Werden Flugzeuge jemals nachhaltig sein?  Neue Studie untersucht die Wissenschaft von Ökokraftstoffen

Werden Flugzeuge jemals nachhaltig sein? Neue Studie untersucht die Wissenschaft von Ökokraftstoffen

Fahren Sie mit dem Privatjet ist nicht die grünste Sache. Aber wenn Flugzeuge riesige CO2-Emittenten sind, gibt es auch hinter den Kulissen viel Arbeit, um das zu ändern.

Am vielversprechendsten ist Sustainable Aviation Fuel (SAF). Während Flugkraftstoff aus erneuerbaren Quellen Es steckt noch in den Kinderschuhen, alle, vom europäischen Flugzeughersteller Airbus bis Shell, arbeiten daran, es Wirklichkeit werden zu lassen. Aber wie Delta Air Lines weist darauf hin, würden alle im Jahr 2020 produzierten SAFs nur für einen Tag reichen, um die Flotte von Delta mit Strom zu versorgen – und das ist nur eine Fluggesellschaft.

Aber diese Woche wurden zwei neue Studien veröffentlicht in Erd- und Umweltkommunikation zeigen, wie nützlich FAS sein könnte. Die Ergebnisse könnten dazu beitragen, die schmutzige und schmutzige Luftfahrtindustrie grüner zu machen.

Was ist los – Beide Studien wurden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem deutschen Äquivalent der NASA, durchgeführt. Der erste hat das gezeigt Flugzeuge mit SAF-Antrieb produzieren weniger Ruß und weniger Eiskristalle in der Atmosphäre, was weniger Erwärmung durch künstlich erzeugte Schleppwolken bedeutet.

Der zweite hat das gezeigt Wissenschaftler haben es möglicherweise überschätzt die Menge an Sonnenlicht, die von diesen künstlichen Zirruswolken zurück in den Weltraum reflektiert wird. Das bedeutet, dass mehr Sonnenlicht durchkommt als gedacht, und somit weniger Kühlpotential für Kondensstreifen besteht.

Zusammen zeigen die beiden Studien, dass die SAF einen erheblichen Einfluss auf die Gesamterwärmung des Luftverkehrs haben könnte.

Kondensstreifen geben Aerosole in die Atmosphäre ab, die umweltfreundlichere Kraftstoffe lösen können. Andreas M. / 500px / 500px / Getty Images

Hier ist der Hintergrund – Es ist unwahrscheinlich, dass die Leute aufhören zu stehlen. Auch während der langsamster Flugtag Auf dem Höhepunkt der Eindämmung der Pandemie kontrollierte die Transportation Security Administration allein in den USA noch immer mehr als 87.000 Passagiere. Am Sonntag, dem 13. Juni, hat die TSA zum ersten Mal seit vor COVID mehr als 2 Millionen Passagiere an einem einzigen Tag überprüft.

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Aber während es aktive Bewegungen für ermutigen die Menschen, weniger zu fliegen, wie die inspirierte Greta Thunberg Schande Diebstahl oder „die Schande des Fluges“, die möglicherweise zu einem Rückgang des Flugverkehrs in Schweden und anderswo geführt hat, gibt es mehrere Millionen weitere, die zum ersten Mal in Entwicklungsländern auf der ganzen Welt in das Flugzeug springen.

ICAO erwartet Personen- und Frachttransport per Flugzeug wird sich bis 2036 verdoppeln, also ohne viel Schande Diebstahl, wir brauchen eine andere Lösung. Vermutlich handelt es sich um nachhaltigen Flugbenzin und dank dieser neuen Studie noch vielversprechender.

Flugzeugtriebwerke stoßen pro Kilogramm verbrauchtem Treibstoff 3,16 kg Kohlendioxid und 1,23 kg Wasserdampf aus. Obwohl die Flugzeuge hoch fliegen, sind die Temperaturen sehr niedrig und dieses Wasser verwandelt sich in Eiskristalle. Unter den richtigen Bedingungen können diese Wege stundenlang bleiben, wodurch warme Luft in der Atmosphäre eingeschlossen bleibt und mehr Sonnenlicht anzieht, um noch mehr Wärme zu erzeugen.

fhm / Moment unveröffentlicht / Getty Images

Wie sie es gemacht haben – Im Gegensatz zu den CO2-Emissionen lösen sich laut DLR-Studie Schleppzirruswolken innerhalb von Stunden auf. Das bedeutet, dass deren Entfernung einen sofortigen kühlenden Effekt auf das Klima haben könnte.

Die Forscher nahmen ein Airbus A320-Flugzeug und verwendeten fünf verschiedene Arten von Treibstoffmischungen, um den Einfluss der Treibstoffart (einschließlich SAF) auf den vom Flugzeug erzeugten Luftwiderstand zu bestimmen.

  • Es wurden zwei Mischungen aus traditionellem Jet A1-Flugkraftstoff sowie drei weitere Mischungen aus Jet A1 mit synthetischem oder biobasiertem alternativem Flugkraftstoff verwendet.
  • Der A320 flog mit konstanter Geschwindigkeit und Höhe im geschlossenen Forschungsluftraum in Deutschland und nutzte ein Tracker-Flugzeug, um die Ergebnisse zu messen.
  • Das Team zeigte eine signifikante Reduzierung der Rußemissionen und eine Zunahme der Größe der Eiskristalle, was zu einer geringeren Gesamtkristallzahl führte.
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„Die Anfangskonzentrationen der Eiszahl in Kondensstreifen sind ein wichtiger Parameter bei der Bestimmung der Lichtauslöschung durch Kondensstreifen und deren Einfluss auf das Klima“, schreiben die Autoren.

Und danach – Trails mit einer geringeren anfänglichen Eiszahl haben eine kürzere atmosphärische Lebensdauer, was direkt zu einer geringeren Energieentsorgung in der Atmosphäre und einer geringeren Erwärmung beiträgt.

Mit anderen Worten, die Beimischung von nachhaltigeren Flugbenzin in kommerziellem Kerosin hat eine unmittelbare regionale und globale Auswirkung auf die durch Kondensstreifen verursachte Erwärmung.

Dies, kombiniert mit den Ergebnissen der zweiten DLR-Studie, dass die Kühlwirkung dieser künstlichen Zirruswolken durch die Reflexion des Sonnenlichts im Weltraum bisher überschätzt wurde, zeigt, wie stark diese Schleppwolken wirken können – und ob der Wechsel zu SAF-Mischungen Wenn Sie sie schneller loswerden, helfen wir beide dem Planeten und verbessern unsere Sicht auf den wunderschönen blauen Himmel.

Zusammenfassung der Studie 1: Drag-Cirrus-Wolken sind für den größten Teil der Klimaauswirkungen der Luftfahrt verantwortlich. Die Zusammenhänge zwischen der Zusammensetzung des Kerosins, der Mikrophysik der Kondensstreifen und der Klimawirkung bleiben jedoch ungeklärt. Hier präsentieren wir einzigartige Beobachtungen aus zwei DLR-NASA-Flugzeugkampagnen, bei denen die Abgas- und Luftwiderstandseigenschaften eines Airbus A320 gemessen wurden, der entweder Standard-Flugzeugtreibstoffe oder nachhaltige kohlenstoffarme Flugkraftstoffmischungen verbrennt. Unsere Ergebnisse zeigen, dass Rußpartikel die Anzahl der nachlaufenden Cirrus-Eiskristalle für die aktuellen Emissionswerte regulieren können. Wir liefern experimentelle Beweise dafür, dass die Verbrennung von nachhaltigem, aromatenarmen Flugbenzin zu einer 50-70%igen Reduzierung der Rußkonzentration und Eiszahl sowie einer Zunahme der Eiskristallgröße führen kann. Die Reduzierung der Anzahl der Eisspuren führt zu einer geringeren Energiedeposition in der Atmosphäre und einer geringeren Erwärmung. Durch die flächendeckende Einführung von aromatenarmen Kraftstoffen und Vorschriften zur Senkung des maximalen aromatischen Kraftstoffgehalts könnten daher die Klimaauswirkungen des Luftverkehrs erheblich reduziert werden.

Zusammenfassung der Studie 2: Die vollständige Berücksichtigung der Klimaauswirkungen des Luftverkehrs erfordert ein Verständnis der Auswirkungen der Rußpartikelemissionen von Flugzeugen auf die Eiswolkenbildung auf Prozessebene. Eine Bewertung dieser Auswirkungen mit Hilfe von globalen Klimamodellen bleibt schwer fassbar und direkte Beobachtungen fehlen. Hier verwenden wir ein hochauflösendes Cirrussäulenmodell, um zu untersuchen, wie die von Flugzeugen emittierten Rußpartikel, die nach der Sublimation von Eiskristallen am Ende der Lebensdauer von Kondensstreifen und Kondensstreifen-Zirruswolken freigesetzt werden, die Bildung von Zirruswolken stören. Durch die Kombination von Wolkensimulationen mit einer auf Messungen der rußinduzierten Eisbildung basierenden Beschreibung stellen wir fest, dass nur einem kleinen Bruchteil (<1%) der Rußpartikel die Bildung von Wolkeneis parallel zum homogenen Gefrieren flüssiger Aerosoltröpfchen gelingt. Rußgestörte und homogen gebildete Cirruswolken unterscheiden sich also nicht grundlegend in der optischen Tiefe. Unsere Ergebnisse implizieren, dass die Schätzungen des Klimamodells des globalen Strahlungsantriebs durch Wechselwirkungen zwischen Flugzeugruß und großräumigen Zirruswolken möglicherweise überschätzt werden. Das hier berichtete verbesserte wissenschaftliche Verständnis liefert eine prozessbasierte Grundlage für eine verbesserte Parametrisierung von Klimamodellen und gezielte Beobachtungen im Feld.

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