lukeaksesi lehdessä julkaistut artikkelit
Kirjaudu jäsentunnuksilla

Lupaavia tuloksia ensimmäisestä tutkimuksesta sataprosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käytöstä lennon aikana matkustajakoneessa

maanantai 29.11.2021
TEKSTI Susanna Sieppi, Neste Oy
KUVAT Airbus, S. Ramadier

Maailman ensimmäinen tutkimus, jossa lennon aikana käytetään sataprosenttista uusiutuvaa lentopolttoainetta kaupallisen lentokoneen molemmissa moottoreissa, on tuottanut lupaavia alustavia tuloksia.

 

ECLIF3-tutkimuksessa (Emission and Climate Impact of Alternative Fuels) ovat mukana eurooppalainen ilmailualan yritys Airbus, lentokoneiden moottoreita valmistava brittiläinen Rolls-Royce, saksalainen DLR-tutkimuskeskus ja uusiutuvaa lentopolttoainetta valmistava Neste. Tässä tutkimuksessa sataprosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen päästöjä mitataan ensimmäisen kerran samanaikaisesti kaupallisen matkustajakoneen molemmista moottoreista. Tutkimuksessa käytetään Airbusin A350-lentokonetta, jossa on Rolls-Roycen valmistamat Trent XWB -moottorit.

 

Lennon aikana tehtävät päästötestit ja niihin liittyvät maakokeet ECLIF3-ohjelmassa aloitettiin aiemmin tänä vuonna ja niitä on jatkettu hiljattain. Tutkimusta tekee monialainen työryhmä, jossa on mukana tutkijoita myös Kanadan kansallisesta tutkimusneuvostosta (National Research Council) ja Manchesterin yliopistosta. Työryhmä aikoo julkaista tuloksensa tieteellisissä julkaisuissa ensi vuoden lopulla ja vuonna 2023.

 

Tutkimuksen tulokset tukevat Airbusin ja Rolls-Roycen pyrkimyksiä varmistaa ilmailualan valmius uusiutuvan lentopolttoaineen laajamittaiseen käyttöön hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi. Lentokoneissa saadaan tällä hetkellä käyttää seosta, jossa on perinteisen lentopolttoaineen lisäksi enintään 50 prosenttia uusiutuvaa lentopolttoainetta, mutta molemmat yhtiöt tukevat sataprosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen sertifiointia lentoliikenteen käyttöä varten.

 

Huhtikuussa 2021 A350-lentokone teki Välimeren yllä kolme lentoa, joiden aikana sitä seurasi DLR Falcon -lentokone. Testeissä verrattiin sekä kerosiinin että Nesteen vetykäsitellyistä estereistä ja rasvahapoista (HEFA, ”hydroprocessed esters and fatty acids”) tuotetun uusiutuvan polttoaineen päästöjä. Tutkimusryhmä toteutti myös määräysten mukaisuutta koskevia testejä sataprosenttisesti uusiutuvalla lentopolttoaineella. Näiden ensimmäisten lentotestien aikana ei ilmennyt toiminnallisia ongelmia.

 

Sataprosenttisesti uusiutuvan lentopolttoaineen ja HEFA/Jet A-1 -polttoainesekoitteen päästöjä mittaavat lentotestit jatkuivat tässä kuussa. Samalla maassa tehtiin päästöjä koskevia testejä, joissa mitattiin uusiutuvan lentopolttoaineen hyödyllisiä vaikutuksia paikalliseen ilmanlaatuun. Tutkimusryhmä havaitsi, että uusiutuvasta lentopolttoaineesta vapautuu vähemmän hiukkasia kuin perinteisestä kerosiinista kaikissa moottorin toimintaolosuhteissa. Tämä viittaa mahdollisuuteen parantaa ilmanlaatua lentoasemien ympäristössä ja pienentää ilmastovaikutuksia.

 

Lisäksi uusiutuvalla lentopolttoaineella on matalampi tiheys mutta korkeampi energiapitoisuus yhtä polttoainekilogrammaa kohti verrattuna perinteiseen kerosiiniin. Tämä mahdollistaa joitakin etuja lentokoneen polttoainetehokkuudessa, koska polttoainetta kuluu ja polttoainemassaa tarvitaan vähemmän samojen tehtävien hoitamiseksi. Työryhmä jatkaa tulosten tarkempaa analyysia.

 

–Uusiutuvaa lentopolttoainetta pidetään laajalti välttämättömänä ratkaisuna ilmailualan ilmastovaikutusten pienentämiseksi sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä, sanoo Nesteen Renewable Aviation -yksikön Euroopan johtaja Jonathan Wood.

 

–Tässä hankkeessa selvitetään uusiutuvan lentopolttoaineen mittavia hyötyjä fossiiliseen lentopolttoaineeseen verrattuna. Hankkeen tuottamat tiedot tukevat uusiutuvan lentopolttoaineen käyttöä suuremmilla kuin 50 prosentin pitoisuuksilla sekä selventävät uusiutuvan lentopolttoaineen käytön lisähyötyjä.

 

–Moottoreita ja polttoainejärjestelmiä voidaan testata maassa, mutta vain lennoilla todellisissa olosuhteissa voidaan kerätä kaikki päästötiedot, joita tämän ohjelman onnistuminen edellyttää, sanoo Airbusin New Energy -ohjelman johtaja Steven Le Moing.

 

–A350-lentokoneella testaamisessa on hyötynä se, että lennon aikana voidaan määrittää moottorin suorat ja epäsuorat päästöt mukaan lukien hiukkaset lentokoneen takaa suurissa lentokorkeuksissa.

 

–Tämä tutkimus täydentää kokeita, joita olemme jo tehneet moottoreillamme maassa ja ilmassa, sanoo Rolls-Roycen siviili-ilmailun tuotekehitys- ja teknologiajohtaja Simon Burr.

 

–Emme ole löytäneet mitään teknistä estettä sataprosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käytölle moottoreissamme. Jos todella haluamme vähentää pitkän matkan lentoliikenteen hiilidioksidipäästöjä, sataprosenttinen uusiutuva lentopolttoaine on ratkaisevan tärkeä tekijä, jonka sertifiointia ja käyttöönottoa tuemme.

 

DLR Falcon -seuraajalentokoneessa on useita antureita, jotka mittaavat A350-lentokoneen päästöjä lentokorkeudessa vain 100 metrin etäisyydeltä tieteellistä analyysiä varten.

 

–Uusiutuvalla lentopolttoaineella on osoitettu olevan huomattavasti pienempi hiilijalanjälki elinkaarensa aikana kuin perinteisellä lentopolttoaineella, ja nyt näemme sen hyödyt myös muiden kuin hiilidioksidivaikutusten vähentämisessä, sanoo DLR-tutkimuskeskuksen ilmailualan johtoryhmän jäsen Markus Fischer.

 

–Tämän kaltaiset kokeet lisäävät ymmärrystämme sataprosenttisesta uusiutuvasta lentopolttoaineesta ja sen käytöstä lennoilla. Näemme myönteisiä merkkejä sen mahdollisuuksista ilmastonmuutoksen hillitsemisessä. Odotamme innolla pääsevämme tutkimaan ECLIF3-lentojen toisen sarjan tietoja. Lentoja jatkettiin seurantalennolla Välimeren yläpuolella aiemmin tässä kuussa.

 

DLR toteutti vuonna 2015 ECLIF1-ohjelman, jossa tutkittiin vaihtoehtoisia polttoaineita sen Falcon- ja A320 ATRA -tutkimuslentokoneilla. Nämä tutkimukset jatkuivat vuonna 2018 ECLIF2-ohjelmalla. Siinä A320 ATRA -lentokoneessa käytettiin seosta, jossa oli tavallista lentopolttoainetta ja enintään 50 prosenttia HEFA-tekniikalla tuotettua uusiutuvaa polttoainetta. Tutkimus osoitti, että enintään 50 prosenttia uusiutuvaa lentopolttoainetta sisältävillä seoksilla on päästöjä vähentävä vaikutus. Sen tulokset myös tukivat sataprosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käyttöä koelennoilla ECLIF3-ohjelmassa.