هوانوردی پایدار

هوانوردی پایدار به مجموعه‌ای از شیوه‌ها و سیاست‌ها اطلاق می‌شود که هدف آن کاهش تأثیرات منفی زیست‌محیطی صنعت هوانوردی است که شامل استفاده از سوخت‌های تجدیدپذیر، بهینه‌سازی مسیرهای پروازی، و بهبود کارایی انرژی در هواپیماها می‌شود. هوانوردی پایدار به عنوان یک رویکرد نوین در صنعت هواپیمایی، به دنبال کاهش تأثیرات منفی زیست‌محیطی ناشی از پروازها و بهبود کارایی انرژی است. با توجه به افزایش تقاضا برای سفرهای هوایی و نگرانی‌های فزاینده در مورد تغییرات اقلیمی، این صنعت به دنبال راهکارهایی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و استفاده از سوخت‌های پایدار است. 

 تاریخچه 
صنعت هوانوردی از زمان آغاز به کار خود با چالش‌های زیست‌محیطی مواجه بوده است. با افزایش آگاهی عمومی و فشارهای قانونی، این صنعت به سمت استفاده از سوخت‌های پایدار و فناوری‌های نوین حرکت کرده است. 

دهه ۱۹۷۰ و ۱۹۸۰: در این دوره، بحران نفت و افزایش قیمت سوخت باعث شد که شرکت‌های هواپیمایی به بهینه‌سازی مصرف سوخت توجه بیشتری کنند. در همین راستا طراحی‌های جدید هواپیماها با در نظر گرفتن هدف کاهش مصرف سوخت و بهبود آیرودینامیک آغاز شد. همچنین نگرانی‌ها در مورد آلودگی و تغییرات اقلیمی آغاز شد و صنعت هوانوردی به فکر راهکارهایی برای کاهش اثرات منفی خود افتاد.

دهه ۲۰۰۰ به بعد: با افزایش نگرانی‌ها درباره تغییرات اقلیمی، سازمان‌های بین‌المللی مانند ICAO (سازمان بین‌المللی هوانوردی غیرنظامی) شروع به توسعه استانداردها و سیاست‌های مربوط به هوانوردی پایدار کردند و استانداردهایی برای کاهش انتشار کربن در صنعت هوانوردی وضع کردند. همچنین تحقیقات درباره سوخت‌های زیستی و فناوری‌های نوین مانند موتورهای الکتریکی آغاز شد.Sustainable Aviation Fuels: the challenge of decarbonization. Energy Procedia. 2019-02-01.

Co

امروزه نیز بسیاری از شرکت‌های هواپیمایی به دنبال کاهش کربن و استفاده از فناوری‌های نوین برای بهبود کارایی و کاهش مصرف سوخت هستند.
در سال‌های اخیر، سوخت‌های پایدار هوانوردی (SAF) به عنوان یکی از راهکارهای کلیدی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای شناخته شده‌اند. پیش‌بینی می‌شود که بازار جهانی سوخت‌های هوانوردی به 230 میلیارد گالون تا سال 2050 برسد، که نشان‌دهنده رشد قابل توجه این صنعت است. Sustainable Aviation Fuel: Review of Technical Pathways. . 2020-09-09.Sustainable Aviation Fuels as the Path to Carbon Neutrality in Air Transport. Rocznik Ochrona Srodowiska. 2024-12-12 

 سوخت‌های پایدار هوانوردی (SAF) 
سوخت‌های پایدار هوانوردی (sustainable aviation fuel (SAF)) شامل سوخت‌های زیستی و سنتزی هستند که می‌توانند به طور قابل توجهی انتشار CO2 را کاهش دهند. این سوخت‌ها به دلیل ویژگی‌های خاص خود، از جمله کاهش آلودگی و بهبود کیفیت هوا، مورد توجه قرار گرفته‌اند. تحقیقات نشان می‌دهد که SAF می‌تواند تا 89% انتشار CO2 را کاهش دهد و به عنوان یک گزینه پایدار برای آینده هوانوردی مطرح است.
Biofuels in Aviation: Exploring the Impact of Sustainable Aviation Fuels in Aircraft Engines. Energies. 2024-05-30Implications of preferential access to land and clean energy for sustainable aviation fuels. Science of the Total Environment. 2023-05-08.Mitigating carbon emissions through sustainable aviation fuels: costs and potential. Biofuels Bioproducts and Biorefining. 2020-11-16

پیشنهاد کمیسیون اروپا شامل افزایش تدریجی سهم اجباری SAF از 2% در سال 2025 به 63% تا سال 2050 برای فرودگاه‌های بزرگ است.
این پیشنهاد به‌دنبال هماهنگ‌سازی استفاده از SAF در سراسر اروپا است، اما به تفاوت هزینه بین SAF و سوخت‌های فسیلی نمی‌پردازد که نگرانی‌هایی را در میان خطوط هوایی ایجاد کرده است.برآورد می‌شود که تا سال 2050، اروپا به حدود 47 میلیون تن SAF برای برآورده کردن سهم اجباری خود نیاز خواهد داشت.
البته باید تاکید کرد تأثیرات اقتصادی ناشی از این تصمیم برای خطوط هوایی، شامل افزایش هزینه‌های سوخت است که ممکن است به مصرف‌کنندگان منتقل شود.Grimme, W. The Introduction of Sustainable Aviation Fuels—A Discussion of Challenges, Options and Alternatives. Aerospace 2023, 10, 218.

 پیشرفت‌های اخیر در هوانوردی پایدار 
1. بهبود آیرودینامیک: یکی از مهم‌ترین عوامل در کاهش مصرف سوخت، بهینه‌سازی طراحی هواپیماها برای کاهش مقاومت هوا است. تحقیقات نشان داده‌اند که بهبود آیرودینامیک می‌تواند به طور قابل توجهی مصرف سوخت را کاهش دهد. برای مثال، استفاده از مواد سبک‌تر و طراحی‌های جدید بال‌ها به کاهش مقاومت هوا کمک کرده است.Aerodynamics' Influence on Performance in Human-Powered Vehicles for Sustainable Transportation. SAE technical paper series. 2024-06-12.

2. استفاده از سوخت‌های زیستی: سوخت‌های زیستی یکی از راه‌حل‌های کلیدی برای کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای در هوانوردی هستند. این سوخت‌ها از منابع تجدیدپذیر مانند روغن‌های گیاهی و ضایعات کشاورزی تولید می‌شوند و می‌توانند جایگزین سوخت‌های فسیلی شوند.Research on aviation carbon reduction using aviation biofuels. E3S Web of Conferences. 2024-01-01

3. هواپیماهای الکتریکی و هیبریدی: تحقیقات درباره هواپیماهای الکتریکی و هیبریدی در سال‌های اخیر پیشرفت چشمگیری داشته است. این هواپیماها با استفاده از باتری‌های پیشرفته و موتورهای الکتریکی، انتشار کربن را به حداقل می‌رسانند. با این حال، چالش‌هایی مانند ظرفیت محدود باتری‌ها و وزن زیاد آن‌ها همچنان وجود دارد.Discussion on Electric Power Supply Systems for All Electric Aircraft. IEEE Access. 2020-05-06.
بندانگشتی|Militky MB-E1، یک گلایدر موتوردار Brditschka HB-3 تبدیل‌شده اولین هواپیمای الکتریکی با اندازه کامل بود.

4. مدیریت ترافیک هوایی: بهینه‌سازی مسیرهای پروازی و مدیریت ترافیک هوایی می‌تواند به کاهش مصرف سوخت و انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند. استفاده از فناوری‌های پیشرفته مانند GPS و سیستم‌های خودکار در این زمینه نقش مهمی ایفا می‌کند.

 تکنولوژی‌های نوین 
توسعه فناوری‌های جدید مانند هیدروژن به عنوان سوخت آینده هوانوردی، توجه زیادی را به خود جلب کرده است. هیدروژن به عنوان یک سوخت پاک، تنها بخار آب تولید می‌کند و می‌تواند به کاهش اثرات منفی هوانوردی بر محیط زیست کمک کند. تحقیقات نشان می‌دهد که استفاده از هیدروژن می‌تواند به کاهش 50 تا 70 درصدی در تولید ذرات یخ در ابرهای متراکم کمک کند.در حالی که هیدروژن پتانسیل انقلابی در سوخت هواپیمایی دارد، چالش‌هایی مانند هزینه‌های تولید، زیرساخت و ایمنی باید مورد توجه قرار گیرد.
با سیاست‌ها و سرمایه‌گذاری‌های مناسب، هیدروژن می‌تواند تا سال 2030 به یک سوخت اصلی در صنعت هواپیمایی تبدیل شود.
Sustainable Aviation—Hydrogen Is the Future. Sustainability. 2022-01-05.
.Cleaner burning aviation fuels can reduce contrail cloudiness. Communications Earth & Environment. 2021-06-17.
Measurements of particle emissions of an A350-941 burning 100 % sustainable aviation fuels in cruise. Atmospheric Chemistry and Physics. 2024-10-10.

 توسعه فناوری‌های تولید SAF 
تکنیک‌های تولید: استفاده از ضایعات غذایی و مواد زائد به عنوان منابع اولیه برای تولید SAF می‌تواند به کاهش هزینه‌ها و بهبود پایداری کمک کند. به عنوان مثال، تولید SAF از اسیدهای چرب فرار حاصل از ضایعات غذایی می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند.Perspectives on Fully Synthesized Sustainable Aviation Fuels: Direction and Opportunities. Frontiers in Energy Research. 2022-01-24

تحقیقات و نوآوری‌ها: تحقیقات در زمینه بهبود کیفیت و کارایی SAFها، از جمله استفاده از فناوری‌های نوین مانند یادگیری ماشین برای بهینه‌سازی ترکیبات سوخت، در حال انجام است.A machine learning framework for drop-in volume swell characteristics of sustainable aviation fuel. Fuel. 2020-04-21.
بندانگشتی|هواپیمای خورشیدی سولار ایمپالس ۲، به خلبانی برتراند پیکارد، در حال برخاستن از پایگاه هوایی پایرن در ۱۳ نوامبر ۲۰۱۴.

 چالش‌ها 
با وجود مزایای فراوان SAF، چالش‌هایی نیز وجود دارد که باید برطرف شوند:

 هزینه‌های تولید: تولید SAF هنوز هم هزینه‌بر است و نیاز به سرمایه‌گذاری‌های کلان دارد. به عنوان مثال، هزینه‌های تولید سوخت‌های بایو معمولاً بالاتر از سوخت‌های فسیلی است.Pathway to net zero: Reviewing sustainable aviation fuels, environmental impacts and pricing. Journal of Air Transport Management. 2024-03-23.

 زیرساخت‌ها: نیاز به تغییرات در زیرساخت‌های موجود برای پذیرش SAF و فناوری‌های جدید وجود دارد. این تغییرات شامل نیاز به تأسیسات جدید برای تولید و توزیع SAF است.Sustainable aviation fuels: Key opportunities and challenges in lowering carbon emissions for aviation industry. Carbon Capture Science & Technology. 2024-08-10.

 پذیرش عمومی: پذیرش عمومی و سیاست‌های دولتی نیز نقش مهمی در موفقیت هوانوردی پایدار دارند. عدم آگاهی و اطلاعات ناکافی در مورد SAF می‌تواند مانع از پذیرش گسترده آن شود. <The Introduction of Sustainable Aviation Fuels—A Discussion of Challenges, Options and Alternatives. Aerospace. 2023-02-25.

Con

 سیاست‌ها و مقررات 
سیاست‌های دولتی و بین‌المللی نقش مهمی در تسهیل انتقال به هوانوردی پایدار دارند. به عنوان مثال، طرح‌های کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای و تشویق به استفاده از SAF می‌تواند به تسریع این روند کمک کند. در اروپا، پیش‌بینی می‌شود که از سال 2025، اختصاص سهمی از سوخت‌های پایدار در صنعت هوانوردی الزامی شود.Transition policies for climatically sustainable aviation. Transport reviews. 2021-06-10.

 چالش‌های سیاست‌گذاری 
مقررات و استانداردها: نیاز به ایجاد استانداردهای بین‌المللی برای تولید و استفاده از SAF وجود دارد. این استانداردها باید شامل الزامات زیست‌محیطی و ایمنی باشند. Use of Sustainable Fuels in Aviation—A Review. Energies. 2022-03-26.

حمایت‌های مالی: دولت‌ها باید حمایت‌های مالی و تشویق‌های لازم را برای توسعه و پذیرش SAF فراهم کنند. این حمایت‌ها می‌تواند شامل یارانه‌ها، معافیت‌های مالیاتی و تسهیلات اعتباری باشد.Sustainable Aviation Fuels. Johnson Matthey Technology Review. 2024-03-01

 جستارهای وابسته 

 سوخت زیستی هوانوردی

 منابع 

رده:توسعه پایدار
رده:هوانوردی
رده:هواپیما
رده:سوخت‌های تجدیدپذیر
رده:بهینه‌سازی
رده:محیط زیست