Josef Kallo

لقد قامت صناعة الطيران، المدعومة من قبل الحكومات العالمية والأهداف البيئية، بتقديم تعهدات طموحة لتحقيق صناعة خالية من الانبعاثات بحلول عام 2050. إذا كان من المقرر تحقيق ذلك، يجب إجراء تغييرات جذرية الآن؛ لأن الهدف يتراجع أكثر مع استمرار ارتفاع انبعاثات الكربون.

اليوم، تمثل صناعة الطيران 2.5 في المئة من الانبعاثات العالمية لثاني أكسيد الكربون، وهي نسبة كبيرة إذا أخذنا في الاعتبار أن 10 في المئة فقط من السكان العالميين يستخدمون السفر الجوي؛ ومن المتوقع أن تزداد هذه النسبة مع جعل الطيران أكثر سهولة.

رغم التعهدات والخطط الجارية، فإن الجهود الحالية لا تزال غير كافية لتحقيق أهداف الطيران المستدام في الأفق المنظور. حتى أحدث تقرير لجامعة كامبريدج ومسرع تأثير الطيران، الذي يحدد خارطة طريق لمدة خمس سنوات للوصول إلى أهداف عام 2030، يغفل عن الاستفادة الكاملة من إمكانات تكنولوجيا الهيدروجين.

معالجة آثار السحب الناتجة عن الطيران

تتمثل إحدى التحديات البيئية الرئيسية التي تثيرها صناعة الطيران في تكوين السحب الناتجة عن الطيران، التي تحدث عندما يختلط الهواء الساخن والرطب الناتج عن عوادم المحركات مع الغلاف الجوي البارد على ارتفاعات عالية. ويؤدي هذا الاختلاط إلى تكوين بلورات ثلجية يمكن أن تستمر كسحب، مما يسهم في تأثيرات الاحترار.

تولد أنظمة الدفع الهيدروجيني-الكهربائي الكهرباء من خلال تفاعل كيميائي كهربائي بين الهيدروجين والأكسجين في خلايا الوقود، مما ينتج عنه الماء فقط كناتج ثانوي. ويُصدر هذا العملية حوالي 90 في المئة من الماء في شكل سائل، بينما تُنتج الـ10 في المئة المتبقية على شكل بخار ماء أبرد. بالمقابل، تحرق محركات الطائرات التقليدية الوقود عند درجات حرارة عالية، مما يؤدي إلى إنتاج غازات عادمة ساخنة تنتج بخار ماء يسهل تكوين السحب الناتجة عن الطيران.

يدعي التقرير السابق أن تقليل تكوين السحب الناتجة عن الطيران من خلال تحسين مسارات الطيران يمكن أن يقلل من تأثير صناعة الطيران على انبعاثات الكربون بنسبة 40 في المئة. ومع ذلك، ينبغي لصناعة الطيران أن تذهب أبعد من ذلك. فبدلاً من مجرد تقليل السحب، يمكن للطائرات الهيدروجينية-الكهربائية تقليل الانبعاثات الضارة مثل ثاني أكسيد الكربون وأكاسيد النيتروجين بالكامل، مما يساعد في التخفيف من آثار الاحترار المرتبطة بهذه الانبعاثات الغازية الدفيئة.

التفكير بشكل أكبر

تعتمد الخطط الخضراء بشكل كبير على زيادة استخدام وقود الطيران المستدام (SAF)، مع أهداف طموحة تهدف إلى رفع نسبته إلى 83% من إجمالي استهلاك الوقود بحلول عام 2050. ومع ذلك، فإن زيادة إنتاج SAF عملية معقدة تتطلب كميات كبيرة من الطاقة وتكلفة عالية، مما يثير تساؤلات حول جدوى الاعتماد عليه بشكل حصري كحل مثالي.

بخلاف ذلك، يمكن أن تحدث التحسينات التشغيلية فرقًا. يمكن أن تؤدي تحسينات إدارة حركة الطيران وكفاءة العمليات إلى تقليل كبير في الانبعاثات، حيث يتم دمج تقنيات مثل الأتمتة وإدارة البيانات الكبيرة لتحسين مسارات الطيران وتقليل استهلاك الوقود.

الهيدروجين: حل قابل للتطبيق

يجب على الصناعة أن تسعى لاستغلال قوة التقنيات الناشئة لإيجاد حل. على سبيل المثال، تمثل أنظمة الدفع الهيدروجيني-الكهربائي نهجًا تحويليًا لتحقيق الطيران الخالي من الانبعاثات. من خلال الجمع بين نظام خلايا الوقود، ونظام تخزين الهيدروجين السائل، ومحرك كهربائي، توفر هذه التقنية فوائد كبيرة.

لا يوجد انتقال سلس، ومن المؤكد أن التحول إلى الطيران المعتمد على الهيدروجين يواجه تحديات في التقدم التكنولوجي وتطوير البنية التحتية على نطاق تجاري. ومع ذلك، فإن الفوائد على المدى الطويل تفوق بكثير الجهد والاستثمار الأولي، مما يؤدي إلى تحول ملموس ودائم في تقليل انبعاثات صناعة الطيران وتحسين جودة الحياة بشكل عام للأجيال القادمة.

تعتمد استدامة الهيدروجين على كيفية استخراجه ومعالجته وتخزينه. وتعد الطريقة الأكثر صداقة للبيئة لإنتاج الهيدروجين هي من خلال التحليل الكهربائي، حيث يتم تقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين باستخدام الكهرباء من مصادر متجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح أو الطاقة المائية. ويضمن نهج “الهيدروجين الأخضر” أن تكون عملية إنتاج الهيدروجين ذات بصمة كربونية منخفضة.

بالمقارنة، تتطلب عملية إنتاج وقود الطيران المستدام (SAF) كميات كبيرة من الطاقة والموارد. فإنتاج SAF من خلال عملية فيشر-تروبش يتطلب مساحات شاسعة من الأراضي الزراعية لإنتاج المحاصيل اللازمة، بينما يتطلب إنتاج SAF من خلال عملية تحويل الطاقة إلى سائل كميات هائلة من الطاقة المتجددة. على النقيض من ذلك، يعتبر الهيدروجين الأخضر خيارًا واعدًا كوقود للطيران، حيث يوفر حلاً أكثر استدامة وكفاءة من حيث التكلفة على المدى الطويل.

في النهاية، يجب النظر إلى الهيدروجين من منظور الاستدامة. فالاتجاه للاستثمار المبكر واعتماده سيوفر حلاً طويل الأمد لمشكلة تتزايد باستمرار. ومن خلال إدراك إمكانياته الآن، يمكن للصناعة أن تتحرك بشكل حاسم نحو سماء أكثر خضرة.

إعداد: وحدة الترجمات بمركز سمت للدراسات
المصدر: The Engineer