“`html
Havacılık sektöründe fosil yakıtlara veda etme yolunda ilerlemeler kaydediliyor, ancak bu süreç karmaşık bir meseleyi beraberinde getiriyor.
Bugün, havacılık sektörü, küresel çapta karbon salınımının yaklaşık yüzde 3’ünü oluşturuyor; bu miktar yıllık 900 milyar ton CO2 seviyesine ulaşmış durumda. Ayrıca, daha fazla insanın uçmaya başlamasıyla bu rakamın artması bekleniyor ve toplam emisyonların daha da yükselmesi muhtemel.
Büyüyen emisyonları azaltmak için havayolları, sürdürülebilir havacılık yakıtlarına (SAF) yöneliyor. SAF’lar, geleneksel jet yakıtlarının yerini alabilecek nitelikte, ancak yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak üretiliyor. Bu konuda ABD Federal Havacılık İdaresi, 2030 yılı itibarıyla 3 milyar galon (11,36 milyar litre) SAF üretim hedefini belirlediğini açıkladı duyurdu.
Farklı havacılık teknolojileri gelişse de SAF, mevcut uçuşların emisyonlarını hızla azaltma potansiyeline sahip bir alternatif olarak öne çıkıyor. Elektrikli uçaklar hala geliştirme aşamasında, ancak genellikle kısa menzil ve daha küçük boyutlarla sınırlı kalıyor. Airbus’ın 2021’de tanıttığı hidrojenle çalışan uçakların da benzer sınırlamaları bulunuyor.
SAF’lara geçişin zorlukları ve maliyetleri, bu yeni enerji kaynaklarının emisyonları ne derece azaltabileceği gibi sorular hâlâ netlik kazanmış değil. SAF çeşitliliği, her birinin kendine özgü avantajları ve dezavantajları ile birlikte geliyor. İşte bu teknoloji hakkında bilmeniz gerekenler.
SAF’lar nedir?
Sürdürülebilir havacılık yakıtları, geleneksel jet yakıtı ile kimyasal olarak benzerlik gösteren bir hidrokarbon karışımıdır. Fakat fosil yakıtlar yerine yenilenebilir kaynaklardan üretilmektedir. Genellikle mısır samanları, gıda kırıntıları ve biyolojik atıklar gibi maddeler kullanılıyor. Bazı SAF türleri ise tamamen yapay yöntemlerle, karbondioksit ve hidrojenden üretiliyor.
Bu hammaddelerin jet yakıtına dönüşmesi için çeşitli işlemlerden geçmesi gerekmektedir. Yaygın yöntemlerden biri, restoranlardan toplanan atık yağların rafine edilmesidir. ABD Ulusal Yenilenebilir Enerji Laboratuvarı’nda biyokütle araştırmaları yürütmekte olan Zia Abdullah, mevcut petrol rafinerilerinin bu süreçte kullanılması nedeniyle HEFA (hidrojenle işlem görmüş ester ve yağ asitleri) yönteminin cazip olduğunu ifade ediyor.
Ancak, hammadde ve işlemler dolayısıyla SAF’ların sağladığı faydaların kesin hesaplanması karmaşık bir konu. Uluslararası Temiz Ulaşım Konseyi’nin havacılık ve denizcilik müdürü Dan Rutherford, bu durumun daha çok muhasebe ile ilgili olduğunu belirtiyor.
Kimyasal olarak, SAF’lar geleneksel jet yakıtları ile benzerlik gösterdiğinden, yakıldıklarında aynı miktarda CO2 yayabiliyorlar. “Bu belirsizlik, üretim süreçlerinin karmaşıklığından kaynaklanıyor” diyor Rutherford.
Geleneksel jet yakıtı, yerden çıkarılarak işlenir ve kullanıldığında sera gazı salınımına neden olur; bu noktada yeraltındaki karbonun havaya çıkışı söz konusudur. SAF’lar ise, üretilirken havadaki karbondioksiti kullanır (tıpkı bitkilerin CO2 ile şeker üretmesi gibi) ve yakıldıklarında bu karbondioksiti tekrar atmosfere salıyorlar. Dolayısıyla bu emissions dengeleme potansiyeline sahip.
İlgili bilanço, kullanılan enerji kaynaklarının ve üretim yöntemlerinin detaylarına bağlı olarak değişir.
Rutherford, tamamen yapay bakımından üretilen yakıtların emisyonlarını yüzde 99’a kadar azaltabileceğini vurguluyor. Mısır samanları ve atıkların kullanımı ise, genellikle yüzde 80 seviyelerinde bir azalma sağlayabilecekken, yemek yağlarından üretilen yakıtların emisyonları ise yüzde 50 civarında bir düşüş sağlıyor.
Bazı alternatif yakıtların emisyonları ise azaltma kapasitesine bile sahip olmayabilir. Örneğin, belli ekin türlerine dayanarak üretilen SAF, tarım arazilerinin yok olmasına yol açabilir ve arazinin kullanımı göz önünde bulundurulduğunda fosil yakıtları daha da zararlı hale getirebilir; palmiye yağı kullanımı bunun en çarpıcı örneğidir.
SAF’lar şu an ne kadar kullanılmakta?
Amerika Birleşik Devletleri’nde, SAF’lar geleneksel jet yakıtı ile karışımlarında %50 kadar onaylanmıştır. Ancak, ticari açıdan altyapı ve tedarik kısıtlı olduğu için günümüzde oldukça sınırlı uçuşlarda kullanılmaktadır. Los Angeles Havalimanı, haftada birkaç uçuşunda SAF kullanan birkaç havalimanından biridir. Bu yakıt, World Energy firmasından temin edilmektedir ve bu firmada hammadde olarak yağ kullanılmaktadır. United Airlines, LAX’te 2016’dan bu yana SAF kullanıyor, ancak bu yakıtlar toplam yakıt tedarikinin hâlâ küçük bir kısmını teşkil ediyor.
Dayton Üniversitesi’nde havacılık mühendisliği araştırmacısı Joshua Heyne, pek çok büyük havalimanında, uçakların yakıtlarının merkezi tanklar üzerinden karıştırıldığını belirtirken, LAX’tan son birkaç yıllık uçuş gerçekleştiren herkesin “uçağında mutlaka bir miktar SAF kullanılmıştır” ifadesini paylaşıyor.
Bazı şirketler tamamen yenilenebilir kaynaklardan enerji alan test uçuşları yapmaktadır. Rolls Royce, Ekim 2021’de SAF kullanarak başarılı bir test uçuşu gerçekleştirdiğini duyurdu. Bu uçuşta Boeing 747’nin dört motorundan biri, yaklaşık dört saat süren bir seyahatte yüzde 100 SAF ile çalıştı. Ayrıca 2021 yılının Aralık ayında United ve GE tarafından gerçekleştirilen diğer bir test uçuşunda, bir Boeing 737 uçağının iki motorundan biri, Chicago’dan Washington’a yapılan uçuşta tamamen SAF ile çalıştı ve içinde 115 yolcu bulunduruyordu.
Neden yeni jet yakıtlarına ihtiyacımız var?
Kısacası, ABD Federal Havacılık İdaresi (FAA) Çevre ve Enerji ile Bilim ve Teknoloji Bölümü Başkanı Jim Hileman, “Kısa süre sonra karbondan arınmamız gerekecek” diyor.
2021 Eylül ayında FAA, 2050 yılında net sıfır emisyona ulaşma hedefine odaklandığını duyurdu ve Hileman, SAF’ların bu hedefe ulaşmada kritik bir parça olacağını öngörüyor. Diğer teknolojiler de önemli bir rol oynayabilir, ancak Hileman, havacılık endüstrisinde karşılaşılan zorluklar nedeniyle, otomobiller ve güç santralleri gibi başka alanlarda uygulanabilir çözümlerin kullanımı daha karmaşık hale geliyor.
Bir uçağın havalanması için oldukça hafif olması ve yolculuk süresince yeterli enerji taşıması lazım. Bu, enerji yoğunluğunun (belirli bir alan ve ağırlıkta depolanan enerji miktarı) son derece önemli olduğu anlamına geliyor. Üstelik, jet yakıtının enerji yoğunluğuna eşdeğer bir uygulama yapmak oldukça zor; örneğin bir Boeing 737’nin jet yakıtında taşıdığı enerjiyi karşılayabilmek için 600 tonluk bir lityum iyon batarya gerekmekte. Abdullah’ın belirttiği gibi, bu miktar, uçağın toplam ağırlığının yaklaşık üç katıdır.
Hidrojenin daha hafif ama büyük alan kaplasa da, bu tür yakıt hücrelerinin büyük uçaklarda uzun mesafeler için yeterli olabilmesi için zorlukla karşılaşılmaktadır. Sıvılaştırılmış hidrojen kullanarak elektrik üreten bir 737’yi çalıştırmak için, uçağın üçte birinden yarısı kadar alanın yakıtla dolması gerekmektedir. Bu durum ise yolcu ve kargo alanlarını ciddi bir şekilde kısıtlar. Hidrojenle çalışan uçaklar için geliştirilen yeni tasarımlar bu sorunu çözebilir; ancak ticari boyutlarda uygulanmaları için daha pek çok yıla ihtiyaç var.
Karşılaşılan sorunlar neler?
Mevcut durumda SAF’ların önündeki önemli engellerden biri maliyetleridir, çünkü genellikle geleneksel jet yakıtından iki ila dört kat daha pahalıdır. Tekniğin ilerlemesi ve daha fazla benimsenmesi ile fiyatların düşmesi beklenebilir; ancak Rutherford, SAF’ların fosil yakıtlardan asla daha ucuz olabileceğini düşünmüyor.
Özellikle yakıt verimliliği düşük uçaklarda, bu maliyetler hızla artabilmektedir. Süpersonik uçuşları hedefleyen ve sadece SAF kullanmayı taahhüt eden Boom Supersonic için bu maliyetler zorlu bir problem oluşturabilir.
Günümüzde yapılan bir analiz ile Rutherford ve meslektaşları, masrafların Boom için tedarik ettiği yakıtın geleneksel yakıtlara oranla üç kat daha pahalı olması nedeniyle, şirketin muhtemelen geleneksel bir havayolunun ödediği miktarın 25 katına kadar yükselebileceğini belirlediler.
Şirketler yakıt maliyetlerini üç kat artırmayı göze alsalar da, mevcut SAF’ların tedarikinde kısıtlamalar bulunmaktadır. Yemek yağları ve gresin toplam kapasitesi yılda yaklaşık 6 milyar litre civarındadır. Bunun yanında, ABD’nin toplam jet yakıtı tüketimi yılda 75 milyar litre, 2050 yılındaysa 133 milyar litreye ulaşacağı tahmin edilmektedir. Dolayısıyla, artan talebi karşılayacak alternatif hammaddelere ihtiyaç duyulmaktadır.
Biyoyakıtların üretimi için gerekli altyapının genişletilmesi ise oldukça zor bir süreç olacağını ifade eden Rutherford, havacılığın tamamına yeterli SAF sağlamak için 2050 yılına kadar 7.000 üretim tesisinin çalışır halde olması gerektiğini vurgulamaktadır. Günümüzde ise yalnızca üç tane tesis bulunmaktadır.
Mevcut rafineri teknolojilerinin yeniden kullanılması ile birlikte, yeni inşa gereksinimini azaltmanın mümkün olduğuna dair öngörüler mevcut. Ancak farklı hammaddelerin, SAF üretiminde kullanılacak rafinerileriyle uyumlu hale getirilmesi için yenilikçi cihazların geliştirilmesine ihtiyaç vardır.
Gelecek aşamada neler bekleniyor?
Avrupa Birliği, havayollarının en azından asgari düzeyde SAF kullanmasını zorunlu kılacak bir yasama sürecine geçmeyi planlıyor ve bu oran 2025 itibarıyla yüzde 2’ye çıkacak, 2050 yılına gelindiğinde bu oran yüzde 63’e yükseltilecek. ABD’de ise bir zorunluluk mevcut değil, ancak Biden yönetimi SAF kullanan havayolları için bir vergi indirimi sağlamayı öngörüyor. Bu yöntemle, geleneksel jet yakıtları ile rekabet edilebilirlik sağlanması hedefleniyor.
Başta ticari uçuşlarda daha yüksek oranlarda (yüzde 100’e kadar) SAF kullanımı onaylanması, şirketlerin bu tür yatırımlara yönelmesi, emisyonları azaltmakta zorluk çeken bir sektörde teknolojinin etkinliğini göstermeye yardımcı olabilecektir.
“Karbonsuzlaştırma süreci kolay olmayacak” diyen Hileman, fakat SAF’ların çözüme katkıda bulunacağını belirtiyor. “Başka seçeneğimiz yok.”
Yazar: Casey Crownhart/Popular Science. Çeviren: Ozan Zaloğlu.
Sürdürülebilir Havacılık Yakıtı ile İlgili Tüm Yanıcı Sorularınızı Cevaplıyoruz makalesi ilk kez Popular Science üzerinde yayımlanmıştır.
“`
