Teknologi og forskning: Hvilke muligheter finnes for lavere utslipp fra luftfarten?
Dagens virkemidler er ikke tilstrekkelige om vi skal få til et nødvendig skift mot langt lavere utslipp i luftfarten. Det mangler ikke på politisk støtte i form av intensjoner, men den praktiske gjennomføringen krever mer kraft.
Kontinuerlig effektivisering skjer i luftfarten, likevel øker utslippene på grunn av økt trafikk, skriver artikkelforfatteren. Her gjøres et fraktfly fra DHL klart på Oslo lufthavn Gardermoen.
Luftfartens utslipp og andel av norske og globale utslipp vil øke hvis det ikke gjøres store tiltak. Effektivisering og teknologiske forbedringer ser vi kontinuerlig. Men dyrere tiltak som overgang til bærekraftig biodrivstoff, går tregt. Helelektriske og hybridelektriske fly kan sørge for effektivisering og på sikt være en overgang til en utslippsfri luftfart.
Luftfartens påvirkning på klima er et yndet tema i mange klimadebatter. Debatten handler ofte om et «for eller imot» det å fly, luftfartens andel av klimagassutslippene, eller om det personlige klimaavtrykk knyttet til flyreiser – og da gjerne lange reiser. Enten vi liker det eller ei, er – og vil det være – et behov for å flytte seg raskt over lange avstander. Derfor må vi diskutere mulighetene for lavere utslipp i den luftfarten som finner sted nå og som vi helt sikkert vil ha også i fremtiden. Vi må drøfte følgende: Hvor stort er behovet for å fly i dag? Hvor stort er det i fremtiden? Hvilken vekst eller reduksjon bør finne sted i sektoren?
Denne artikkelen gir en kort status for mulighetene til å redusere utslippene fra de flygningene som finner sted. Grovt sett kan mulighetene sorteres innen tre kategorier:
Effektivisering, forbedring og fornyelse
Overgang til bærekraftig biodrivstoff
Nye teknologiske muligheter, for eksempel elfly
Effektivisering, forbedringer og fornyelse
Teknologiske og driftsmessige forbedringer har allerede redusert luftfartens CO₂-utslipp per passasjer. Utslippene per setekilometer i Norge er halvert de siste 15 årene. Men det er verdt å bemerke at utslippene fra luftfarten samlet sett likevel har økt i perioden – tross effektiviseringsgevinsten. Det er langt flere som flyr nå enn før – og de flyr oftere.
– Å si at det ikke skjer noe for reduksjon av klimagassutslipp i luftfarten faller på sin egen urimelighet, skriver Kåre Gunnar Fløystad i miljøstiftelsen ZERO – her under en innledning på Norsk klimastiftelses #Klimafrokost om luftfart og klima i november 2017. Se innledningene på klimatv.no. (Foto: Hans Andreas Starheim.)
Effektiviseringen har skjedd fordi flyflåtene er fornyet med mer energieffektive fly. Motorteknologi og materialvalg er viktige elementer. I tillegg er flyene blitt større, og de fylles bedre opp, slik at det er færre tomme seter per avgang. Nyere fly og jetmotorer er betydelig mer effektive enn eldre. Takten i utskiftingen er vesentlig. Det ventes fortsatt forbedringer, og en anslagsvis effektivisering på 1,5 prosent per passasjerkilometer per år. Dette er lagt til grunn i utslippsframskrivningene i rapporten «Bærekraftig og samfunnsnyttig luftfart» (NHO Luftfart, SAS, Avinor og Norwegian 2017). Dette er regnet som et relativt konservativt estimat. Uten sammenligning for øvrig er det lagt til grunn 1 prosent tilsvarende forbedring for veigående transport.
Denne typen kontinuerlige forbedringer skjer som følge av bransjens ønske om å være konkurransedyktig (reduserte kostnader og økt attraktivitet), ved bruk av eksisterende virkemidler (CO₂-avgift for innenlandsflygninger, alle utslipp fra flygninger i EU/EØS er en del av EUs kvotehandelssystem) og ved optimalisering av luftrommet (fly korteste strekk, flymønster, kurvede landinger, ta av i rett retning osv.).
Ny teknologi – som for eksempel utvikling av hybridfly med elmotor – kan føre til effektivisering utover estimatet. Dagens virkemidler fremstår tilstrekkelige for å fortsette utviklingen innen effektivisering, men disse virkemidlene er ikke tilstrekkelige dersom vi skal få til et nødvendig skift mot langt lavere utslipp. For: Selv om klimagassutslippene per passasjerkilometer har gått ned, har luftfartens samlede utslipp økt. Dette skyldes rask trafikkvekst. Denne veksten er ventet å være større enn potensialet for effektivisering og inkrementelle forbedringer. Med andre ord: Luftfartens samlede utslipp vil øke dersom vi ikke setter i verk virkningsfulle tiltak.
Overgang til bærekraftig biodrivstoff
Å erstatte deler av det fossile drivstoffet med biodrivstoff kan bidra til å redusere utslippene fra luftfarten. Biodrivstoff for bruk i kommersiell luftfart ble sertifisert for ti år siden. Det er lov til å blande inn inntil 50 prosent. Sertifisering av 100 prosent biodrivstoff er mulig, men det er lite påtrykk for dette og grensen på 50 prosent innblanding representerer ikke en barriere.
Når drivstoff til luftfarten skal sertifiseres, er det ikke tilstrekkelig at drivstoffet har de rette spesifikasjonene. Hele produksjonsruten, inkludert teknologien for å fremstille drivstoffet, skal sertifiseres. For annen transport er det tilstrekkelig at drivstoffet har rette spesifikasjoner – som densitet, frysepunkt, energiinnhold osv.
(Artikkelforfatterens innlegg på #Klimafrokost om luftfart og klima.)
For å komme med en folkelig sammenlikning: I korte trekk kan du sammenligne dette med en mobiltelefon. Når du kjøper den, ser du etter visse spesifikasjoner – du slipper å se på alt som har skjedd før mobiltelefonen ble produsert, som fabrikken den ble laget på, produksjonsmetoden som ble brukt og teknologiene som ble benyttet for å lage mobiltelefonen. Ingenting av dette trenger du å forholde deg til når du kjøper en mobiltelefon. Innen luftfart er det derimot mye mer komplisert når du skal kjøpe biodrivstoff – da holder det ikke å bare se på spesifikasjonene. Du må i tillegg sertifisere både fabrikken, produksjonsmetoden og teknologien som tas i bruk for å lage drivstoffet. Vi skal være glad for at det er strenge krav i luftfarten, men det er også fordyrende.
Men det er flere produksjonsmetoder sertifisert i dag og arbeid på gang for sertifisering av flere. Nye produksjonsmetoder kan bli rimeligere enn dagens svært dyre alternativ og vil også kunne bruke flere typer råstoff for å fremstille biodrivstoffet. Husholdningsavfall og avfallsplast kan være eksempler på dette. Per i dag finnes det et initiativ fra Boeing og Neste for sertifisering av innblanding av 10-15 prosent såkalt «green diesel» – der det for eksempel kan benyttes husholdningsavfall og avfallsplast i produksjonen av biodrivstoffet. Men som alt annet i luftfart tar det tid å få sertifisert nye løsninger.
Hovedbarrieren for bruk av bærekraftig biodrivstoff i luftfarten er kostnadene. I dag regner man kostnaden ved bruk av bærekraftig biodrivstoff i luftfart til å være to til fire ganger høyere enn for fossilt drivstoff. I dag produseres biodrivstoff til luftfart på anlegg som ellers driver med biodrivstoff til andre formål. Kvalitetskravene er strenge og produksjon av biodrivstoff til fly krever stopp i ordinær produksjon. Manglende kontinuerlig produksjon er derfor en vesentlig årsak til at biodrivstoff til fly er så dyrt. Siden etterspørselen er lav på grunn av den høye prisen, er det også liten produksjon og begrenset konkurranse. Dette er en klassisk «høna og egget»-problemstilling, og helt typisk for et marked under oppbygging.
En viktig tilleggsfaktor er følgende: Den lave kostnaden for fossilt jetfuel gjør dessverre biodrivstoffproduksjon til luftfart mindre interessant. Prisen på drivstoff til luftfart er betydelig lavere enn den man må betale for å fylle drivstoff i veigående transport. Årsaken til dette er ulik avgiftsstruktur. Sett bort fra CO₂-avgift og utslippskvoter, er avgiftene i luftfart ikke lagt på selve drivstoffet, men på flybevegelser, bruk av lufthavner og på hver enkelt passasjer.
Innen veitransport er det betydelige virkemidler på drivstoff, og kostnadene ved veier er ikke fullfinansiert fra bruken. Markedene er dermed svært ulike når det kommer til avgiftsnivå, dermed er også mulighetene for å lage insentiver temmelig forskjellige. Enhver produsent av biodrivstoff vil derfor fremstille det produktet som gir best fortjeneste. Denne fortjenesten er også grunnlaget for videre investeringer i ny produksjon, teknologiforbedringer og markedsutvikling.
I Norge ble de første flygningene med biodrivstoff gjennomført i 2014. Siden den gang har Avinor, SAS, KLM og Lufthansa hatt et prosjekt med en liten innblanding i det ordinære tanknettet på Gardermoen. Til nå er det benyttet 1,25 millioner liter. Dette volumet er en dråpe i den store sammenhengen, men det har vært en viktig første dråpe for å berede grunnen for økt bruk. Ordningen er nå utvidet også til Flesland. Dermed er det mulig for flyselskapene å få kjøpt biodrivstoff i Norge, men prisen er som nevnt høy.
Det er stor politisk støtte til tiltak for å gjøre det mer attraktivt å bruke fornybare løsninger i luftfart. Intensjonene er med andre ord gode, men den praktiske gjennomføringen mangler. Stortinget har flere ganger over de siste årene gjort vedtak for å utvikle markedet for biodrivstoff i luftfarten, eksempelvis ved å gi et avgiftsinsentiv slik statsminister Erna Solberg har vist til i budsjettdebattene i Stortinget. Men insentivet har aldri blitt tatt i bruk, dette begrunnes med henvisning til internasjonale luftfartsavtaler.
Per nå er det to aktuelle prosesser; et vedtatt omsetningskrav på 1 prosent fra 1.1.2019 og planen om et CO₂-fond for næringslivets transporter – der luftfart kan inngå. I tillegg har flere partier pekt på at de ønsker en mer treffsikker flypassasjeravgift som gir større utslippsreduksjoner. Dette er et virkemiddel som lett kunne vært utformet for å øke bruken av fornybare løsninger.
Forslaget om et omsetningskrav for biodrivstoff i luftfarten på 1 prosent vil komme på høring senere i år. Avhengig av både utforming og omfang/volum samt dagens kostnader for biodrivstoff til luftfart vil dette kunne gi en økt kostnad for luftfarten på opp mot 15 øre/liter.
Bruk av et fond – enten som del av næringslivets CO₂-fond eller som eget fond – er også et svært aktuelt alternativ. I korte trekk innebærer det at merkostnad for fornybare løsninger dekkes gjennom innbetalte midler til fondet. Fondet finansieres helt eller delvis med nye og/eller eksisterende avgifter. Fondet kan knyttes opp mot bestemte utslippsreduksjoner og gjøre det lettere for en konkurranseutsatt næring å ta i bruk nye løsninger.
Nye teknologiske muligheter, for eksempel elfly
Elfly er i vinden i det offentlige ordskiftet. Norges første elektriske fly – en Pipistrel Alpha Electro – er bestilt av Avinor og Norges luftfartsforbund. Luftens «Buddy», pioneren for elfly i Norge, er et lite toseters fly med nyttevekt på maksimum 180 kilo og oppgitt rekkevidde på 130 kilometer. Flyet kan være på vingene i en time – samt at det har 20 minutters reservekapasitet. Batteriene kan man ta ut og sette inn. Dette er det eneste elflyet som serieproduseres og er til salgs i det åpne markedet, men det er knyttet store forventninger til hva dette representerer begynnelsen på. Det foregår mye FoU-virksomhet hos fly- og motorprodusenter. Avinors konsernsjef, Dag Falk-Petersen, har uttalt at «i 2040 skal all innenriks flytrafikk her i Norge være elektrifisert».
Energitettheten i batterier er avgjørende for utvikling av elektriske løsninger i luftfarten. I dag har de beste Li-ion batteriene opp mot 300 Wh/kg, mens energitettheten i flytende drivstoff er 40 ganger større.
Tempoet i utviklingen innen batteriteknologi avgjør hvor lang tid det vil ta før luftfarten blir elektrifisert. I tillegg er det barrierer knyttet til markedsutvikling, kommersialisering, størrelsen på produksjonsserier (som per nå er altfor små) og også sertifisering. Alt dette må overkommes.
De to hovedsporene som per i dag er mest aktuelle, er helelektriske fly med batterier og hybride varianter med batteri og en rekkeviddeforlenger som drives på jetdrivstoff eller en brenselcelle. Det har blant annet vært gjennomført testflygninger med hydrogen og brenselcelle for fireseters fly.
Viktige drivere for elektriske løsninger utover reduksjon av klimagassutslipp kan være mindre støy ved takeoff, reduserte lokale utslipp, lavere drivstoffkostnader og reduserte krav til rullebanelengder.
Helelektriske fly er i et tidlig stadium, men det er store forventninger til utviklingen. Ut i fra aktørenes ambisjoner synes det realistisk å ha mindre fly på vingene innen 2025. På grunn av sertifiseringsprosesser vil det i første omgang være snakk om fly med opptil 19 seter for kommersiell trafikk. Dette kan vi kanskje forvente i det norske markedet mot 2030. Dette representerer ikke et stort marked for ordinær rutetrafikk, men gitt at kostnadene for flyene er på rett nivå kan det være aktuelt for noe rutetrafikk og for privatfly.
11. november 2014 fløy to fly fra SAS og Norwegian fra Bergen og Trondheim til Gardermoen – med 50 prosent biodrivstoff på tanken. Klima- og miljøminister Tine Sundtoft gratulerte Bergens-ordfører Trude Drevland, Norwegiansjef Bjørn Kjos og Kåre Gunnar Fløystad fra ZERO. – Sertifisering av 100 prosent biodrivstoff er mulig, men det er lite påtrykk for dette, skriver Fløystad i denne artikkelen. (Faksimile fra Agderposten).
Det kan se ut som det er stadiet opp mot 100 seter som vil være det mest aktuelle kommersielle alternativet, og som representerer et modellmarked for flyprodusentselskapene. I dette segmentet finner vi muligens den mest aktuelle erstatteren for mange av flyene på det norske kortbanenettet.
For større fly er hybridsporet høyaktuelt. Dette er en teknologi som vil være med å kutte utslippene betraktelig. Hybridiseringen kan kanskje også forsere innfasingen. De store flyene vil i lang tid ha stort behov for flytende drivstoff, men kan oppnå betydelig effektivisering og reduserte utslipp med hybridisering og bruk av biodrivstoff. Det er også i dette segmentet den største forventede trafikkveksten (og dermed utslippsveksten) er ventet.
Innfasing av elfly vil bety en del endringer for hvordan luftfart drives i praksis; nye krav til infrastruktur for lading samt endret bruk av rullebanekapasitet og drift av luftrommet. Norge har noen særlige fortrinn som kan gjøre det mer aktuelt her enn i andre land. Vi har blant annet «ledig» luftromskapasitet som gjør det enklere med flere (mindre) fly, og offentlig inngripen i kortbanenettet – selv om klima ikke har vært vektet der tidligere.
Norge har allerede arbeidet med utslippsreduserende tiltak i luftfarten over lengre tid, som bruk av biodrivstoff og utslippskutt i driften av flyplassene – her har vi skaffet oss et godt rykte. Mange ser også til Norge som følge av rollen vi har innen elektrifisering av bilparken. Så skal vi heller ikke utelukke at et rikt land som Norge kan være et attraktivt land å dra til for å finansiere en kostnadskrevende utvikling.
Trafikkvekst, teknologi og nye virkemidler
Utviklingen går raskt, og det er stor fare for at det man skriver er utdatert om kort tid. Heldigvis. Til tross for at de samlede utslippene fra norsk luftfart forventes å øke, så er det mye interessant og konstruktivt på gang. Å si at det ikke skjer noe for reduksjon av klimagassutslipp i luftfarten, faller på sin egen urimelighet.
Samspillet mellom tilgjengelig teknologi, utvikling av virkemidler og forståelse for luftfartens utslipp og konkurransesituasjon kan absolutt bli bedre. Ønsket om en verden hvor det er mulig å forflytte mange folk raskt og over store avstander, gjør at arbeidet med løsninger for å redusere utslipp må forsterkes. Vi trenger en løpende diskusjon både om trafikkvekst, om mulig teknologisk utvikling og om hvordan løsningene som er tilgjengelig nå kan tas i bruk.
