Geleceğin Uçuşları

Havacılığın karbondioksit emisyonları küresel ısınmaya toplam katkının %2'sinden azını oluştursa da, uçmanın genel iklim etkisi epey daha büyüktür. Havacılık 2024'te küresel toplam CO₂ emisyonlarının yaklaşık %2,14'ünü üretti ^A,B (bir milyar metrik tonun biraz altında), ancak uçaklar ayrıca yüksek irtifalarda su buharı, azot oksitler, kurum ve başka parçacıklar ile aerosoller de salar; bunlar atmosfer kimyası ve bulut oluşumuyla, hem gelen güneş ışınımını hem de Dünya'dan yeniden yayılan ve uzaya kaçması engellenen uzun dalga ışınımını hapseden şekillerde etkileşime girer ve bunların ikisi de ısınmayı artırır. Özellikle yoğunlaşma izleri ve bunların oluşturduğu sirüs bulutları, kızılötesi ışınımı hapsederek sera etkisini güçlendirirken (bkz [17,18] için aşağıdaki kaynak notu), azot oksitler de başka bir sera gazı olan ozonun oluşmasına yol açar. CO₂ dışındaki bu etkiler doğrudan CO₂ emisyonlarıyla birleştirildiğinde, havacılıktan kaynaklanan toplam ışınımsal zorlama insan kaynaklı ısınmanın yaklaşık %3,4-4'ü olarak tahmin ediliyor; bu da havacılığın iklim ayak izini, tek başına karbondioksit emisyonlarının gösterdiğinin yaklaşık iki katına çıkarıyor.

Kontrailer, uçakların seyir irtifasında oluşturduğu, su buharının (yakıt yanmasından ve çevredeki atmosferden gelen) yoğuşma izlerinden meydana gelen buz kristali bulutlarıdır. Su buharı, kurum (karbon) parçacıkları gibi uçakların aerosol salımları üzerinde yoğunlaşabilir. Bu bulutlar kısa ömürlüdür, ama hava ne kadar soğuk ve nemliyse o kadar uzun süre kalırlar.

Bu bulutlar Dünya’nın enerji dengesini birbirine zıt iki şekilde etkileyebilir. Gündüzleri, parlak, yansıtıcı yüzeyleri gelen güneş ışınımının bir kısmını uzaya saçıp yansıtabilir, yüzeye ulaşan güneş ışığı miktarını azaltarak kısa süreli bir soğutma etkisi yaratır. Ama aynı zamanda kontrailer ince sirüs bulutları gibi davranır, Dünya yüzeyinden yayılan uzun dalgalı kızılötesi ışınımı etkili şekilde emer ve yeniden yayar. Bu süreç, ısıyı alt atmosferde tutarak özellikle geceleri belirgin olan net bir ısınma etkisi yaratır, gelen güneş ışınımı olmadığında geriye sadece ısı tutma etkisi kalır. Genel olarak kontrailerin ısıtıcı etkisi, yansıtıcı soğutma etkisinden daha baskın olma eğilimindedir. Ancak bu etkinin arkasındaki mekanizmalar hâlâ pek iyi anlaşılmıyor ve toplam etkiyi ve gereken koşulları daha net ölçmek için sürekli araştırma yapılıyor.

Atıf yapılan %15-25'lik rakamlar genelde, mevcut bir gövdeye yalnızca motor takmayı değil, yeni nesil uçak ve motor birleşimlerinin yerini aldıkları uçaklara göre yakıt verimliliğindeki artışı anlatır. Sonuçlar uçak sınıfına, rotaya ve işletme koşullarına göre değişir ^{[11,22,36,37]}.

“50 kat” karşılaştırması, günümüz bataryalarında birim kütle başına depolanan enerjiyi jet yakıtının kilogram başına içerdiği kimyasal enerjiyle karşılaştırır. Bu, tam bir itki sistemi karşılaştırmasından ziyade, faydalı bir ham yakıt-kütlesi karşılaştırmasıdır: elektrik motorları türbin motorlardan çok daha verimliyken, batarya paketleri de muhafaza ve ısı yönetimi gerektirir ve boşaldıktan sonra da kütlelerini korur. Bu yüzden göreli kütle değişebilir, ama bataryalar ağırlıklarına göre hâlâ çok daha az kullanılabilir enerji depolar ve asıl sınırlama da budur ^[74-79].

Elektrikli uçak prototiplerinin uçuş testleri, özellikle Birleşik Krallık, ABD ve Çin'de olmak üzere çeşitli yerlerde yapıldı. Bu testlerde, birbirine yakın havaalanları arasında kısa uçuşlar ya da sıkı biçimde kontrol edilen hava sahalarında havaalanları çevresinde turlar içeren daha uzun uçuşlar gerçekleştirildi. Bu testler, elektrikli uçakların yapabileceklerini gösteren özel şirketler veya ilgili hava kuvvetleri tarafından yapıldı. Ancak tamamen elektrikli ticari uçaklar hâlâ geliştirme aşamasında ve on yıl içinde havalanmaları planlanıyor [89-93].'te gösterildiği gibi, bunlar 500 km'den kısa bölgesel uçuşlar olacak ve az sayıda yolcu taşıyacak. Orta ve uzun mesafeli elektrikli uçuşların (uluslararası uçuşlardan kıtalararası ve transatlantik mesafelere kadar) 2090'larda ticari olarak uygulanabilir olması öngörülüyor ^{[14,74,75,94]}. Ancak bazı sektör ve akademi uzmanları bunun çok iyimser bir tahmin olduğunu söyledi ve bazıları uzun mesafelerde elektrikli uçakların hiçbir zaman ticari olarak uygulanabilir olmayacağına inanıyor.

Sürdürülebilir havacılık yakıtı yakıldığında yine de CO₂ salıyor. İklim için potansiyel faydası esas olarak yakıtın yaşam döngüsü boyunca değerlendiriliyor, çünkü biyojenik karbon veya havadan yakalanan karbon, yeni çıkarılmış fosil karbonun salınmasının yerine geçebilir. Ancak gerçek emisyon tasarrufu, yakıtı üretmekte kullanılan hammaddenin türüne, arazi kullanımındaki değişikliklere, üretim ve taşımada kullanılan enerjiye, ilave etkiye (iddia edilen dolaylı tasarrufların zaten gerçekleşip gerçekleşmeyeceğine) ve geleneksel fosil yakıtla karıştırılan oranına bağlıdır. Bu yüzden farklı SAF yöntemleri, emisyonlarda çok farklı düzeylerde düşüş sağlayabilir ^{[95-100,135,136]}.

DÜZELTME: Avrupalı hava yolu şirketlerinin kamuya açıkladığı SAF taahhütleri ve tedarik anlaşmalarının yaklaşık %55'inin, hayvansal yağlar, kullanılmış yemeklik yağlar ve diğer atık yağlar dahil kullanılmış yağlar ve yağlardan gelmesi bekleniyor. Bu, videoda ima edildiği gibi hâlihazırda kullanılan yakıttan ziyade anlaşmaları ve planlanan sözleşmeleri anlatıyor.

Hidrojen karbon içermez, bu yüzden hidrojen yakıt hücreleri kullanım noktasında sadece su üretir. Hidrojenin yakılması su buharı üretir ve havadaki azot ile oksijenin tepkimeye girip azot oksitler oluşturmasına da yol açabilir.

[124] tarafından bildirilen yaklaşık %86 NOₓ azalması, belirtilen uçak yapılandırması için geçerlidir ve evrensel bir azalma oranı değildir.

Hidrojen yakıtıyla ilişkili toplam yaşam döngüsü emisyonları (ve dolayısıyla geleneksel jet yakıtına kıyasla emisyon tasarrufları), karbon yoğun yöntemler yerine yenilenebilir enerjiyle hidrojen üretimine; ayrıca hidrojeni üretmek, soğutmak, sıkıştırmak, taşımak ve depolamak için gereken enerji ve altyapının dolaylı emisyonlarına bağlıdır ^[122-126].

Hidrojenle çalışan ilk uçağın ne zaman ticari olarak kullanılabileceğine dair tahminler yapıldı. İlk sektör ve hükümet senaryoları, hizmete giriş tarihini yaklaşık 2035-2040 olarak gösteriyordu ^[131-133]: McKinsey & Company ^[133], iyimser bir senaryoda hidrojenli uçakların 2035'ten itibaren hazır olabileceğini tahmin etti, ancak Olağan Gidişat ve Temkinli senaryolar pazara daha geç, 2040'ta girileceğini öne sürdü. Heathrow Havalimanı ve Birleşik Krallık Hükümeti ^[131] de bu iyimserliği paylaşıyordu; bu uçağın 2035'ten itibaren ülke içinde, 2040'a kadar da bölgesel uçuşlarda kullanılabileceğini söylediler. Ancak bunlar, doğrulanmış teslimat takvimleri değil, öngörüler. Birleşik Krallık kaynağının kendisi artık arşivde, bu da daha güncel bilgilerin bu tahminleri geçersiz kılıp kılmadığı sorusunu doğuruyor.

Airbus'ın ZEROe programı ^[132], 2035'e kadar hidrojenle çalışan bir uçağı hizmete sokmayı hedefliyordu, ancak Şubat 2025'te teknolojinin beklenenden yavaş geliştiğini gerekçe göstererek bu projenin ertelendiğini duyurdu ve 5-10 yıllık bir gecikmeye işaret etti ^[134]. Birkaç ay sonra, projenin bütçesini keserken ilk hidrojenle çalışan uçakları için hâlâ net bir takvim belirtmemişlerdi.

3:1 oranı, moleküller arasındaki kimyasal oranı anlatır, göreli ağırlıklarını ya da hacimlerini değil. Basitçe söylemek gerekirse, e-SAF üretmek için yakalanan her bir karbondioksit molekülüne karşılık yaklaşık üç hidrojen molekülü gerekir. Kesin denge, üretim sürecine ve nihai yakıta göre biraz değişir. Örneğin, [136] H₂/CO besleme oranını yaklaşık 2:1 olarak verir - yakalanan CO₂ önce CO'ya dönüştürülebilir, bu da ek hidrojen tüketir. Her üretim yöntemi için tek bir girdi oranı geçerli değildir, ama 3:1 temel kimya için faydalı bir rehberdir.

Project SkyPower rakamı, yeterli yatırım ve politika desteğiyle e-SAF'in hızla yayılmasına dayanan, geleceğe dönük bir sektör tahminidir. Yerleşmiş bir piyasa öngörüsü ya da garanti değildir. Sonuç, üretimin ne kadar hızlı büyüdüğüne bağlı olacak, ancak bu tahmin e-SAF'in 2050'ye kadar oynaması beklenen büyük rolü gösteriyor.