Zukunft des Fliegens: Die größten Hürden der Treibstoffwende

L’industrie aéronautique travaille déjà dur pour se débarrasser de son image de pécheur climatique. Par exemple, les passagers se voient offrir la perspective de paiements volontaires de compensation de CO2 ou le financement de projets durables pour chaque vol qu’ils effectuent. Le terme “Flygskam” (“honte du vol”), qui a été introduit en Suède en 2017, a néanmoins également prévalu dans les pays germanophones – car la plupart des gens savent déjà que du CO2 est produit en vol. Selon les connaissances scientifiques actuelles, il existe cependant un inconvénient encore plus grave : la formation de traînées de condensation.

« La plupart des vols ont lieu à la transition de la troposphère à la stratosphère, qui se situe à une altitude de onze kilomètres aux latitudes moyennes. C’est économiquement avantageux, mais il y a un inconvénient : lorsque l’on brûle du kérosène, on produit de l’eau, ce qui à cette altitude conduit souvent à la formation de nuages ​​de glace qui deviennent visibles sous forme de traînées de condensation », explique Martin Berens, professeur doté en systèmes aéronautiques à l’Université Université technique de Vienne “Les experts estiment que l’effet de réchauffement des nuages ​​formés par l’aviation est supérieur à celui des émissions de CO2 de l’aviation.”

Portail de la protection du climat/UBA/ORF.at

Difficile de comparer les émissions des voitures et des avions

La part de l’industrie aéronautique dans les émissions de CO2 de l’UE est estimée à « seulement » 3,8 %, ce qui place l’aviation derrière le secteur du transport routier (15 %). Selon Berens, que voler ou conduire une voiture soit plus nocif pour le climat dépend de plusieurs facteurs, tels que l’utilisation de la capacité par voiture ou par avion.

Avec des charges typiques, les émissions de CO2 des avions modernes par passager et par trajet ne sont pas supérieures à celles d’une voiture moderne de milieu de gamme avec un moteur à combustion dans laquelle une seule personne est assise. “Vous ne devriez pas comparer des pommes avec des oranges”, déclare Berens. Bien que l’aviation soit énergivore, elle ne cesse de s’améliorer. Cependant, il ne peut pas suivre les modes de transport plus lents et plus efficaces tels que les trains ou les autocars.

Les carburants d’aviation durables comme lueur d’espoir

Si Berens réussit, la durabilité et le vol pourraient très bien être réconciliés à l’avenir. Il existe déjà des stratégies de solution pour les émissions élevées de CO2 et la formation de traînées de condensation. Étant donné que la formation de vapeur d’eau est également déterminée géographiquement, même de petits changements d’altitude de vol et de routage pourraient aider.

Mais il existe une autre solution qui économise à la fois la vapeur d’eau et le CO2 : les carburants d’aviation durables (SAF), considérés comme l’espoir de l’industrie. Par exemple, ils sont fabriqués à partir d’huile de cuisson usagée et ont un meilleur bilan climatique car les plantes elles-mêmes absorbent le CO2 de l’air. Les SAF à base de déchets ou de graisses sont également déjà utilisés sur une base volontaire par les compagnies aériennes.

Infographie sur la production de biokérosène (SAF)

Qantas/ORF.at

“Avec le SAF drop-in, c’est-à-dire le kérosène produit synthétiquement, la densité des nuages ​​est nettement plus faible, il y a moins de particules de suie et, par conséquent, moins de traînées se forment”, explique Berens. Pour s’assurer que la production de SAF ne concurrence pas la culture de cultures vivrières et qu’une économie circulaire se développe réellement, il est important de se concentrer sur les huiles alimentaires usagées ou les déchets résiduels.

Commission européenne : le mélange SAF devient obligatoire

La Commission européenne s’appuie également sur SAF dans le cadre de son initiative “Fit for 55” afin de décarboner l’aviation à long terme. Dans seulement trois ans, tous les États de l’UE seront obligés de fournir au moins 2 % de SAF. Austrian Airlines (AUA) ajoute du SAF, qui est basé sur l’huile de cuisson usée, au kérosène conventionnel depuis début mars dans le cadre d’une coopération OMV.

De cette manière, selon Anna Pachinger de l’AUA, des émissions de 80 % peuvent être économisées avec les mêmes pipelines, machines et moteurs d’avion. Ce kérosène n’est pas encore totalement neutre en CO2, admet Pachinger, responsable des questions de durabilité chez AUA. C’est pourtant l’un des leviers les plus importants pour s’éloigner progressivement des matières premières fossiles.

Le vol durable coûte cher

Étant donné que l’infrastructure existante peut continuer à être utilisée, ni le pilote ni le passager ne remarquent de différence, résume Pachinger. Le changement n’est perceptible que dans le prix. “Nous volerions 100% SAF du jour au lendemain s’il était disponible et abordable”, déclare Pachinger. Le kérosène alternatif coûte actuellement cinq à neuf fois plus cher que le carburant conventionnel Jet A-1 Fuel – et l’AUA s’appuie sur un paiement de compensation volontaire des passagers pour le financement.

“C’est comme au supermarché – si j’achète de la viande bio, le supermarché ne paie pas le supplément, je le paie moi-même”, explique Pachinger. Mais on espère aussi des instruments de pilotage politique et que les prix se stabilisent à long terme. Avec un mélange de deux pour cent, il faut compter avec un supplément d’environ 50 euros pour un trajet de Vienne à Hambourg. “Les coûts ne sont pas le plus gros problème pour le moment”, déclare Berens, “mais plutôt les quantités disponibles. L’exploitation commerciale d’avions avec 100 % de SAF n’est actuellement pas encore réalisable.”

Jet de passagers en cours de ravitaillement

Reuters/Gary Hershorn

À l’avenir, les avions ne seront plus alimentés exclusivement au kérosène fossile, mais également au kérosène durable

Entièrement neutre en CO2 avec un combustible liquide issu de l’électricité

Le SAF peut être fabriqué de plusieurs façons. Les carburants synthétiques peuvent être produits à partir d’hydrogène et de dioxyde de carbone en utilisant le procédé Fischer-Tropsch, qui nécessite beaucoup d’hydrogène – qui est généralement produit à partir de gaz naturel. L’un des moyens les plus prometteurs de voler complètement neutre en CO2 à l’avenir est l’expansion des processus power-to-liquid. Le kérosène et l’essence artificiels sont produits dans le processus de synthèse en utilisant de l’électricité à partir de l’eau ou de l’énergie éolienne.

“De cette façon, le changement climatique dans l’industrie aéronautique peut réussir”, déclare Berens avec optimisme. Contrairement à d’autres procédés, seules les matières premières qui ne peuvent pas être utilisées à d’autres fins seraient utilisées dans la production de carbone. Cependant, les quantités d’énergie renouvelable nécessaires à ce processus de fabrication sont encore très élevées. “Vous avez besoin d’éoliennes qui fonctionnent dans la gamme des mégawatts ici”, explique Berens.

Infographie sur la production de carburant d'aviation liquide à partir d'électricité

Portail de la protection du climat/ATAG/ORF.at

Des avions électriques plus gros probablement seulement à partir de 2030

Une autre alternative serait l’électrification de l’industrie aéronautique. Les petits avions électriques pour les vols d’entraînement des pilotes existent déjà : le Velis Electro slovène de Pipistrel a reçu l’homologation de type de l’Agence européenne de la sécurité aérienne en 2020 et est également utilisé en Autriche. Et plus tard cette année, l’avion électrique Alice de la compagnie américano-israélienne Eviation transportera jusqu’à neuf passagers.

Cependant, l’électrification des vols commerciaux est difficile en raison de la haute énergie et de la faible densité d’énergie des batteries lithium-ion. “Pour l’instant, tout cela ne se produira que dans le trafic régional”, prédit Pachinger pour AUA. « Dans les prochaines décennies, aucun avion ne pourra relier Vienne à New York. Pour alimenter une machine longue distance, il faudrait des batteries de la taille de plusieurs terrains de football.

L’hydrogène peut aussi être utilisé

L’utilisation de l’hydrogène pourrait aider. Comme pour les voitures, il est déjà prévu d’utiliser des piles à combustible dans lesquelles l’hydrogène et l’hydrogène de l’air sont convertis en électricité, selon Berens. Cela entraîne les moteurs électriques, qui à leur tour entraînent les hélices. “La technologie hydrogène peut encore être intéressante pour les vols moyen-courriers”, explique Berens.

Contrairement au trafic routier, on pense plutôt à l’hydrogène liquide, qui doit être refroidi à moins 250 degrés Celsius. «L’hydrogène liquide cryogénique ne représente qu’un tiers du poids du kérosène à même contenu énergétique. Cependant, les volumes requis pour le stockage sont énormes – quatre fois plus importants qu’avec le kérosène. » Il n’est pas non plus possible de simplement verser le carburant dans les ailes ; des réservoirs spéciaux sont nécessaires.

avion de passagers

Getty Images/iStockphoto/den-belitsky

Les avions ont tendance à devenir de plus en plus gros, donc les faire fonctionner électriquement est un défi

Développer les technologies existantes

Les démonstrateurs qui ont déjà été construits ont déjà montré que la technologie fonctionne en principe – le défi réside maintenant dans la mise à l’échelle. “Airbus est optimiste quant à la commercialisation d’un vol à base d’hydrogène d’ici 2035, mais jusque-là, nous ne pouvons pas rester les bras croisés”, a déclaré Berens. Au cours des prochaines années, il sera important d’étendre les technologies qui existent déjà – telles que l’utilisation accrue des avions à hélices et des SAF.

“Pour des raisons économiques, le développement des avions continuera à rechercher comment voler plus efficacement”, prédit Pachinger. En plus de l’utilisation potentielle de carburant liquide à partir de l’électricité, l’AUA aimerait également commencer par les opérations aériennes elles-mêmes à l’avenir.

« Il faut aborder le problème de tous les côtés et tout mettre en œuvre », est également convaincu Berens. “En passant aux carburants régénératifs, l’avion devient plus cher, c’est pourquoi en Europe, il y a un transfert partiel du trafic vers d’autres modes de transport comme le rail – ce qui n’est pas nécessairement une mauvaise chose.”

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