Οι νέοι τύποι υποδομών θα είναι απαραίτητοι για την υποστήριξη αεροσκαφών με μπαταρίες και υδρογόνο που θα ξεκινήσουν να λειτουργούν αυτή τη δεκαετία.
Καθώς η αναζήτηση λύσεων για την αντιμετώπιση του κλιματικού αντίκτυπου της αεροπορίας γίνεται πιο επείγουσα, υπάρχει μεγάλο ενδιαφέρον για αεροσκάφη που λειτουργούν με τεχνολογίες εναλλακτικής πρόωσης, όπως τα αεροσκάφη υδρογόνου, τα ηλεκτρικά με μπαταρία και τα υβριδικά ηλεκτρικά.
Τα αεροσκάφη που λειτουργούν με κινητήρες υδρογόνου και ηλεκτρικών μπαταριών θα μπορούσαν να αποτελούν το 21 έως 38% του παγκόσμιου στόλου εμπορικών και εμπορευματικών αεροσκαφών έως το 2050, με βάση τις εκτιμήσεις ενέργειας της Mission Possible Partnership για τον τομέα της αεροπορίας που θα αρχίσει να εμφανίζεται αυτή τη δεκαετία.
Υπάρχει αβεβαιότητα σχετικά με το τι συνεπάγονται αυτές οι αλλαγές υποδομής και πώς τα αεροδρόμια και άλλοι ενδιαφερόμενοι μπορούν να αρχίσουν να προετοιμάζονται για αυτές.
Η «Τarget True Zero: Παροχή Υποδομών για Πτήσεις Αεροσκαφών με Μπαταρία και Υδρογόνο» είναι μια έκθεση που εκπονήθηκε ως πρωτοβουλία του Παγκόσμιου Οικονομικού Φόρουμ που συγκεντρώνει ηγέτες από όλη την αεροδιαστημική και αεροπορική βιομηχανία— με την υποστήριξη από εταίρους γνώσης όπως οι Aviation Environment Federation, McKinsey, και ο Τομέας Επιτάχυνσης Αεροπορικών Επιπτώσεων του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, ενώ προορίζεται να βοηθήσει να ρίξει φως σε μερικά από τα βασικά ζητήματα που επηρεάζουν την εναλλακτική πρόωση και έχει...
Τρεις στόχους:
1. Προσδιορισμό των απαιτήσεων ενέργειας και υποδομής για την εναλλακτική πρόωση για την επίτευξη των στόχων του 2050 τόσο σε παγκόσμιο επίπεδο όσο και αεροδρομίων.
2. Εξερεύνηση του τι σημαίνουν οι απαιτήσεις για το επίπεδο και το χρονοδιάγραμμα των επενδύσεων.
3. Παροχή πληροφοριών σχετικά με τον συντονισμό που απαιτείται για την παροχή κατάλληλων υποδομών στον τομέα των αερομεταφορών, μερικές φορές σε συνεργασία με άλλους τομείς, για την επίτευξη των στόχων.
Τα ευρήματα της έκθεσης, που συνοψίζονται εδώ, βασίζονται σε δέκα βασικές γνώσεις που αναπτύχθηκαν μέσω της ανάλυσης McKinsey και ενημερώθηκαν από συνομιλίες με ηγέτες του κλάδου και εργαστήρια που πραγματοποιήθηκαν από το Target True Zero.
Υποδομές για τη στροφή στην εναλλακτική παραγωγή
Η ζήτηση για καθαρή ενέργεια στις αερομεταφορές θα μπορούσε να εκτιναχθεί σε νέα ύψη.
Υπολογίσαμε τη ζήτηση για την ενέργεια που απαιτείται για την υποστήριξη αεροσκαφών που χρησιμοποιούν εναλλακτική πρόωση το 2050 και, στη συνέχεια, εξετάσαμε τις επιπτώσεις για τις αεροπορικές υποδομές.
Τα αεροσκάφη που κινούνται με μπαταρίες και υδρογόνο θα μπορούσαν να αποτελούν μεταξύ 21 και 38% του συνόλου των αεροσκαφών μέχρι το 2050, αντιπροσωπεύοντας το 15 έως 34% των συνολικών ενεργειακών αναγκών του κλάδου.
Απαιτείται μεγάλη ποσότητα καθαρής ενέργειας για την κάλυψη της ζήτησης
Η εναλλακτική πρόωση θα μπορούσε να απαιτήσει μεταξύ 600 και 1.700 τεραβατώρες καθαρής ενέργειας μέχρι το 2050, παγκοσμίως, που ισοδυναμεί με την ενέργεια που παράγεται από περίπου δέκα έως 25 από τα μεγαλύτερα αιολικά πάρκα του κόσμου ή ένα ηλιακό πάρκο στο μέγεθος του Βελγίου.
Περίπου το 89 έως 96% της ενέργειας θα χρησιμοποιηθεί για αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο, ενώ μόνο το 4 με 11% θα χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία μικρότερων ηλεκτρικών αεροσκαφών με μπαταρία, όπως στροβιλοκινητήρες, περιφερειακά αεριωθούμενα αεροπλάνα και μικρότερα αεροσκάφη στενής ατράκτου: (Σχήμα 1).
Αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας από μεγάλα αεροδρόμια
Καθώς η εναλλακτική πρόωση κερδίζει έδαφος, τα αεροδρόμια θα χρειάζονται περισσότερη ενέργεια για τις επιτόπιες δραστηριότητές τους από ό,τι σήμερα.
Για ένα αεροδρόμιο που είναι ένας μεγάλος κόμβος που θέλει να επενδύσει σε επιτόπια υγροποίηση υδρογόνου και φόρτιση για αεροσκάφη που λειτουργούν με μπαταρίες, η συνολική επιτόπια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για τερματικούς σταθμούς, υποστήριξη εδάφους και άλλες χρήσεις θα μπορούσε να είναι μεταξύ 1.250 και 2.450 γιγαβατώρες ετησίως.
Αυτό σημαίνει περίπου πέντε έως δέκα φορές περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από αυτή που καταναλώνει επί του παρόντος το Χίθροου του Λονδίνου.
Για να ανταποκριθούν σε αυτές τις απαιτήσεις, τα αεροδρόμια θα πρέπει να λάβουν μέτρα για την αναβάθμιση των συνδέσεων του δικτύου, της τοπικής υποδομής διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και των δικών τους σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Δύο νέες αλυσίδες αξίας υποδομών
Η εναλλακτική πρόωση θα απαιτήσει δύο νέες αλυσίδες αξίας υποδομών.
Η μία θα περιλαμβάνει αερομεταφορές με ηλεκτρική ενέργεια από μπαταρίες και το άλλο για αερομεταφορές που κινούνται με υδρογόνο.
Αυτές οι αλυσίδες αξίας μπορεί να περιλαμβάνουν πολλούς νέους εταίρους που δεν αποτελούν επί του παρόντος μέρος του οικοσυστήματος των αερομεταφορών και θα συνυπάρχουν με την υποδομή που απαιτείται για βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα και συμβατικά καύσιμα.
Ο τομέας θα χρειαστεί νέες διαδικασίες για την απόκτηση, αποθήκευση, επεξεργασία και διαχείριση ενέργειας, καθώς και τα μέσα για τη διανομή αυτής της ενέργειας στα αεροσκάφη.
Τα περισσότερα αεροδρόμια έχουν χώρο για υποδομή υγροποίησης και αποθήκευσης υδρογόνου, αλλά όχι αρκετή γη για την παραγωγή της καθαρής ενέργειας που απαιτείται για την τροφοδοσία των αεροσκαφών μέσω ηλεκτρικών μέσων μπαταρίας και υδρογόνου.
Περισσότερος χώρος για παραγωγή καθαρής ενέργειας
Ενώ τα αεροδρόμια έχουν προβληθεί ως πιθανοί κόμβοι ενέργειας, η κλίμακα της ενεργειακής ζήτησης για εναλλακτική πρόωση θα καταστήσει εξαιρετικά δύσκολη την εκτέλεση όλης της παραγωγής ενέργειας στα αεροδρόμια.
Για παράδειγμα, εάν το αεροδρόμιο Paris-Charles De Gaulle χρησιμοποιηθεί ως παράδειγμα μεγάλου διεθνούς κόμβου, θα απαιτούσε περίπου 5.800 εκτάρια ηλιακών συλλεκτών για να παράγει επαρκή ηλεκτρική ενέργεια για να καλύψει τις απαιτήσεις του σύμφωνα με το συνετό σενάριο της Mission Possible Partnership.
Αυτό υπερβαίνει κατά πολύ το μέγεθος του ίδιου του αεροδρομίου, το οποίο πλέον καταλαμβάνει 3.300 εκτάρια.
Δεδομένων τέτοιων σημαντικών απαιτήσεων χώρου, τα περισσότερα αεροδρόμια πιθανότατα θα βασίζονται σε συνεργασίες με άλλους παρόχους ηλεκτρικής ενέργειας εντός των περιφερειακών οικοσυστημάτων τους για να τους καλύψουν.
Επένδυση για τη χρηματοδότηση υποδομών εναλλακτικής πρόωσης
Η παροχή της απαραίτητης υποδομής εντός και εκτός αεροδρομίου που απαιτείται για εναλλακτική πρόωση θα απαιτήσει σημαντικές επενδύσεις από τα αεροδρόμια και άλλους ενδιαφερόμενους φορείς.
Η ανάλυσή μας αποκάλυψε πολλαπλές πληροφορίες που σχετίζονται με αυτήν την επένδυση.
Η μετάβαση στην εναλλακτική πρόωση θα απαιτήσει μια επένδυση κεφαλαίου μεταξύ 700 δισεκατομμυρίων δολαρίων και 1,7 τρισεκατομμυρίων δολαρίων σε όλη την αλυσίδα αξίας έως το 2050: (Σχήμα 2).
Περίπου το 90% αυτής της επένδυσης θα είναι για υποδομές εκτός αεροδρομίου—κυρίως παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και ηλεκτρόλυση και υγροποίηση υδρογόνου.
Επένδυση για αλυσίδα αξίας εναλλακτικής πρόωσης
Οι κεφαλαιουχικές δαπάνες για την παραγωγή πράσινης ενέργειας για την αεροπορία μόνο θα διπλασιάσουν τις τρέχουσες προβλέψεις για τις παγκόσμιες κεφαλαιουχικές δαπάνες των αεροδρομίων (1,68 τρισεκατομμύρια δολάρια έως το 2040, στα 84 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως).
Αυτό καθιστά σχεδόν βέβαιο ότι οι φορείς της αεροπορίας θα χρειαστεί να δημιουργήσουν συνεργασίες με εταιρείες άλλων βιομηχανιών, όπως παρόχους ενέργειας και βιομηχανίες που καταναλώνουν υδρογόνο, για να εξασφαλίσουν την απαιτούμενη επένδυση.
Οι κεφαλαιουχικές δαπάνες για υποδομές αερολιμένων, οι οποίες αποτελούν το υπόλοιπο 10% των συνολικών κεφαλαιουχικών δαπανών, θα ανέλθουν σε πιο μέτριες 66 έως 114 δισεκατομμύρια δολάρια συνολικά έως το 2050.
Αυτό αντιπροσωπεύει το ισοδύναμο 0,8 έως 1,4 ετών στοιχειώδους επένδυσης σε ανακατασκευή και επέκταση του αεροδρομίου, με βάση την τρέχουσα μέση δαπάνη.
Επένδυση για υποδομές αεροδρομίων
Οι επενδύσεις που απαιτούνται για υποδομές αερολιμένων στη στροφή προς την εναλλακτική πρόωση θα είναι σημαντικά υψηλότερες για μεγάλα αεροδρόμια από ό,τι για μικρότερα αεροδρόμια, αλλά παρόμοιας έκτασης με άλλες μεγάλες επενδύσεις, όπως η κατασκευή ενός νέου τερματικού σταθμού.
Ένας διηπειρωτικός κόμβος θα μπορούσε να αναμένει να επενδύσει συνολικά περίπου 3,9 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2050 σε ολόκληρη την αλυσίδα αξίας, συμπεριλαμβανομένης της απόκτησης ενέργειας και της παραγωγής υδρογόνου, ενώ η επένδυση για ένα μεγάλο περιφερειακό αεροδρόμιο θα είναι περίπου 1,3 δισεκατομμύρια δολάρια.
Αν το θέσουμε αυτό σε μια προοπτική, οι κεφαλαιουχικές δαπάνες για έναν διεθνή κόμβο ή μεγάλο περιφερειακό αεροδρόμιο θα είναι περίπου ισοδύναμες με αυτές για την επέκταση του τερματικού σταθμού του αεροδρομίου LaGuardia ή περίπου το 20% του κόστους του τρίτου έργου του αεροδρομίου του αεροδρομίου Heathrow.
Το κόστος για τα μικρότερα αεροδρόμια θα είναι πολύ χαμηλότερο, καθώς δεν θα χρειάζεται να υποστηρίζουν μεγαλύτερα αεροσκάφη, τα οποία απαιτούν πιο προηγμένες υποδομές.
Ασφάλιστρα για την πράσινη ηλεκτρική ενέργεια
Οι φορείς εκμετάλλευσης εναλλακτικής πρόωσης αναμένεται να πληρώσουν ασφάλιστρα 76 έως 86% πάνω από την τιμή αγοράς για την πράσινη ηλεκτρική ενέργεια, αντανακλώντας το πρόσθετο κόστος λειτουργίας της αεροπορικής υποδομής.
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για τα αεροδρόμια και τους φορείς εκμετάλλευσης σχετίζεται με τις επιχειρησιακές τους δαπάνες —ιδιαίτερα το κόστος ενέργειας, δεδομένου ότι αυτό θα καθορίσει τον βαθμό στον οποίο θα υιοθετηθούν αεροσκάφη με ηλεκτρική ενέργεια και υδρογόνο.
Το πρόσθετο κόστος επεξεργασίας και παράδοσης υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας στα αεροδρόμια θα δημιουργήσει ένα ασφάλιστρο για τη χρήση αυτών των τύπων πρόωσης, παρόμοιο εννοιολογικά με τη διαφορά «σπασίματος» μεταξύ της τιμολόγησης για ένα βαρέλι αργού πετρελαίου και εκείνης για τα προϊόντα πετρελαίου που διυλίζονται από αυτό .
Επενδύσεις που απαιτούνται τώρα για την επίτευξη των στόχων του 2050 και της αναμενόμενης ενεργειακής ζήτησης
Οι επενδύσεις που απαιτούνται για την επίτευξη των στόχων υποδομής που σχετίζονται με την εναλλακτική πρόωση το 2050 πρέπει να ξεκινήσουν τώρα.
Τα πρώτα στοιχεία της υποδομής του αεροδρομίου πρέπει να έχουν δημιουργηθεί έως το 2025 για να καλυφθεί η αναμενόμενη ενεργειακή ζήτηση.
Από την επένδυση μέχρι την εγκατάσταση, τα χρονοδιαγράμματα ανάπτυξης για την υποδομή ηλεκτρικής μπαταρίας μπορεί να είναι μεταξύ δύο και τεσσάρων ετών: (Σχήμα 3).
Τα αεροδρόμια είναι ήδη συνδεδεμένα με δίκτυα ισχύος και ενδέχεται να διαθέτουν ηλεκτρικό εξοπλισμό υποστήριξης εδάφους και φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων.
Ενώ είναι πιθανό να απαιτούνται αναβαθμίσεις σύνδεσης στο δίκτυο και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, καθώς τα αεροσκάφη με ηλεκτρική ενέργεια από μπαταρίες γίνονται πιο δημοφιλή, η υποδομή ηλεκτρικής μπαταρίας θα είναι σχετικά εύκολο να επεκταθεί.
Συνεργασία για την παροχή υποδομής εναλλακτικής πρόωσης
Αντίθετα, η υποδομή υδρογόνου είναι πολύ λιγότερο πιθανό να είναι σταδιακή.
Τα αεροδρόμια μπορεί να χρειαστεί να ανοικοδομήσουν επιτόπου υποδομές υδρογόνου καθώς αυξάνεται η υιοθέτηση αεροσκαφών που κινούνται με υδρογόνο ή μπορεί να είναι σε θέση να παρακάμψουν ορισμένα βήματα, με βάση τις προβλέψεις ανάπτυξης.
Η μετάβαση στην εναλλακτική πρόωση αεροσκαφών είναι περίπλοκη και δαπανηρή, επομένως τα αεροδρόμια δεν μπορούν να αναλάβουν αυτό το έργο μεμονωμένα.
Για να αξιοποιηθεί η ισχύς των επιπτώσεων του δικτύου και της περιφερειακής συνδεσιμότητας, θα απαιτηθεί συντονισμός των επενδύσεων σε υποδομές για να καταστεί εφικτή η λειτουργία εναλλακτικής πρόωσης.
Συντονισμός για επενδύσεις σε υποδομές
Ενώ τα μεγάλα αεροδρόμια θα επιβαρύνονται με το υψηλότερο κόστος για τη μετάβαση σε εναλλακτική πρόωση, οι περιπτώσεις αρχικής χρήσης των καυσίμων θα περιλαμβάνουν πιθανώς μικρότερα αεροδρόμια για πτήσεις με ενέργεια από μπαταρίες ή μεμονωμένες διαδρομές από σημείο σε σημείο μεταξύ μεγάλων και μεσαίων αεροδρομίων για αεροσκάφη που τροφοδοτούνται από υδρογόνο.
Συνεπώς, ο συντονισμός των επενδύσεων σε μικρότερα αεροδρόμια εντός μικρότερων γεωγραφικών περιοχών θα είναι απαραίτητος για τη λειτουργία αεροσκαφών με ηλεκτρική ενέργεια από μπαταρίες.
Για τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο, θα χρειαστεί συντονισμός μεταξύ μεγάλων και μικρών αεροδρομίων —ενδεχομένως σε πολλαπλές εθνικές δικαιοδοσίες— και επομένως αποτελεί μεγαλύτερη πρόκληση.
Για να είναι επιτυχείς, τα αεροδρόμια, οι φορείς εκμετάλλευσης και άλλοι ενδιαφερόμενοι πρέπει να ενωθούν για να καταλύσουν τη δράση εντός και μεταξύ των περιφερειών.
Συνεργασία για την πρόσβαση στην προσφορά και τη διαμόρφωση του μέλλοντος
Η αεροπορική βιομηχανία θα χρειαστεί να συνεργαστεί με άλλες βιομηχανίες για να εξασφαλίσει επαρκή πράσινη ηλεκτρική ενέργεια και υδρογόνο για εναλλακτική πρόωση σε περιβάλλον περιορισμένης προσφοράς και να έχει φωνή στο μέλλον του οικοσυστήματος του υδρογόνου.
Τα αεροδρόμια θα μπορούσαν να αποκτήσουν επαρκή αποθέματα υδρογόνου και να βοηθήσουν στη διαμόρφωση του μέλλοντος της βιομηχανίας διερευνώντας συνεργασίες με προμηθευτές πράσινης ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την παραγωγή υδρογόνου.
Θα μπορούσαν επίσης να συνδεθούν με καταναλωτές υδρογόνου υψηλής ζήτησης, όπως διυλιστήρια και κατασκευαστές χάλυβα και λιπασμάτων, και με παραγωγούς βιώσιμων καυσίμων για την αεροπορία για την παροχή υδρογόνου με άμεσο καύσιμο στα αεροδρόμια.
Αποδοτική τεχνολογία ηλεκτρόλυσης και υγροποίησης, με στόχο τη μείωση του κόστους
Αυτή η προσέγγιση θα επέτρεπε επίσης στα αεροδρόμια να επενδύσουν στην ανάπτυξη αποδοτικής τεχνολογίας ηλεκτρόλυσης και υγροποίησης, με στόχο τη μείωση του κόστους και την προσέγγιση της παραγωγής στο αεροδρόμιο.
Η εισαγωγή και η ανάπτυξη εναλλακτικής πρόωσης στον τομέα των αερομεταφορών θα απαιτήσει σημαντικές αλλαγές στις τρέχουσες αλυσίδες αξίας, απαιτώντας τεράστιες επενδύσεις στην παραγωγή καθαρής ενέργειας, επενδύσεις στα αεροδρόμια και συντονισμό μεταξύ πολλών ενδιαφερομένων εντός και εκτός του παραδοσιακού τομέα των αερομεταφορών.
Οι πρώτες αλλαγές ενδέχεται να συμβούν σύντομα, ωστόσο, οι σημαντικές αλλαγές που προκύπτουν από τη στροφή προς την εναλλακτική πρόωση θα συμβούν σταδιακά, επιτρέποντας στα αεροδρόμια και στα εξαρτήματά τους να προετοιμαστούν ανάλογα.
www.worldenergynews.gr
Τα αεροσκάφη που λειτουργούν με κινητήρες υδρογόνου και ηλεκτρικών μπαταριών θα μπορούσαν να αποτελούν το 21 έως 38% του παγκόσμιου στόλου εμπορικών και εμπορευματικών αεροσκαφών έως το 2050, με βάση τις εκτιμήσεις ενέργειας της Mission Possible Partnership για τον τομέα της αεροπορίας που θα αρχίσει να εμφανίζεται αυτή τη δεκαετία.
Υπάρχει αβεβαιότητα σχετικά με το τι συνεπάγονται αυτές οι αλλαγές υποδομής και πώς τα αεροδρόμια και άλλοι ενδιαφερόμενοι μπορούν να αρχίσουν να προετοιμάζονται για αυτές.
Η «Τarget True Zero: Παροχή Υποδομών για Πτήσεις Αεροσκαφών με Μπαταρία και Υδρογόνο» είναι μια έκθεση που εκπονήθηκε ως πρωτοβουλία του Παγκόσμιου Οικονομικού Φόρουμ που συγκεντρώνει ηγέτες από όλη την αεροδιαστημική και αεροπορική βιομηχανία— με την υποστήριξη από εταίρους γνώσης όπως οι Aviation Environment Federation, McKinsey, και ο Τομέας Επιτάχυνσης Αεροπορικών Επιπτώσεων του Πανεπιστημίου του Κέμπριτζ, ενώ προορίζεται να βοηθήσει να ρίξει φως σε μερικά από τα βασικά ζητήματα που επηρεάζουν την εναλλακτική πρόωση και έχει...
Τρεις στόχους:
1. Προσδιορισμό των απαιτήσεων ενέργειας και υποδομής για την εναλλακτική πρόωση για την επίτευξη των στόχων του 2050 τόσο σε παγκόσμιο επίπεδο όσο και αεροδρομίων.
2. Εξερεύνηση του τι σημαίνουν οι απαιτήσεις για το επίπεδο και το χρονοδιάγραμμα των επενδύσεων.
3. Παροχή πληροφοριών σχετικά με τον συντονισμό που απαιτείται για την παροχή κατάλληλων υποδομών στον τομέα των αερομεταφορών, μερικές φορές σε συνεργασία με άλλους τομείς, για την επίτευξη των στόχων.
Τα ευρήματα της έκθεσης, που συνοψίζονται εδώ, βασίζονται σε δέκα βασικές γνώσεις που αναπτύχθηκαν μέσω της ανάλυσης McKinsey και ενημερώθηκαν από συνομιλίες με ηγέτες του κλάδου και εργαστήρια που πραγματοποιήθηκαν από το Target True Zero.
Υποδομές για τη στροφή στην εναλλακτική παραγωγή
Η ζήτηση για καθαρή ενέργεια στις αερομεταφορές θα μπορούσε να εκτιναχθεί σε νέα ύψη.
Υπολογίσαμε τη ζήτηση για την ενέργεια που απαιτείται για την υποστήριξη αεροσκαφών που χρησιμοποιούν εναλλακτική πρόωση το 2050 και, στη συνέχεια, εξετάσαμε τις επιπτώσεις για τις αεροπορικές υποδομές.
Τα αεροσκάφη που κινούνται με μπαταρίες και υδρογόνο θα μπορούσαν να αποτελούν μεταξύ 21 και 38% του συνόλου των αεροσκαφών μέχρι το 2050, αντιπροσωπεύοντας το 15 έως 34% των συνολικών ενεργειακών αναγκών του κλάδου.
Απαιτείται μεγάλη ποσότητα καθαρής ενέργειας για την κάλυψη της ζήτησης
Η εναλλακτική πρόωση θα μπορούσε να απαιτήσει μεταξύ 600 και 1.700 τεραβατώρες καθαρής ενέργειας μέχρι το 2050, παγκοσμίως, που ισοδυναμεί με την ενέργεια που παράγεται από περίπου δέκα έως 25 από τα μεγαλύτερα αιολικά πάρκα του κόσμου ή ένα ηλιακό πάρκο στο μέγεθος του Βελγίου.
Περίπου το 89 έως 96% της ενέργειας θα χρησιμοποιηθεί για αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο, ενώ μόνο το 4 με 11% θα χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία μικρότερων ηλεκτρικών αεροσκαφών με μπαταρία, όπως στροβιλοκινητήρες, περιφερειακά αεριωθούμενα αεροπλάνα και μικρότερα αεροσκάφη στενής ατράκτου: (Σχήμα 1).
Αύξηση της κατανάλωσης ενέργειας από μεγάλα αεροδρόμια
Καθώς η εναλλακτική πρόωση κερδίζει έδαφος, τα αεροδρόμια θα χρειάζονται περισσότερη ενέργεια για τις επιτόπιες δραστηριότητές τους από ό,τι σήμερα.
Για ένα αεροδρόμιο που είναι ένας μεγάλος κόμβος που θέλει να επενδύσει σε επιτόπια υγροποίηση υδρογόνου και φόρτιση για αεροσκάφη που λειτουργούν με μπαταρίες, η συνολική επιτόπια κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας για τερματικούς σταθμούς, υποστήριξη εδάφους και άλλες χρήσεις θα μπορούσε να είναι μεταξύ 1.250 και 2.450 γιγαβατώρες ετησίως.
Αυτό σημαίνει περίπου πέντε έως δέκα φορές περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια από αυτή που καταναλώνει επί του παρόντος το Χίθροου του Λονδίνου.
Για να ανταποκριθούν σε αυτές τις απαιτήσεις, τα αεροδρόμια θα πρέπει να λάβουν μέτρα για την αναβάθμιση των συνδέσεων του δικτύου, της τοπικής υποδομής διανομής ηλεκτρικής ενέργειας και των δικών τους σταθμών παραγωγής ενέργειας.
Δύο νέες αλυσίδες αξίας υποδομών
Η εναλλακτική πρόωση θα απαιτήσει δύο νέες αλυσίδες αξίας υποδομών.
Η μία θα περιλαμβάνει αερομεταφορές με ηλεκτρική ενέργεια από μπαταρίες και το άλλο για αερομεταφορές που κινούνται με υδρογόνο.
Αυτές οι αλυσίδες αξίας μπορεί να περιλαμβάνουν πολλούς νέους εταίρους που δεν αποτελούν επί του παρόντος μέρος του οικοσυστήματος των αερομεταφορών και θα συνυπάρχουν με την υποδομή που απαιτείται για βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα και συμβατικά καύσιμα.
Ο τομέας θα χρειαστεί νέες διαδικασίες για την απόκτηση, αποθήκευση, επεξεργασία και διαχείριση ενέργειας, καθώς και τα μέσα για τη διανομή αυτής της ενέργειας στα αεροσκάφη.
Τα περισσότερα αεροδρόμια έχουν χώρο για υποδομή υγροποίησης και αποθήκευσης υδρογόνου, αλλά όχι αρκετή γη για την παραγωγή της καθαρής ενέργειας που απαιτείται για την τροφοδοσία των αεροσκαφών μέσω ηλεκτρικών μέσων μπαταρίας και υδρογόνου.
Περισσότερος χώρος για παραγωγή καθαρής ενέργειας
Ενώ τα αεροδρόμια έχουν προβληθεί ως πιθανοί κόμβοι ενέργειας, η κλίμακα της ενεργειακής ζήτησης για εναλλακτική πρόωση θα καταστήσει εξαιρετικά δύσκολη την εκτέλεση όλης της παραγωγής ενέργειας στα αεροδρόμια.
Για παράδειγμα, εάν το αεροδρόμιο Paris-Charles De Gaulle χρησιμοποιηθεί ως παράδειγμα μεγάλου διεθνούς κόμβου, θα απαιτούσε περίπου 5.800 εκτάρια ηλιακών συλλεκτών για να παράγει επαρκή ηλεκτρική ενέργεια για να καλύψει τις απαιτήσεις του σύμφωνα με το συνετό σενάριο της Mission Possible Partnership.
Αυτό υπερβαίνει κατά πολύ το μέγεθος του ίδιου του αεροδρομίου, το οποίο πλέον καταλαμβάνει 3.300 εκτάρια.
Δεδομένων τέτοιων σημαντικών απαιτήσεων χώρου, τα περισσότερα αεροδρόμια πιθανότατα θα βασίζονται σε συνεργασίες με άλλους παρόχους ηλεκτρικής ενέργειας εντός των περιφερειακών οικοσυστημάτων τους για να τους καλύψουν.
Επένδυση για τη χρηματοδότηση υποδομών εναλλακτικής πρόωσης
Η παροχή της απαραίτητης υποδομής εντός και εκτός αεροδρομίου που απαιτείται για εναλλακτική πρόωση θα απαιτήσει σημαντικές επενδύσεις από τα αεροδρόμια και άλλους ενδιαφερόμενους φορείς.
Η ανάλυσή μας αποκάλυψε πολλαπλές πληροφορίες που σχετίζονται με αυτήν την επένδυση.
Η μετάβαση στην εναλλακτική πρόωση θα απαιτήσει μια επένδυση κεφαλαίου μεταξύ 700 δισεκατομμυρίων δολαρίων και 1,7 τρισεκατομμυρίων δολαρίων σε όλη την αλυσίδα αξίας έως το 2050: (Σχήμα 2).
Περίπου το 90% αυτής της επένδυσης θα είναι για υποδομές εκτός αεροδρομίου—κυρίως παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και ηλεκτρόλυση και υγροποίηση υδρογόνου.
Επένδυση για αλυσίδα αξίας εναλλακτικής πρόωσης
Οι κεφαλαιουχικές δαπάνες για την παραγωγή πράσινης ενέργειας για την αεροπορία μόνο θα διπλασιάσουν τις τρέχουσες προβλέψεις για τις παγκόσμιες κεφαλαιουχικές δαπάνες των αεροδρομίων (1,68 τρισεκατομμύρια δολάρια έως το 2040, στα 84 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως).
Αυτό καθιστά σχεδόν βέβαιο ότι οι φορείς της αεροπορίας θα χρειαστεί να δημιουργήσουν συνεργασίες με εταιρείες άλλων βιομηχανιών, όπως παρόχους ενέργειας και βιομηχανίες που καταναλώνουν υδρογόνο, για να εξασφαλίσουν την απαιτούμενη επένδυση.
Οι κεφαλαιουχικές δαπάνες για υποδομές αερολιμένων, οι οποίες αποτελούν το υπόλοιπο 10% των συνολικών κεφαλαιουχικών δαπανών, θα ανέλθουν σε πιο μέτριες 66 έως 114 δισεκατομμύρια δολάρια συνολικά έως το 2050.
Αυτό αντιπροσωπεύει το ισοδύναμο 0,8 έως 1,4 ετών στοιχειώδους επένδυσης σε ανακατασκευή και επέκταση του αεροδρομίου, με βάση την τρέχουσα μέση δαπάνη.
Επένδυση για υποδομές αεροδρομίων
Οι επενδύσεις που απαιτούνται για υποδομές αερολιμένων στη στροφή προς την εναλλακτική πρόωση θα είναι σημαντικά υψηλότερες για μεγάλα αεροδρόμια από ό,τι για μικρότερα αεροδρόμια, αλλά παρόμοιας έκτασης με άλλες μεγάλες επενδύσεις, όπως η κατασκευή ενός νέου τερματικού σταθμού.
Ένας διηπειρωτικός κόμβος θα μπορούσε να αναμένει να επενδύσει συνολικά περίπου 3,9 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2050 σε ολόκληρη την αλυσίδα αξίας, συμπεριλαμβανομένης της απόκτησης ενέργειας και της παραγωγής υδρογόνου, ενώ η επένδυση για ένα μεγάλο περιφερειακό αεροδρόμιο θα είναι περίπου 1,3 δισεκατομμύρια δολάρια.
Αν το θέσουμε αυτό σε μια προοπτική, οι κεφαλαιουχικές δαπάνες για έναν διεθνή κόμβο ή μεγάλο περιφερειακό αεροδρόμιο θα είναι περίπου ισοδύναμες με αυτές για την επέκταση του τερματικού σταθμού του αεροδρομίου LaGuardia ή περίπου το 20% του κόστους του τρίτου έργου του αεροδρομίου του αεροδρομίου Heathrow.
Το κόστος για τα μικρότερα αεροδρόμια θα είναι πολύ χαμηλότερο, καθώς δεν θα χρειάζεται να υποστηρίζουν μεγαλύτερα αεροσκάφη, τα οποία απαιτούν πιο προηγμένες υποδομές.
Ασφάλιστρα για την πράσινη ηλεκτρική ενέργεια
Οι φορείς εκμετάλλευσης εναλλακτικής πρόωσης αναμένεται να πληρώσουν ασφάλιστρα 76 έως 86% πάνω από την τιμή αγοράς για την πράσινη ηλεκτρική ενέργεια, αντανακλώντας το πρόσθετο κόστος λειτουργίας της αεροπορικής υποδομής.
Ένας άλλος σημαντικός παράγοντας για τα αεροδρόμια και τους φορείς εκμετάλλευσης σχετίζεται με τις επιχειρησιακές τους δαπάνες —ιδιαίτερα το κόστος ενέργειας, δεδομένου ότι αυτό θα καθορίσει τον βαθμό στον οποίο θα υιοθετηθούν αεροσκάφη με ηλεκτρική ενέργεια και υδρογόνο.
Το πρόσθετο κόστος επεξεργασίας και παράδοσης υδρογόνου και ηλεκτρικής ενέργειας στα αεροδρόμια θα δημιουργήσει ένα ασφάλιστρο για τη χρήση αυτών των τύπων πρόωσης, παρόμοιο εννοιολογικά με τη διαφορά «σπασίματος» μεταξύ της τιμολόγησης για ένα βαρέλι αργού πετρελαίου και εκείνης για τα προϊόντα πετρελαίου που διυλίζονται από αυτό .
Επενδύσεις που απαιτούνται τώρα για την επίτευξη των στόχων του 2050 και της αναμενόμενης ενεργειακής ζήτησης
Οι επενδύσεις που απαιτούνται για την επίτευξη των στόχων υποδομής που σχετίζονται με την εναλλακτική πρόωση το 2050 πρέπει να ξεκινήσουν τώρα.
Τα πρώτα στοιχεία της υποδομής του αεροδρομίου πρέπει να έχουν δημιουργηθεί έως το 2025 για να καλυφθεί η αναμενόμενη ενεργειακή ζήτηση.
Από την επένδυση μέχρι την εγκατάσταση, τα χρονοδιαγράμματα ανάπτυξης για την υποδομή ηλεκτρικής μπαταρίας μπορεί να είναι μεταξύ δύο και τεσσάρων ετών: (Σχήμα 3).
Τα αεροδρόμια είναι ήδη συνδεδεμένα με δίκτυα ισχύος και ενδέχεται να διαθέτουν ηλεκτρικό εξοπλισμό υποστήριξης εδάφους και φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων.
Ενώ είναι πιθανό να απαιτούνται αναβαθμίσεις σύνδεσης στο δίκτυο και συστήματα αποθήκευσης ενέργειας, καθώς τα αεροσκάφη με ηλεκτρική ενέργεια από μπαταρίες γίνονται πιο δημοφιλή, η υποδομή ηλεκτρικής μπαταρίας θα είναι σχετικά εύκολο να επεκταθεί.
Συνεργασία για την παροχή υποδομής εναλλακτικής πρόωσης
Αντίθετα, η υποδομή υδρογόνου είναι πολύ λιγότερο πιθανό να είναι σταδιακή.
Τα αεροδρόμια μπορεί να χρειαστεί να ανοικοδομήσουν επιτόπου υποδομές υδρογόνου καθώς αυξάνεται η υιοθέτηση αεροσκαφών που κινούνται με υδρογόνο ή μπορεί να είναι σε θέση να παρακάμψουν ορισμένα βήματα, με βάση τις προβλέψεις ανάπτυξης.
Η μετάβαση στην εναλλακτική πρόωση αεροσκαφών είναι περίπλοκη και δαπανηρή, επομένως τα αεροδρόμια δεν μπορούν να αναλάβουν αυτό το έργο μεμονωμένα.
Για να αξιοποιηθεί η ισχύς των επιπτώσεων του δικτύου και της περιφερειακής συνδεσιμότητας, θα απαιτηθεί συντονισμός των επενδύσεων σε υποδομές για να καταστεί εφικτή η λειτουργία εναλλακτικής πρόωσης.
Συντονισμός για επενδύσεις σε υποδομές
Ενώ τα μεγάλα αεροδρόμια θα επιβαρύνονται με το υψηλότερο κόστος για τη μετάβαση σε εναλλακτική πρόωση, οι περιπτώσεις αρχικής χρήσης των καυσίμων θα περιλαμβάνουν πιθανώς μικρότερα αεροδρόμια για πτήσεις με ενέργεια από μπαταρίες ή μεμονωμένες διαδρομές από σημείο σε σημείο μεταξύ μεγάλων και μεσαίων αεροδρομίων για αεροσκάφη που τροφοδοτούνται από υδρογόνο.
Συνεπώς, ο συντονισμός των επενδύσεων σε μικρότερα αεροδρόμια εντός μικρότερων γεωγραφικών περιοχών θα είναι απαραίτητος για τη λειτουργία αεροσκαφών με ηλεκτρική ενέργεια από μπαταρίες.
Για τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο, θα χρειαστεί συντονισμός μεταξύ μεγάλων και μικρών αεροδρομίων —ενδεχομένως σε πολλαπλές εθνικές δικαιοδοσίες— και επομένως αποτελεί μεγαλύτερη πρόκληση.
Για να είναι επιτυχείς, τα αεροδρόμια, οι φορείς εκμετάλλευσης και άλλοι ενδιαφερόμενοι πρέπει να ενωθούν για να καταλύσουν τη δράση εντός και μεταξύ των περιφερειών.
Συνεργασία για την πρόσβαση στην προσφορά και τη διαμόρφωση του μέλλοντος
Η αεροπορική βιομηχανία θα χρειαστεί να συνεργαστεί με άλλες βιομηχανίες για να εξασφαλίσει επαρκή πράσινη ηλεκτρική ενέργεια και υδρογόνο για εναλλακτική πρόωση σε περιβάλλον περιορισμένης προσφοράς και να έχει φωνή στο μέλλον του οικοσυστήματος του υδρογόνου.
Τα αεροδρόμια θα μπορούσαν να αποκτήσουν επαρκή αποθέματα υδρογόνου και να βοηθήσουν στη διαμόρφωση του μέλλοντος της βιομηχανίας διερευνώντας συνεργασίες με προμηθευτές πράσινης ενέργειας για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και την παραγωγή υδρογόνου.
Θα μπορούσαν επίσης να συνδεθούν με καταναλωτές υδρογόνου υψηλής ζήτησης, όπως διυλιστήρια και κατασκευαστές χάλυβα και λιπασμάτων, και με παραγωγούς βιώσιμων καυσίμων για την αεροπορία για την παροχή υδρογόνου με άμεσο καύσιμο στα αεροδρόμια.
Αποδοτική τεχνολογία ηλεκτρόλυσης και υγροποίησης, με στόχο τη μείωση του κόστους
Αυτή η προσέγγιση θα επέτρεπε επίσης στα αεροδρόμια να επενδύσουν στην ανάπτυξη αποδοτικής τεχνολογίας ηλεκτρόλυσης και υγροποίησης, με στόχο τη μείωση του κόστους και την προσέγγιση της παραγωγής στο αεροδρόμιο.
Η εισαγωγή και η ανάπτυξη εναλλακτικής πρόωσης στον τομέα των αερομεταφορών θα απαιτήσει σημαντικές αλλαγές στις τρέχουσες αλυσίδες αξίας, απαιτώντας τεράστιες επενδύσεις στην παραγωγή καθαρής ενέργειας, επενδύσεις στα αεροδρόμια και συντονισμό μεταξύ πολλών ενδιαφερομένων εντός και εκτός του παραδοσιακού τομέα των αερομεταφορών.
Οι πρώτες αλλαγές ενδέχεται να συμβούν σύντομα, ωστόσο, οι σημαντικές αλλαγές που προκύπτουν από τη στροφή προς την εναλλακτική πρόωση θα συμβούν σταδιακά, επιτρέποντας στα αεροδρόμια και στα εξαρτήματά τους να προετοιμαστούν ανάλογα.
www.worldenergynews.gr
