Экологически чистое авиатопливо: инвестиция в будущее

Генерала Джимми Дулиттла помнят по его подвигам в качестве летчика-испытателя и боевого командира во время Второй мировой войны. Однако его величайший вклад в победу, возможно, был сделан несколькими годами ранее – в 1930-х годах, когда Дулиттл руководил нефтяной компанией Shell. Он убедил Shell инвестировать средства в производство нового, 100-октанового сорта авиационного топлива взамен используемого в то время 87-октанового. 100-октановое топливо в сочетании с другими достижениями в технологии двигателей обеспечило американским самолетам значительное преимущество перед конкурентами. Это была дальновидная инвестиция.

Фокус перевел новый текст Дэвида Алмана, посвященный экологически чистому топливу для армии.

С новым топливом увеличились такие характеристики, как горизонтальная скорость и скорость подъема, а также сократилась взлетная дистанция. Эти и многие другие преимущества помогли ВВС союзников одержать победу. Массовый рост использования 100-октанового топлива во время войны заложил основание для следующего поколения гражданских самолетов; даже сегодня самолеты авиации общего назначения используют модифицированную версию того же 100-октанового топлива, которое приводило в движение американские истребители и бомбардировщики в небе над Европой и Японией.

Сегодня у частной промышленности и правительства есть возможность инвестировать в другой новый вид топлива для обеспечения национальной обороны: экологичное авиационное топливо. Как и в 1930-х, есть определенные проблемы, но возможности для Соединенных Штатов также весьма значительны. Обязательство Министерства обороны закупать определенное количество экологически чистого авиационного топлива может послужить катализатором дальнейших инвестиций частного сектора и обеспечить значимые преимущества для национальной безопасности.

Хотя экологичное авиационное топливо пока не обеспечит эквивалентного повышения эксплуатационных характеристик, в отличие от 100-октанового, оно несет в себе другие стратегические преимущества, заслуживающие внимания. Эти преимущества включают повышение энергетической безопасности, более стабильные цены на авиационное топливо для оборонных потребителей и дипломатические победы. Раз в столетие США выпадает шанс выступить в авангарде инновационной энергетики, и они не упустят эту возможность.

Экологичные победы

ВВС, крупнейший потребитель авиационного топлива в Министерстве обороны, тратит на авиационное топливо около 7 миллиардов долларов в год. Хотя Соединенные Штаты обладают значительными запасами сырой нефти, они не застрахованы от динамики рынка. Даже незначительные колебания цен существенно влияют на оборонные бюджеты. Например, вторжение России в Украину и другие инфляционные факторы заставили Пентагон потратить на топливо в 2022 году на 3 миллиарда долларов больше, чем предполагалось. Другие исторические события, такие как ирано-иракская война или вторжение Ирака в Кувейт, привели к аналогичному росту цен. Такие значительные изменения цен на топливо мешают Министерства обороны эффективно планировать и составлять бюджет. В некоторых случаях, например, на Ближнем Востоке, беспокойство по поводу рынка нефти вынудило США развернуть и содержать дорогостоящие вооруженные силы для обеспечения стабильности цен.

Экологичное авиационное топливо может помочь уменьшить эти проблемы. Сегодня экологически чистое авиационное топливо производится из экологически чистого сырья, а затем смешивается с обычным топливом в соотношении от 10 до 50%, в зависимости от требований потребителей. Сырье – это строительный материал для экологически чистого авиационного топлива.

Исследователи разработали четыре основных способа получения сырья:

• гидропереработка сложных эфиров и жирных кислот (HEFA),
• превращение спирта в реактивную жидкость (AtJ),
• газификация / Фишера-Тропша (gas/FT)
• и превращение энергии в жидкость (PtL).

Каждая из этих технологий в основе своей предполагает построение тех же углеводородных цепочек, которые в настоящее время присутствуют в ископаемом топливе. Например, корпорации вроде Neste, собирают отработанные кулинарные масла у производителей продуктов питания и перерабатывают их в авиационное топливо для рынка коммерческих авиалиний. Важно, что это сырье может быть отечественным, что увеличивает контроль американских политиков над производством и ценообразованием. Дополнительным преимуществом является возможность строительства экологически чистых заводов по переработке авиационного топлива в стратегически важных районах, таких как Гавайи, которые в настоящее время получают большую часть топлива на кораблях.

Важно Боевой лазер. Компания RAFAEL представляет систему ПВО Iron Beam на выставке AUSA 2022

Сегодняшнее экологичное авиационное топливо может дать небольшое увеличение характеристик самолета (порядка 1%) и не требует изменений в логистике, хотя есть некоторые решаемые проблемы с оперативной совместимостью НАТО. Например, авиационный топливопровод НАТО — Центрально-Европейская трубопроводная система – в настоящее время не поддерживает экологичное топливо. Однако Соединенные Штаты лидируют в этом направлении и могут послужить примером для Европы при правильных инвестициях.

Есть и тактические преимущества для военных самолетов. Более экологически чистое топливо не только обеспечивает небольшое увеличение производительности, но и уменьшает инверсионный след; оба эти фактора дают тактические преимущества для боевых самолетов. Кроме того, существует потенциал для производства более энергоемкого топлива, что увеличивает полезную нагрузку и дальность полета самолета.

Проблемы

Реальная краткосрочная проблема заключается в том, что экологичное авиационное топливо пока что не может конкурировать по стоимости с обычным из-за более высоких затрат на материалы и переработку. Рыночные стимулы также являются проблемой. Строительство новых нефтеперерабатывающих заводов требует значительных капиталовложений, и пока неясно, насколько велик будет спрос на это топливо и оправдает ли он инвестиции. Однако обязательство Министерства обороны закупать экологически чистое авиационное топливо может стать катализатором частных инвестиций, которые помогут снизить начальные затраты. Такая закупка окажет значительное влияние на индустрию экологически чистого авиационного топлива.

Первоначальные государственные инвестиции – это основа многих новых инноваций, особенно в энергетике. Спрос, часто стимулируемый действиями правительства, взаимодействует с инновациями, инвестициями и новыми участниками рынка для увеличения предложения и снижения цен. Например, в 1930-х годах ставка авиационного корпуса на 100-октановое топливо подтолкнула частных инвесторов к созданию мощностей и инновациям, что впоследствии помогло снизить затраты на нефтепереработку. В начале 1930-х годов 100-октановый бензин стоил более 30 долларов за галлон, в то время как бензин с более низким октановым числом стоил всего 20 центов. Однако к середине 1930-х годов цена 100-октанового бензина упала до 35 центов. К середине 1940-х годов он продавался примерно за 15 центов. Аналогичные тенденции наблюдались в отношении угля, нефти, солнца, ветра и других видов возобновляемой энергии. Таким образом, разумно предположить, что экологичное авиационное топливо будет следовать аналогичной тенденции в течение следующих нескольких десятилетий.

Выгода, конечно, заключается в том, что Соединенные Штаты смогут сократить выбросы углекислого газа и одновременно создать внутреннюю альтернативу импортируемому ископаемому топливу. Таким образом, помимо очевидного воздействия на окружающую среду, императивы национальной безопасности, связанные с диверсификацией поставок и контролем цепочек поставок, должны также стимулировать более широкие инвестиции в снижение стоимости экологически чистого топлива.

Зеленые коалиции

Многие из самых верных союзников Америки и наиболее ценных потенциальных партнеров рассматривают изменение климата как одну из важнейших проблем века. Это особенно верно в южной части Тихого океана, где соперничают за влияние Соединенные Штаты и Китай. Поскольку Америка стремится выделиться на фоне Китая и привлечь страны на свою сторону, она могла бы использовать свои инвестиции в смягчение последствий изменения климата в качестве опоры для сотрудничества.

Хотя многие утверждают, что американская система управления и образ жизни уже отличают Америку от Китая, преимущества капитализма или демократии отходят на второй план, если ваш дом скоро окажется под водой. Таким образом, островные государства могут рационально принять китайские инвестиции в инфраструктуру, смягчающую последствия изменения климата, даже если они теоретически предпочли бы союз с демократической страной. Китай уже вложил значительные средства в свои дипломатические усилия в Тихоокеанском регионе и подписывает многочисленные соглашения о безопасности и помощи.

Отчасти Китай смог добиться таких успехов потому, что тихоокеанские островные государства реально обеспокоены по поводу своей способности финансировать проекты, необходимые в связи с изменением климата вокруг них. Как отметили официальные лица Соломоновых островов, "[Китай] … демонстрирует лидерство и приверженность делу, чтобы помочь возглавить наши глобальные усилия против [изменения климата]".

Важно Защитить Тихий океан: противостояние Вашингтона с Пекином на Соломоновых островах и далее

Соединенные Штаты должны быть важным партнером для союзников и потенциальных стран-партнеров, инвестирующих в инфраструктуру, связанную с климатом. Одним из элементов такой инфраструктуры может быть строительство экологически чистых заводов по переработке и хранению авиационного топлива для стимулирования местного развития. Эти усилия могут быть предприняты совместно с существующими производителями топлива для обеспечения заинтересованности, стабильности рынка и привлечения частного капитала.

Инвестиции также можно направить в стратегически значимые области. Например, в настоящее время Филиппины в значительной степени зависят от авиационного топлива, импортируемого из Южной Кореи и Тайваня. Использование существующих запасов пищевого масла и отходов может позволить производить 160 миллионов галлонов в год (этого достаточно для заправки примерно 3000 бомбардировщиков B-52). Это не только станет формой экономической помощи союзным странам, но и приведет к созданию сети предприятий по производству авиационного топлива, более защищенных от перебоев в торговле и способствующих проецированию американской мощи на Тихий океан.

Реализация

Соединенные Штаты уже предприняли многие шаги, необходимые для минимизации рисков и доказательства полезности экологически чистого авиационного топлива. Например, в 2007 году ВВС США продемонстрировали эффективность экологичного авиационного топлива на самолете C-17. Позже, в 2016 году, ВМС США продемонстрировали свой "большой зеленый флот". Вся авианосная ударная группа, включая авиакрыло, в течение нескольких месяцев работала на "зеленой" энергии и экологичном авиационном топливе. А положение о более широком использовании экологически чистого авиационного топлива включено в Закон о полномочиях в области национальной обороны на 2023 год.

Чтобы развить эти успехи и создать реальный потенциал альтернативной энергетики, Министерство обороны должно взять на себя обязательство закупать определенный объем экологически чистого авиационного топлива в течение следующих нескольких лет. На практике это означает, что вместо простых пилотных программ Министерство обороны должно провести переговоры с новыми и существующими производителями, чтобы гарантировать определенный объем и цену. Например, Министерство обороны может взять на себя обязательство покупать двести миллионов галлонов экологически чистого авиационного топлива в год, начиная с 2028 года, по цене $5,25 за галлон.

Важно Воздушная мощь и срыв логистики: как свести на нет преимущество обороняющегося

Здесь может послужить примером частный сектор. Например, American Airlines недавно объявила, что будет закупать 100 миллионов галлонов экологически чистого авиационного топлива в год, начиная с 2027 года, по цене около $5,50 за галлон. Это представляет собой значительное увеличение общего объема рынка, хотя фактическое влияние меньше, учитывая ожидаемое производство к 2027 году. Несмотря на то, что стоимость этого топлива при текущих рыночных ценах больше, чем Jet A – стандартного топлива, используемого реактивными самолетами, – American Airlines достигла четырех целей. Во-первых, она помогла стабилизировать цены на топливо на будущее. Во-вторых, компания обеспечила себе источник топлива, не связанный с нефтью. В-третьих, это помогло заявить о себе как о лидере в области устойчивого развития. В-четвертых, производители экологически чистого топлива теперь уверены в определенном спросе. Эти преимущества обещают повысить способность производителей планировать и увеличивать доходы, что, вероятно, приведет к снижению затрат в будущем. В подобных инициативах участвуют и другие авиакомпании, такие как Lufthansa и United.

Заключение

Критики скажут, что частный сектор и существующие государственные инвестиции исключают необходимость вложения бюджетных средств Министерства обороны в закупку экологически чистого авиационного топлива. Однако даже минимальные инвестиции дадут два ощутимых преимуществам.

• Во-первых, военные могут потребовать, чтобы определенные мощности по производству экологически чистого авиационного топлива были построены в стратегически важных районах и с учетом оборонных стандартов; например, нефтеперерабатывающие заводы могут быть сосредоточены на Западном побережье, на Гавайских островах или в других районах, имеющих логистические преимущества для операций в Тихом океане.
• Во-вторых, инвестиции Министерства обороны, вероятно, будут способствовать привлечению финансирования частного сектора, предлагая выгоды, значительно превышающие первоначальные затраты.

Согласно моим расчетам, программа Министерства обороны США по получению примерно 10% авиационного топлива из экологически чистых источников приведет в ближайшей перспективе к 5-10% увеличению стоимости топлива для конечных пользователей. Эти расходы можно рассматривать как хеджирование или страхование от возможных колебаний на рынке нефти и дальнейшее пополнение Стратегического нефтяного резерва.

Хотя такое увеличение расходов многим трудно пережить в краткосрочной перспективе, пример со 100-октановым топливом иллюстрирует потенциальную отдачу от такого рода инвестиций. Военное министерство, возможно, платило больше за 100-октановый бензин в 1930-х годах, но его инвестиции принесли многочисленные выгоды во время Второй мировой войны. Экологически чистое авиационное топливо следует аналогичной тенденции: рост затрат сегодня, но долгосрочное стратегическое воздействие в будущем.

История энергетических инноваций – это история возможностей. От угля к нефти или от 87 октана к 100 октану – инновации в энергетическом пространстве позволили самым прозорливым странам повысить свою безопасность.

Инвестиции в экологичное авиационное топливо сегодня также дадут значительные стратегические преимущества в 21 веке. Деньги, потраченные на устойчивое развитие, не всегда идут в ущерб национальной безопасности; на самом деле, экологичная оборона – это просто лучшая оборона.

Об авторе

Дэвид Алман – офицер и пилот Национальной воздушной гвардии. Он имеет степень бакалавра и магистра в области аэрокосмической техники. Страстно любит экологию, а в свободное от полетов время его можно встретить в национальных парках Америки.