Екологічно чисте авіапаливо: інвестиція у майбутнє

Генерала Джиммі Дуліттла пам'ятають за його подвиги як льотчика-випробувача і бойового командира під час Другої світової війни. Однак його найбільший внесок у перемогу, можливо, зроблений кількома роками раніше — у 1930-х роках, коли Дуліттл керував нафтовою компанією Shell. Він переконав Shell інвестувати кошти у виробництво нового, 100-октанового сорту авіаційного палива замість використовуваного на той час 87-октанового. 100-октанове паливо у поєднанні з іншими досягненнями у технології двигунів забезпечило американським літакам значну перевагу перед конкурентами. Це була далекоглядна інвестиція.

Фокус переклав новий текст Девіда Алмана, присвячений екологічно чистому паливу для армії.

З новим паливом збільшилися такі характеристики, як горизонтальна швидкість та швидкість підйому, а також скоротилася злітна дистанція. Ці та багато інших переваг допомогли ВПС союзників здобути перемогу. Масове зростання використання 100-октанового палива під час війни заклало основу для наступного покоління цивільних літаків; навіть сьогодні літаки авіації загального призначення використовують модифіковану версію того ж 100-октанового палива, яке рухало американські винищувачі та бомбардувальники в небі над Європою та Японією.

Сьогодні приватна промисловість та уряд мають можливість інвестувати в інший новий вид палива для забезпечення національної оборони: екологічне авіаційне паливо. Як і в 1930-х, є певні проблеми, але можливості для Сполучених Штатів також дуже значні. Зобов'язання Міністерства оборони закуповувати певну кількість екологічно чистого авіаційного палива може стати каталізатором подальших інвестицій приватного сектору та забезпечити значні переваги для національної безпеки.

Хоча екологічне авіаційне паливо поки не забезпечить еквівалентного підвищення експлуатаційних характеристик, на відміну від 100-октанового, воно несе в собі інші стратегічні переваги, що заслуговують на увагу. Ці переваги включають підвищення енергетичної безпеки, стабільніші ціни на авіаційне паливо для оборонних споживачів та дипломатичні перемоги. Раз у сторіччя США випадає шанс виступити в авангарді інноваційної енергетики, і вони не проґавлять цю можливість.

Екологічні перемоги

ВВС, найбільший споживач авіаційного палива в Міністерстві оборони, витрачає на авіаційне паливо близько 7 мільярдів доларів на рік. Хоча Сполучені Штати мають значні запаси сирої нафти, вони не застраховані від динаміки ринку. Навіть незначні коливання цін суттєво впливають на оборонні бюджети. Наприклад, вторгнення Росії в Україну та інші інфляційні фактори змусили Пентагон витратити на пальне у 2022 році на 3 мільярди доларів більше, ніж передбачалося. Інші історичні події, такі як ірано-іракська війна або вторгнення Іраку до Кувейту, призвели до аналогічного зростання цін. Такі значні зміни цін на пальне заважають Міністерству оборони ефективно планувати та складати бюджет. У деяких випадках, наприклад, на Близькому Сході, занепокоєння щодо ринку нафти змусило США розгорнути та утримувати дорогі збройні сили для забезпечення стабільності цін.

Екологічне авіаційне паливо може допомогти зменшити ці проблеми. Сьогодні екологічно чисте авіаційне паливо виробляється з екологічно чистої сировини, а потім поєднується зі звичайним паливом у співвідношенні від 10 до 50%, залежно від вимог споживачів. Сировина — це будівельний матеріал для екологічно чистого авіаційного палива.

Дослідники розробили чотири основні способи отримання сировини:

• гідропереробка складних ефірів та жирних кислот (HEFA),
• перетворення спирту на реактивну рідину (AtJ),
• газифікація / Фішера-Тропша (gas/FT),
• і перетворення енергії на рідину (PtL).

Кожна з цих технологій в основі своєї передбачає побудову тих самих вуглеводневих ланцюжків, які наразі присутні у викопному паливі. Наприклад, корпорації на кшталт Neste, збирають відпрацьовані кулінарні олії у виробників продуктів харчування та переробляють їх в авіаційне паливо для ринку комерційних авіаліній. Важливо, що ця сировина може бути вітчизняною, що збільшує контроль американських політиків над виробництвом та ціноутворенням. Додатковою перевагою є можливість будівництва екологічно чистих заводів з переробки авіаційного палива у стратегічно важливих районах, таких як Гаваї, які нині отримують більшу частину палива на кораблях.

Сьогоднішнє екологічне авіаційне паливо може дати невелике збільшення характеристик літака (близько 1%) і не потребує змін у логістиці, хоча є деякі проблеми з оперативною сумісністю НАТО. Наприклад, авіаційний паливопровід НАТО — Центрально-Європейська трубопровідна система — нині не підтримує екологічне паливо. Однак Сполучені Штати лідирують у цьому напрямку і можуть стати прикладом для Європи з правильними інвестиціями.

Є й тактичні переваги для військових літаків. Екологічно чистіше паливо забезпечує невелике збільшення продуктивності, а й зменшує інверсійний слід; обидва ці фактори дають тактичні переваги для бойових літаків. Крім того, існує потенціал для енергомісткішого палива, що збільшує корисне навантаження і дальність польоту літака.

Проблеми

Реальна короткострокова проблема полягає в тому, що екологічне авіаційне паливо поки не може конкурувати за вартістю зі звичайним через вищі витрати на матеріали та переробку. Ринкові стимули також є проблемою. Будівництво нових нафтопереробних заводів вимагає значних капіталовкладень, і поки незрозуміло, наскільки великий попит на це паливо і чи виправдає воно інвестиції. Однак зобов'язання Міністерства оборони закуповувати екологічно чисте авіаційне паливо може стати каталізатором приватних інвестицій, які допоможуть знизити початкові витрати. Така закупівля вплине на індустрію екологічно чистого авіаційного палива.

Початкові державні інвестиції — це основа багатьох нових інновацій, особливо в енергетиці. Попит, який часто стимулюють діями уряду, взаємодіє з інноваціями, інвестиціями та новими учасниками ринку для збільшення пропозиції та зниження цін. Наприклад, у 1930-х роках ставка авіаційного корпусу на 100-октанове паливо підштовхнула приватних інвесторів до створення потужностей та інновацій, що згодом допомогло знизити витрати на нафтопереробку. На початку 1930-х років 100-октановий бензин коштував понад 30 доларів за галон, тоді як бензин з нижчим октановим числом коштував лише 20 центів. Однак до середини 1930-х років ціна 100-октанового бензину впала до 35 центів. До середини 1940-х років він продавався приблизно за 15 центів. Аналогічні тенденції спостерігалися для вугілля, нафти, сонця, вітру та інших видів поновлюваної енергії. Так, розумно припустити, що екологічне авіаційне паливо слідуватиме аналогічній тенденції протягом наступних кількох десятиліть.

Вигода, звичайно, полягає в тому, що Сполучені Штати зможуть скоротити викиди вуглекислого газу і одночасно створити внутрішню альтернативу викопному паливу, яке імпортується. Так, крім очевидного впливу на довкілля, імперативи національної безпеки, пов'язані з диверсифікацією постачання та контролем ланцюжків постачання, повинні також стимулювати ширші інвестиції у зниження вартості екологічно чистого палива.

Зелені коаліції

Багато з найвірніших союзників Америки та найцінніших потенційних партнерів розглядають зміну клімату як одну з найважливіших проблем століття. Це особливо правильно у південній частині Тихого океану, де змагаються за вплив Сполучені Штати та Китай. Оскільки Америка прагне виділитися на тлі Китаю та залучити країни на свій бік, вона могла б використати свої інвестиції у пом'якшення наслідків зміни клімату як опори для співпраці.

Хоча багато хто стверджує, що американська система управління та спосіб життя вже відрізняють Америку від Китаю, переваги капіталізму чи демократії відходять на другий план, якщо ваш будинок незабаром опиниться під водою. Так, острівні держави можуть раціонально прийняти китайські інвестиції в інфраструктуру, що пом'якшує наслідки зміни клімату, навіть якщо вони б теоретично віддали перевагу союзу з демократичною країною. Китай уже вклав значні кошти у свої дипломатичні зусилля у Тихоокеанському регіоні та підписує численні угоди про безпеку та допомогу.

Почасти Китай зміг досягти таких успіхів тому, що тихоокеанські острівні держави реально стурбовані своєю здатністю фінансувати проєкти, необхідні у зв'язку зі зміною клімату навколо них. Як зазначили офіційні особи Соломонових островів, "[Китай] … демонструє лідерство та відданість справі, щоб допомогти очолити наші глобальні зусилля проти [зміни клімату]".

Сполучені Штати повинні бути важливим партнером для союзників та потенційних країн-партнерів, які інвестують в інфраструктуру, пов'язану з кліматом. Одним з елементів такої інфраструктури може бути будівництво екологічно чистих заводів із переробки та зберігання авіаційного палива для стимулювання місцевого розвитку. Ці зусилля можуть зробити спільно з наявними виробниками палива для забезпечення зацікавленості, стабільності ринку та залучення приватного капіталу.

Інвестиції також можна направити у стратегічно значущі галузі. Наприклад, зараз Філіппіни значною мірою залежать від авіаційного палива, що імпортується з Південної Кореї та Тайваню. Використання наявних запасів харчової олії та відходів може дозволити виробляти 160 мільйонів галонів на рік (це достатньо для заправки приблизно 3000 бомбардувальників B-52). Це стане формою економічної допомоги союзним країнам, а й призведе до створення мережі підприємств із виробництва авіаційного палива, захищених від перебоїв у торгівлі і сприяють проєктуванню американської могутності на Тихий океан.

Реалізація

Сполучені Штати вже зробили багато кроків, необхідних для мінімізації ризиків та доказу корисності екологічно чистого авіаційного палива. Наприклад, у 2007 році ВПС США продемонстрували ефективність екологічного авіаційного палива літаком C-17. Пізніше, 2016 року, ВМС США продемонстрували свій "великий зелений флот". Уся авіаносна ударна група, включаючи авіакрило, протягом кількох місяців працювала на "зеленій" енергії та екологічному авіаційному паливі. А положення про ширше використання екологічно чистого авіаційного палива включено до Закону про повноваження у галузі національної оборони на 2023 рік.

Щоб розвинути ці успіхи та створити реальний потенціал альтернативної енергетики, Міністерство оборони має взяти на себе зобов'язання закуповувати певний обсяг екологічно чистого авіаційного палива протягом наступних кількох років. На практиці це означає, що замість простих пілотних програм Міністерство оборони має провести переговори з новими та навними виробниками, щоб гарантувати певний обсяг та ціну. Наприклад, Міністерство оборони може взяти на себе зобов'язання купувати двісті мільйонів галонів екологічно чистого авіаційного палива за рік, починаючи з 2028 року, за ціною $5,25 за галон.

Тут може стати прикладом приватний сектор. Наприклад, American Airlines нещодавно оголосила, що закуповуватиме 100 мільйонів галонів екологічно чистого авіаційного палива на рік, починаючи з 2027 року, за ціною близько $5,50 за галон. Це значне збільшення загального обсягу ринку, хоча фактичний вплив менший, враховуючи очікуване виробництво до 2027 року. Попри те, що вартість цього палива за теперішніх ринкових цін більша, ніж Jet A — стандартного палива, що використовується реактивними літаками, — American Airlines досягла чотирьох цілей. По-перше, вона допомогла стабілізувати ціни на пальне на майбутнє. По-друге, компанія забезпечила собі джерело палива, не пов'язане з нафтою. По-третє, це допомогло заявити про себе як про лідера у сфері сталого розвитку. По-четверте, виробники екологічно чистого палива тепер впевнені у певному попиті. Ці переваги обіцяють підвищити здатність виробників планувати та збільшувати доходи, що, ймовірно, призведе до зниження витрат у майбутньому. У таких ініціативах беруть участь й інші авіакомпанії, такі як Lufthansa та United.

Висновок

Критики скажуть, що приватний сектор та наявні державні інвестиції виключають необхідність вкладення бюджетних коштів Міністерства оборони у закупівлю екологічно чистого авіаційного палива. Однак навіть мінімальні інвестиції дадуть дві відчутні переваги.

• По-перше, військові можуть вимагати, щоб певні потужності з виробництва екологічно чистого авіаційного палива були побудовані у стратегічно важливих районах та з урахуванням оборонних стандартів; наприклад, нафтопереробні заводи можуть бути зосереджені на Західному узбережжі, на Гавайських островах або інших районах, що мають логістичні переваги для операцій в Тихому океані.
• По-друге, інвестиції Міністерства оборони, ймовірно, сприятимуть залученню фінансування приватного сектору, пропонуючи вигоди, що значно перевищують початкові витрати.

За моїми розрахунками, програма Міністерства оборони США з отримання приблизно 10% авіаційного палива з екологічно чистих джерел призведе у найближчій перспективі до 5-10% збільшення вартості палива для кінцевих користувачів. Ці витрати можна розглядати як хеджування чи страхування від можливих коливань на ринку нафти та подальше поповнення Стратегічного нафтового резерву.

Хоча таке збільшення витрат важко пережити в короткостроковій перспективі, приклад зі 100-октановим паливом ілюструє потенційну віддачу від такого роду інвестицій. Військове міністерство можливо платило більше за 100-октановий бензин у 1930-х роках, але його інвестиції принесли численні вигоди під час Другої світової війни. Екологічно чисте авіаційне паливо дотримується аналогічної тенденції: зростання витрат сьогодні, але довгостроковий стратегічний вплив у майбутньому.

Історія енергетичних інновацій — це історія можливостей. Від вугілля до нафти або від 87 до 100 октану — інновації в енергетичному просторі дозволили найпрозорливішим країнам підвищити свою безпеку.

Інвестиції в екологічне авіаційне паливо сьогодні також дадуть значні стратегічні переваги у 21 столітті. Гроші, витрачені на сталий розвиток, не завжди шкодять національній безпеці; насправді, екологічна оборона — це найкраща оборона.

Про автора

Девід Алман — офіцер та пілот Національної повітряної гвардії. Він має ступінь бакалавра та магістра в галузі аерокосмічної техніки. Пристрасно любить екологію, а у вільний від польотів час його можна зустріти у національних парках Америки.