Penerbangan Masa Depan

Meski emisi karbon dioksida dari penerbangan menyumbang kurang dari 2% terhadap total pemanasan global, dampak iklim keseluruhan dari terbang jauh lebih besar. Penerbangan menghasilkan sekitar 2,14% dari total emisi CO₂ global pada 2024 ^A,B (sedikit di bawah satu miliar ton metrik), tetapi pesawat juga mengeluarkan uap air, nitrogen oksida, jelaga, serta partikel dan aerosol lain di ketinggian, tempat semuanya berinteraksi dengan kimia atmosfer dan pembentukan awan dengan cara yang menjebak radiasi matahari yang masuk dan radiasi gelombang panjang yang dipancarkan kembali dari Bumi sehingga tak bisa lepas, yang keduanya memperkuat pemanasan. Jejak kondensasi dan awan cirrus yang dipicu jejak kondensasi, khususnya, memperkuat efek rumah kaca dengan menjebak radiasi inframerah (lihat catatan referensi di bawah untuk [17,18]), sementara nitrogen oksida memicu pembentukan ozon, gas rumah kaca lain. Ketika efek non-CO₂ ini digabungkan dengan emisi CO₂ langsung, total pemaksaan radiatif dari penerbangan diperkirakan sekitar 3,4-4% dari pemanasan akibat manusia, sehingga jejak iklim penerbangan kira-kira dua kali lebih besar daripada yang ditunjukkan oleh emisi karbon dioksidanya saja.

Jejak kondensasi adalah awan kristal es yang terbentuk oleh pesawat di ketinggian jelajah, dari jejak kondensasi uap air (dari pembakaran bahan bakar dan atmosfer sekitar). Uap air dapat mengembun pada emisi aerosol pesawat, seperti partikel jelaga (karbon). Awan ini berumur pendek, tetapi makin dingin dan lembap udaranya, makin lama awan ini bertahan.

Awan ini dapat memengaruhi keseimbangan energi Bumi dalam dua cara yang berlawanan. Pada siang hari, permukaannya yang cerah dan memantulkan dapat menghamburkan dan memantulkan sebagian radiasi Matahari yang masuk kembali ke angkasa, sehingga memberi efek pendinginan singkat dengan mengurangi jumlah sinar Matahari yang mencapai permukaan. Namun, pada saat yang sama, jejak kondensasi bertindak seperti awan cirrus tipis, dengan efektif menyerap dan memancarkan kembali radiasi inframerah gelombang panjang yang dipancarkan dari permukaan Bumi. Proses ini memerangkap panas di atmosfer bawah, sehingga menimbulkan efek pemanasan bersih yang terutama terasa pada malam hari, ketika tidak adanya radiasi Matahari yang masuk berarti hanya efek pemerangkapan panas yang tersisa. Secara keseluruhan, efek pemanasan dari jejak kondensasi cenderung lebih besar daripada efek pendinginan pantulannya. Namun, mekanisme di balik efek ini masih belum dipahami dengan baik, dan penelitian terus dilakukan untuk mengukur lebih lanjut dampak keseluruhannya serta kondisi yang diperlukan.

Angka 15-25% yang dikutip umumnya menggambarkan peningkatan efisiensi bahan bakar dari kombinasi pesawat dan mesin generasi baru dibandingkan pesawat yang digantikannya, bukan hanya mengganti mesin pada rangka pesawat yang sudah ada. Hasilnya berbeda-beda menurut kelas pesawat, rute, dan kondisi operasional ^{[11,22,36,37]}.

Perbandingan “50 kali” membandingkan energi yang tersimpan per satuan massa dalam baterai saat ini dengan energi kimia dalam bahan bakar jet per kilogram. Ini adalah perbandingan sederhana massa bahan bakar, bukan perbandingan lengkap sistem propulsi: motor listrik jauh lebih efisien daripada mesin turbin, sementara paket baterai juga butuh wadah dan pengaturan suhu serta tetap memiliki massa setelah habis dipakai. Jadi, massa relatifnya bisa berbeda-beda, meski baterai tetap menyimpan jauh lebih sedikit energi yang bisa digunakan untuk beratnya, dan itu tetap menjadi batasan utamanya ^[74-79].

Uji terbang pesawat listrik purwarupa telah dilakukan di beberapa lokasi, terutama di Inggris, AS, dan Tiongkok. Uji ini melibatkan penerbangan singkat antara lapangan terbang yang berdekatan, atau penerbangan lebih lama dengan berputar-putar di atas lapangan terbang, di ruang udara yang dikendalikan dengan ketat. Uji ini dilakukan oleh perusahaan swasta atau angkatan udara masing-masing, yang menunjukkan kemampuan pesawat listrik. Namun, pesawat komersial yang sepenuhnya listrik masih dalam pengembangan, dengan rencana mengudara dalam dekade ini. Ini akan berupa penerbangan regional kurang dari 500 km, dengan kapasitas penumpang minim, seperti ditunjukkan di [89-93]. Penerbangan listrik jarak menengah dan jauh (dari penerbangan internasional hingga jarak antarbenua dan trans-Atlantik) diproyeksikan layak secara komersial pada 2090-an ^{[14,74,75,94]}. Namun, beberapa ahli industri dan akademisi mengatakan bahwa itu perkiraan yang sangat optimistis, dan sebagian percaya pesawat listrik untuk jarak jauh tidak akan pernah layak secara komersial.

Bahan bakar penerbangan berkelanjutan tetap melepaskan CO₂ saat dibakar. Manfaat iklimnya terutama dinilai sepanjang siklus hidup bahan bakar, karena karbon biogenik atau karbon yang ditangkap dari udara dapat menggantikan pelepasan karbon fosil yang baru diekstraksi. Namun, penghematan emisi yang sebenarnya bergantung pada jenis bahan baku untuk membuat bahan bakar, perubahan penggunaan lahan yang terlibat, energi yang dipakai dalam produksi dan transportasi, additionality (apakah penghematan tak langsung yang diklaim memang akan terjadi juga) serta proporsi campuran dengan bahan bakar fosil biasa. Karena itu, berbagai jalur SAF dapat menghasilkan tingkat pengurangan emisi yang sangat berbeda ^{[95-100,135,136]}.

KOREKSI: Sekitar 55% dari komitmen SAF dan perjanjian pasokan yang diumumkan secara publik oleh maskapai Eropa diperkirakan akan berasal dari minyak dan lemak bekas, termasuk lemak hewan, minyak goreng bekas, dan minyak limbah lainnya. Ini menggambarkan perjanjian dan kontrak yang direncanakan, bukan bahan bakar yang sudah digunakan seperti yang tersirat dalam video.

Hidrogen tidak mengandung karbon, jadi sel bahan bakar hidrogen hanya menghasilkan air saat digunakan. Pembakaran hidrogen menghasilkan uap air dan juga bisa membuat nitrogen dan oksigen di udara bereaksi lalu membentuk nitrogen oksida.

Pengurangan NOₓ sekitar 86% yang dilaporkan oleh [124] berlaku untuk konfigurasi pesawat yang mereka tentukan dan bukan tingkat pengurangan yang berlaku umum.

Emisi sepanjang siklus hidup secara keseluruhan (dan karena itu penghematan emisi dibandingkan bahan bakar jet biasa) dari bahan bakar hidrogen bergantung pada produksi hidrogen bertenaga energi terbarukan sebagai pengganti metode yang intensif karbon, ditambah emisi tidak langsung dari energi dan infrastruktur yang dibutuhkan untuk memproduksi, mendinginkan, memampatkan, mengangkut, dan menyimpan hidrogen juga ^[122-126].

Perkiraan telah dibuat tentang kapan pesawat bertenaga hidrogen pertama akan tersedia secara komersial. Skenario awal dari industri dan pemerintah memperkirakan pesawat ini mulai beroperasi sekitar 2035-2040 ^[131-133]: McKinsey & Company ^[133] memperkirakan bahwa dalam skenario optimistis, pesawat hidrogen bisa tersedia mulai 2035, tetapi skenario Business-as-Usual dan Prudent menunjukkan pesawat ini baru masuk pasar pada 2040. Optimisme ini juga dibagikan oleh Bandara Heathrow dan Pemerintah Inggris ^[131] yang menyatakan bahwa pesawat ini bisa digunakan untuk penerbangan domestik mulai 2035, dan regional pada 2040. Namun, ini adalah proyeksi, bukan jadwal pengiriman yang sudah pasti. Sumber Inggris itu sendiri kini diarsipkan, sehingga muncul pertanyaan apakah pembaruan yang lebih baru membuat prediksi ini jadi kecil kemungkinannya.

Program ZEROe Airbus ^[132] menargetkan untuk mulai mengoperasikan pesawat bertenaga hidrogen pada 2035, tetapi pada Februari 2025, mengumumkan bahwa proyek ini ditunda, dengan alasan teknologinya berkembang lebih lambat dari perkiraan, yang menandakan penundaan 5-10 tahun ^[134]. Beberapa bulan kemudian, mereka masih belum menunjukkan jadwal yang jelas untuk pesawat bertenaga hidrogen pertama mereka, sambil memangkas anggaran proyek tersebut.

Angka 3:1 menggambarkan rasio kimia antar molekul, bukan berat atau volume relatifnya. Sederhananya, membuat e-SAF membutuhkan sekitar tiga molekul hidrogen untuk setiap molekul karbon dioksida yang ditangkap. Perbandingan tepatnya sedikit berbeda tergantung proses produksi dan bahan bakar akhirnya. Misalnya, [136] memberikan rasio umpan H₂-terhadap-CO sekitar 2:1 - CO₂ yang ditangkap mungkin terlebih dahulu diubah menjadi CO, yang membutuhkan hidrogen tambahan. Tidak ada satu rasio masukan yang berlaku untuk semua jalur produksi, tetapi 3:1 menjadi panduan berguna untuk memahami kimia di baliknya.

Angka Project SkyPower adalah proyeksi industri untuk masa depan yang didasarkan pada e-SAF yang berkembang pesat dengan investasi dan dukungan kebijakan yang cukup. Ini bukan perkiraan pasar yang sudah mapan atau jaminan. Hasilnya akan bergantung pada seberapa cepat produksi ditingkatkan, tetapi proyeksi ini menunjukkan peran besar yang diharapkan akan dimainkan e-SAF pada 2050.