания топлива для расширенного использования.
2025-2040. Корпоративные прогнозы: ZeroAvia
К 2040 году пассажировместимость водородных самолетов может превысить 200 человек, а дальность полета достичь более 9250 км
К 2025 году будут возможны полеты на водородном топливе, к 2040 году будут значительно улучшены их характеристики.
По планам компании ZeroAvia первые коммерческие полеты водородные самолеты могут совершить уже в 2025 году с вместимостью до 19 пассажиров и максимальной дальностью до 560 км.
2050. Форсайт-исследования: Германия
Электрификация авиасектора в Германии для достижения нулевых выбросов
Электрификация авиасектора является наиболее перспективным направлением перевода Германии на нулевые выбросы.
До тех пор пока транспорт в Германии не будет электрифицирован, биотопливо останется наиболее перспективной заменой ископаемому топливу.
Электрификация остается единственной важной альтернативой в Германии в связи с ограниченностью ресурсов для производства экологичных видов топлива.
2035–2050. Форсайт-исследования: Великобритания
К 2050 году будет возможно активное использование водородного топлива и электросамолетов
Великобритания планирует переход на потребление экологического топлива, а также наращивание его собственного производства, экспортного потенциала. Наиболее популярными видами потребляемого топлива к 2035 году будет биотопливо и синтетический керосин.
В Великобритании разрабатываются «дорожные карты» по внедрению экологически чистого авиационного топлива.
К 2035 году ежегодное устойчивое потребление авиатоплива Великобританией достигнет от 14,5 млн до 30,9 млн т, или от 4 до 8% его общего мирового потребления. К 2035 году потребление биотоплива и синтетического керосина будет наиболее интенсивным по сравнению с другими видами SAF.
К 2035 году авиатопливо, производимое в Великобритании, сможет удовлетворить от 3,3 до 7,8% общего спроса страны.
К 2050 году 32% потребности Великобритании в авиатопливе (4,5 млн т) можно будет удовлетворить за счет экологически чистого топлива собственного производства.
В период с 2025 по 2035 год производство экологически чистого авиатоплива в Великобритании будет ежегодно расти на 34–44%.
К 2035 году экспортный рынок достигнет примерно £2 млрд.
2025–2045. Форсайт-исследования: Швеция
После 2045 года ни один рейс, вылетающий из шведских аэропортов, не будет использовать ископаемое топливо, а новые технологии помогут достичь нулевого уровня выбросов
К 2045 году планируется достижение нулевых выбросов. Уже активно развивается производство самолетов на альтернативных видах топлива, формирование ГЧП-моделей для поддержки его производителей.
Внутренняя авиация Швеции прекратит использование конвенционального авиатоплива к 2030 году, а после 2045 года ни один рейс, вылетающий из шведских аэропортов, не будет работать на углеводородном топливе.
Планируется рост рынка биотоплива и синтетического топлива, а также разработка и внедрение альтернативных технологических решений (водородные, электрические и гибридные самолеты).
Швеция планирует использовать модели государственно-частного финансирования для поддержания исследовательских проектов по разработке альтернативного топлива и двигателей в 2020–2025 годах. После 2030 года внутренние рейсы будут работать преимущественно на биотопливе; исследования по использованию водорода в авиации будут продолжены.
В 2035–2045 годах основные инвестиции будут направлены в электрификацию и развитие водородных технологий, инфраструктура аэропортов будет приспособлена для самолетов, работающих на различных видах топлива, будут разрабатываться дальнемагистральные авиалайнеры, работающие на электричестве.