Kestävät polttoaineet lentoliikenteessä

Abstract

Ilmaston lämpeneminen, päästötavoitteet ja lisääntynyt lentoliikenne aiheuttavat kasvavaa painetta vähentää hiilidioksidipäästöjä. Uusien taloudellisempien lentokoneiden käyttöön ottaminen ei pysty vähentämään lentoliikenteen päästöjä riittävän nopeasti, joten päästöjä on vähennettävä myös muilla tavoilla. Kestävillä lentopolttoaineilla, jotka ovat sopivia nykyisten lentokoneiden ja lentokenttäinfrastruktuurin kanssa, päästöjä saadaan laskettua nopeammin.

Lentopolttoainetta voidaan kutsua kestäväksi, kun sen elinkaaren aikaiset hiilidioksidipäästöt ovat pienemmät kuin fossiilisen lentopolttoaineen hiilidioksidipäästöt. Kestävän lentopolttoaineen valmistus ei saa kilpailla ruoantuotannon kanssa, eikä valmistus saa lisätä metsien ja luontoalueiden hävitystä.

Kestäviä lentopolttoaineita voidaan valmistaa eri menetelmillä useista eri raaka-aineista, jotka voivat olla muun muassa kasviöljyä, jätteitä eri lähteistä tai hiilidioksidia. Kyseisistä raaka-aineista voidaan valmistaa muun muassa HEFA-SPK, FT-SPK, ATJ-SPK ja PtL -polttoaineita. Biopohjaisten kestävien lentopolttoaineiden raaka-aineet voidaan jakaa kolmeen sukupolveen, joista ensimmäiseen lukeutuvat viljeltävät kasvit, toinen koostuu erilaisista rasvajätteistä ja kolmas maatalouden ja metsäteollisuuden jätteistä sekä yhdyskuntajätteistä. Raaka-aineet ja valmistusmenetelmät vaikuttavat merkittävästi kestävän lentopolttoaineen kykyyn vähentää päästöjä, kun verrataan tavalliseen lentopolttoaineeseen.

HEFA-SPK, jota valmistetaan kasviöljyistä ja eläinrasvoista on tällä hetkellä pisimmälle kehitetty ja eniten valmistettu kestävä lentopolttoaine, jolla on merkittävä rooli lähitulevaisuuden päästövähennyksissä. FT-SPK valmistetaan Fischer-Tropsch -menetelmällä esimerkiksi maataloudessa ja metsäteollisuudessa syntyvistä jätteistä tai kiinteästä yhdyskuntajätteestä. ATJ-SPK voidaan vuorostaan valmistaa alkoholeista, joita saadaan viljelykasveista, esimerkiksi sokeriruokosta fermentoimalla. PtL, jota voidaan kutsua myös e-polttoaineeksi, valmistetaan hiilidioksidista ja vedystä. Kun vetyä valmistetaan uusiutuvalla energialla ja hiilidioksidia saadaan kerättyä kestävällä tavalla, on PtL lupaava tulevaisuuden polttoaine, koska raaka-aineita on saatavilla lähes rajattomasti.

Vaikka kestäviä lentopolttoaineita on valmistettu ja käytetty jo useiden vuosien ajan, ja monet niistä ovat saaneet ASTM-hyväksynnän, niiden käyttö ei ole vielä yleistynyt laajemmassa mittakaavassa. Raaka-aineiden riittävyys ja niiden kerääminen, tuotantolaitosten rakentaminen sekä kestävien lentopolttoaineiden korkea hinta jarruttavat niiden yleistymistä.

Tämän tutkielman tavoitteena on taustoittaa, miten päästötavoitteisiin pyritään pääsemään kestävien lentopolttoaineiden avulla ja esitellä niiden valmistustapoja ja raaka-aineita. Lisäksi tutustutaan neljään kestävään lentopolttoaineeseen ja vertaillaan niitä keskenään.