Det nya solminiraffinaderiet som ligger på taket av ETH:s maskinlaboratorium i Zürich kan producera klimatneutrala bränslen för hållbart luftfart i framtiden. Upphovsman:Tricklabor / ETH Zurich
CO 2 -neutrala syntetiska bränslen är tekniskt genomförbara idag och det bästa löftet för avkolning av luftfart. De rätta styrmedlen kan förverkliga löfte till verklighet, skriver Anthony Patt.
Tekniker växer fram som kan göra det möjligt att flyga med förnybar energi. Det viktigaste tillvägagångssättet är att använda förnybar energi för att syntetisera CO 2 -neutralt kolvätebränsle ur vatten (H2O) och CO 2 uppsamlad från omgivande luft. ETH -forskare presenterade nyligen ett genombrott för högeffektiv produktion av sådant bränsle med hjälp av solenergi.
Under tiden, många klimatpolitiska förespråkare stöder tanken på att införa en skatt på CO 2 utsläpp från flygning. Men skulle en CO 2 skatt leder till antagandet av syntetiskt bränsle eller annan förnybar teknik? Svaret beror på hur skatteintäkterna används.
Att bara beskatta bränsle gör nästan ingen skillnad
Vi kan uppskatta hur en så kallad Lenkungsabgabe skulle påverka passagerarvolymen genom att använda data om flygstrukturens kostnadsstrukturer och konsumentbeteende, och om det skulle leda till byte av bränsle genom att jämföra teknikkostnader.
Tänk på en sådan skatt på 100 CHF per ton CO 2 , liknande den nuvarande schweiziska skatten på eldningsbränsle, och förmodligen den övre gränsen för vad som är politiskt genomförbart. Detta skulle leda till cirka 15 procents höjning av flygpriset, och cirka 10 procents minskning av passagerarvolymen. Eftersom efterfrågan på flyg ökar med cirka 5 procent per år, passagerarvolymen skulle vara tillbaka till där vi började om cirka två år.
Vad sägs om effekten på bränslevalet? De nuvarande produktionskostnaderna för syntetiskt bränsle är cirka CHF 2 per liter. Framtida bränsle från produktionsanläggningar baserade på det nya ETH -solraffinaderiet kommer sannolikt att börja minst så dyrt, men tekniken blir mycket billigare om den skalas upp. Fossilt jetbränsle kostar CHF 0,50 per liter, med andra ord 1,50 CHF billigare än syntet.
Med tanke på kolinnehållet i bränsle, kompaniet 2 skatt skulle behöva vara minst 300 CHF per ton för att täcka denna skillnad. Till CHF 100, skatten kommer inte att skapa något incitament för flygbolagen att börja byta till syntetiska bränslen. Utan krav på den nya tekniken, kostnaderna kommer inte att sjunka, och vi kommer inte att vara närmare koldioxidutsläpp till luftfart än vi är idag. Men vi kan undkomma detta dödläge.
Använda skatteintäkter för teknikstöd
Det kommer att ta decennier att bygga produktionskapaciteten för att tillgodose den globala efterfrågan på luftfart med syntetiskt bränsle; den nya ETH -tekniken, till exempel, skulle kräva att täcka ett område större än Schweiz med solvärmesamlare. Ett ambitiöst scenario är att 1 procent av flygbränslet ska vara syntetiskt inom de närmaste åren, och sedan för att produktionskapaciteten ska växa med cirka 20 procent per år, liknande den exponentiella tillväxt som har skett med solceller (PV). Det skulle få oss till 5 procent användning av syntetiskt bränsle inom luftfarten strax efter 2030, och skulle helst kunna nå 100 procent år 2050.
Precis som med PV, de rätta styrmedlen kan få detta att hända. Vad vi behöver är att skapa en initial efterfrågan på syntetiskt bränsle, stimulera investeringar, och överföra syntetiska bränslekostnader till konsumenterna på ett acceptabelt sätt.
Till exempel, regeringen kan kräva att flygbolagets bränsleleverantörer blandar in en del av syntetbränslet, börjar under 1 procent av den totala bränslevolymen men stiger varje år. Intäkter från en flygskatt eller tillägg kan täcka merkostnaden. En beräkning på baksidan av kuvertet tyder på att en initial skatt på 0,05 CHF per liter på fossilt flygbränsle skulle vara mer än tillräckligt, och detta skulle leda till cirka 3 procents ökning av flygbiljettpriserna.
När andelen syntetiskt bränsle ökar, skatten skulle också behöva stiga, för att täcka den ökande volymen. Men inte särskilt mycket, eftersom produktionskostnaderna för syntetiskt bränsle kommer att sjunka. Med fortsatta investeringar, det är realistiskt att förvänta sig att kostnaden för syntetiskt bränsle kommer att sjunka till 1 CHF per liter. Om trettio år, ett flygplan som bränner 100 procent syntetiskt bränsle skulle kosta cirka 25 procent mer än ett brinnande fossilt bränsle idag. Vi kommer att ha avkolsat sektorn, med passagerarpriserna så gradvis att de knappt märks.
Ett liknande tillvägagångssätt har fungerat för sol- och vindkraft, elbilar, och lågenergibyggnader. De exakta styrmedlen har skiljt sig, men i alla fall har beslutsfattarna först fokuserat på att stimulera investeringar i produktion och användning av förnybar energi, och först senare med att fasa ut användningen av fossila bränslen, när den nya tekniken är konkurrenskraftig och pålitlig.
När det gäller luftfart, global avkolning utgör en ytterligare möjlighet för Schweiz:många av de viktigaste innovationerna för syntetisk bränsleproduktion har ägt rum här, och vi har patent. Schweiz har all anledning att ta ledningen för att göra luftfarten hållbar.
