Em uma escala de 1 a 10, a dificuldade de descarbonizar a indústria da aviação até 2050 toca a 12. A importância da descarbonização, para a indústria e para o resto de nós, também classifica 12.
Even as the Indústria aérea Trabalha para se recuperar da pior desaceleração dos negócios em sua história, seus líderes têm olhos claros sobre a necessidade e os obstáculos da descarbonização. Embora o setor esteja longe de ser o pior quando se trata de emissões de carbono, sem ação, sua contribuição para as emissões globais pode crescer de 2% para 3% para 20% até 2050. Como um executivo disse: "O objetivo não mudou". De qualquer forma, a crise Covid-19 trouxe as possíveis consequências das mudanças climáticas para o foco mais nítido nos olhos do público. E, à medida que as preocupações climáticas aumentam, clientes, funcionários, acionistas e governos estão assistindo. Movimentos recentes de acionistas ativistas e formuladores de políticas da UE ressaltam a urgência. As transportadoras que não agem por conta própria poderiam ter mudanças impostas pelas forças externas. As principais peças móveis estão até onde as tecnologias atuais podem ir, as perspectivas para
Here’s our overview of what it will take for airlines to reach net-zero emissions by 2050. It’s a complex picture. The key moving parts are how far current technologies can go, the prospects for Tecnologias emergentes , as perspectivas de tecnologias de remoção e o que as companhias aéreas podem fazer, individual e coletivamente com seus parceiros, para acelerar as coisas. (Veja o Anexo 1.) Mas, diferentemente de outras indústrias, existem tão poucas alternativas às viagens aéreas que é difícil evitar emissões sem acabar com o produto básico. Reduzir as emissões de aeronaves de maneira significativa, portanto, requer descarbonização. CO
The Current Components of Decarbonization
Like other industries, the airline sector needs to apply a portfolio of solutions to reach net zero. (See Exhibit 1.) But unlike other industries, there are so few alternatives to air travel that it’s hard to avoid emissions without doing away with the basic product. Reducing aircraft emissions in any significant way therefore requires decarbonization.
Our analysis indicates that continuing to improve technical and operating efficiencies and making greater use of biofuels can eliminate 40% to 70% of projected 2050 CO 2 Emissões, embora esses sejam alvos ambiciosos que aceitem esforços concertados para se cumprir. Mesmo o melhor caso de melhorias técnicas e de eficiência operacional-incluindo estimativas de alta para a adoção de combustível de aviação sustentável (SAF) de base baseada em biomégio-reduz um déficit de 30% a 60% em 2050 entre as emissões da indústria projetadas e o zero líquido, muitas das quais precisarão ser abordadas por novas tecnologias.
Efficiencies. Na última década, o setor alcançou uma redução anual no consumo médio de combustível por receita quilômetro de passageiro de 2,3% através de uma combinação de inovações tecnológicas e melhorias nas práticas operacionais. Airlines will need to continue to reduce fuel consumption at almost this rate: an annual improvement of at least 1.7% would result in a 40% reduction in emissions by 2050. This will require advances in aircraft and engine technologies, retrofits and upgrades of existing fleets, air traffic management improvements (such as Europe’s single-sky initiative), more efficient continuous climb and descent procedures, and better surface-congestion management. A redução também exige uma consideração muito mais deliberada dos impactos de carbono na rede de companhias aéreas e Operações Planejamento, com minimização de emissões recebendo peso semelhante ao obter receita e métricas de custo. Níveis mais baixos de tráfego levaram muitas companhias aéreas a tomar decisões de negócios com benefícios ambientais, incluindo a aeronave aposentada cedo, adaptando aeronaves para melhorar a eficiência, implementando melhores práticas operacionais (como táxi de um motor único e atualizações de TI e sistema) e rotas racionalizantes. Tais movimentos são oportunidades de não-regra para todas as empresas da cadeia de valor da aviação.
The pandemic has actually provided an assist. Lower traffic levels have led many airlines to make business decisions with environmental benefits, including retiring aircraft early, retrofitting aircraft to improve efficiency, implementing better operational practices (such as single-engine taxiing and IT and system upgrades), and rationalizing routes. Such moves are no-regret opportunities for every company in the aviation value chain.
Bio-based sustainable aviation fuel is one of the few proven sector-specific solutions available to airlines.
Saf baseado em bio. Um componente-chave da descarbonização está usando o SAF BIO, e é uma das poucas soluções comprovadas específicas do setor disponíveis para as companhias aéreas. A tecnologia foi certificada segura para uso nas taxas de mistura direita e não requer alterações na tecnologia de aeronaves. De fato, mais de 200.000 vôos já foram pilotados usando uma mistura de jatos e combustíveis de base biológica. Em um cenário otimista, estimamos que os biocombustíveis possam fechar 10% a 30% da diferença global até 2050, mas há um longo caminho para alcançar esse objetivo. O BIO BIOD SAF representa apenas 0,01% do consumo de combustível da aviação hoje. No curto prazo, o principal desafio é a demanda: como o SAF de base biológica é duas a seis vezes mais caro que o combustível de aviação tradicional, não há incentivo para as companhias aéreas o usarem e muito poucas instalações de produção foram construídas. A longo prazo, o desafio é o fornecimento. Embora o combustível de base biológica possa ser produzido usando várias matérias-primas e vias de produção, a oferta é limitada pela disponibilidade de matéria-prima escalável e sustentável. Além disso, o SAF escalável e eficaz de base biológica requer uma cadeia de suprimentos de baixo carbono, que representa um grande desafio, pois as matérias-primas são amplamente dispersas.
A necessidade de tecnologias emergentes
In short, improvements in aviation efficiencies and the growing availability of biofuels will not be enough to get the world of aviation to net zero. The 30% to 60% shortfall between projected emission levels and net zero can be closed only by accelerating the development and adoption of emerging technologies. Here’s a brief assessment of the emerging technologies that are in the works. These will be explored in more depth in a subsequent article.
Fuels sintéticos. Esses combustíveis são compostos de óleos feitos de eletricidade renovável, água e co capturados 2. Ao contrário do SAF biológico, os combustíveis sintéticos não requerem terra arável ou matéria-prima biológica, e podem ser de até 100% neutro de carbono. A produção atual é mínima e os preços estimados são de duas a cinco vezes, como combustível de aviação A1. Estamos vendo um aumento nas atividades de inicialização e nas instalações planejadas, além de investimentos dos jogadores tradicionais de petróleo e gás. À medida que as inovações tecnológicas emergem em combustível sintético e produção aumentam, esperamos que os custos unitários caam substancialmente para apenas 1,5 vezes o custo do combustível de aviação A1 até 2050. A probabilidade de aumentar os impostos sobre o carbono sobre o combustível de aviação pode ajudar a tornar os combustíveis sintéticos mais competitivos.
Electric Aviation. A aviação elétrica gera muita emoção, mas também possui grandes obstáculos tecnológicos. Embora algumas grandes empresas (como American Airlines, DHL Express e United Airlines) tenham anunciado planos de comprar aviões movidos a bateria de diferentes startups, avanços significativos na tecnologia de bateria são necessários antes que a aviação elétrica possa ser uma solução para voos de médio a longo prazo, e muitas questionam se as baterias alimentam viagens de ar de longa faixa. Esperamos que as aeronaves elétricas sejam restritas nas próximas décadas às viagens de intracidade e viagens domésticas de curta duração.
Hydrogen Fuel Cells. As células de combustível de hidrogênio são uma alternativa de alto potencial porque produzem baixas quantidades de gases de efeito estufa e podem alimentar planos, apesar da distância, incluindo aqueles usados para voos de médio e longo prazo. Mas eles são tecnologicamente desafiadores. Avanços significativos são necessários em todas as etapas da cadeia de valor, começando com a produção e a compressão de hidrogênio, para obter viabilidade. Além disso, as células de combustível de hidrogênio requerem mecanismos de resfriamento, cujo peso apresenta desafios a distâncias mais longas. O desenvolvimento dessas tecnologias também é uma proposta de longo prazo, pois eles exigirão testes robustos para garantir que os padrões de segurança sejam atendidos antes que possam ser certificados.
O desenvolvimento de células de combustível de hidrogênio é uma proposta de longo prazo, uma vez que é necessário testes robustos para garantir que os padrões de segurança sejam atendidos.
Combustão de hidrogênio. A combustão de hidrogênio mostra uma promessa semelhante às células de combustível, mas precisa de mais hidrogênio para alimentar um plano. A tecnologia também é nascente e os mesmos desafios que impedem as células de combustível de hidrogênio - produção e armazenamento de hidrogênio - desenvolvimento. Os mecanismos de aeronaves deverão ser reprojetados e as estruturas da estrutura da aeronave repensadas para armazenar o volume de hidrogênio necessário-mudanças que provavelmente levarão decades.
O papel das compensações
Barring revolutionary technological advances, the majority of aircraft will be powered by carbon-emitting technologies for the foreseeable future. So carbon offset commitments—such as the Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation program that was developed by the International Civil Aviation Organization—will play an important role in reaching net zero. At a high level, offsets comprise removal technologies and programs to avoid or reduce emissions. Meeting net-zero commitments likely requires an offset portfolio that employs only removal technologies.
Removal technologies involve capturing and storing carbon from the atmosphere through natural measures (such as tree planting and soil sequestration) or engineered levers (such as direct air capture and bioenergy with carbon capture).
Nature-based removal technologies are at a crossroads. Natural measures operate widely at scale with low costs. Their effectiveness is limited, however, by built-in constraints (you can plant only so many trees). In addition, the impact of some measures is difficult to measure, report, and verify, and there are concerns around permanence (caused by such factors as the risk of wildfires and changes in farming practices).
Engineered removal technologies show great promise. They are permanent, measurable, and verifiable, and they are emerging as the next frontier of decarbonization. They are also in the early stage and not yet at scale. Costs are a big issue, as is physical location. A supportive policy environment, proximity to geological storage, and access to cheap low-carbon or carbon-free power are all prerequisites. In addition, development cycles are long. Some in-progress projects are estimated to take five years from the time that initial engineering and design studies are begun to the point when the facilities go on stream. The few demonstration-scale projects currently underway are expected to capture 500,000 to 1 million metric tons each, highlighting the need to significantly ramp up capacity to reach at-scale deployment.
Carbon removal technologies remains an important part of many airlines’ sustainability strategies, and they are one of the few solutions available today. But by themselves, these levers are not efficient, and they have the risk of being seen as Band-Aids by customers and regulators. And of course, carbon removal is ultimately not a long-term solution to in-sector decarbonization for aviation or any other industry.
Como a indústria pode acelerar o progresso
Airlines have three strategic considerations. The first is that they themselves do not have the expertise or capital to individually develop the solutions that are required; they must work with others. Second, while each company will make its own determinations and place its own bets, the prospects for rapid progress are much greater if carriers also collaborate. Third, to meet the 2050 net-zero goal, airlines must act immediately and sustain the focus over a period of several decades, which means continuously pushing the throttle forward through business cycles, management changes, mergers, and whatever upheavals the future holds, some of which inevitably will be substantial. The near-term attention should be on technical and operating efficiency improvements and signaling strong and growing demand for bio-based SAF. For example, there may be opportunities for airlines to engage with their customers, particularly in the B2B segment, by creating an attractive bio-based SAF offering that would allow airlines to go beyond legal mandates while enabling companies to reduce their indirect emissions. The hard work also must begin on bringing emerging technologies to market and on developing high-quality removal technologies. (See Exhibit 2.)
As companhias aéreas têm um histórico de colocar questões competitivas de lado e colaborar em grandes questões de interesse comum, como a segurança. O setor pode adotar uma abordagem semelhante à descarbonização, reconhecendo a necessidade de um campo de jogo para evitar distorções competitivas para as empresas que fazem o maior esforço. Existem vários benefícios.
O alinhamento nas prioridades ajuda a focar os esforços e o impacto. trabalhando juntos, as companhias aéreas podem se alinhar com as tecnologias prioritárias e métodos de intervenção por meio de debate robusto e informado e alocar recursos escassos de acordo.
Pooling resources allows for more and larger bets. Os recursos de agrupamento entre várias empresas limitam a exposição de uma empresa a riscos e permite cometer capital significativo às oportunidades que as companhias aéreas consideram mais promissoras.
Bringing other players to the table helps align the entire industry on the path forward. Outros participantes da cadeia de valor da aviação, como fabricantes de aeronaves e motores e produtores de combustível, procuram companhias aéreas para sinais de mercado ao alocar seu capital de P&D. A colaboração em toda a cadeia de valor pode ajudar a construir massa crítica e garantir que todos os participantes trabalhem em relação às prioridades de tecnologia acordadas.
Taking a unified message to policymakers can accelerate regulatory change. Dado o papel crítico que os incentivos políticos desempenharão no progresso da condução nas tecnologias - ambos existentes (biocombustíveis) e emergentes (combustíveis sintéticos) - linhas de ar precisam apresentar uma mensagem unificada aos formuladores de políticas em todo o mundo. A indústria deve liderar seus próprios esforços para descarbonizar, mas todos temos interesse em seu sucesso. Diretor sênior
The aviation industry plays a pivotal role in modern life, connecting companies, economies, families, and countries. The industry must lead its own efforts to decarbonize, but we all have a vested interest in its success.
The authors are grateful to the following for their contributions to this article: Nicky Collins, Vicki Escarra, Mara Kronauer, Colleen McDonald, Steffen Rau, and Jan Rejeski.
