Maailman ensimmäinen lennonaikainen tutkimus 100-prosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käytöstä kaupallisessa matkustajakoneessa: muutkin kuin hiilidioksidipäästöt vähenevät merkittävästi

Neste Oyj, Lehdistötiedote, 6.6.2024 klo 16.30



Kuva: Airbus A350 ja DLR Falcon koelennolla. Lähde: Airbus, S.Ramadier

• 100-prosenttista uusiutuvaa lentopolttoainetta käyttävän A350-koneen lennonaikaiset mittaukset osoittavat, että nokihiukkaspäästöt ja tiivistymisvanan jääkiteiden muodostuminen vähenevät merkittävästi tavanomaisen lentopolttoaineen käyttöön verrattuna
• Maailmanlaajuisiin mallisimulaatioihin perustuvan arvion mukaan 100-prosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käyttö pienentää tiivistymisvanojen aiheuttamia ilmastovaikutuksia 26 prosentilla

Tulokset maailman ensimmäisestä tutkimuksesta, jossa lennon aikana käytetään 100-prosenttista uusiutuvaa lentopolttoainetta kaupallisen lentokoneen molemmissa moottoreissa, osoittavat nokihiukkasten määrän ja tiivistymisvanan jääkiteiden muodostumisen vähentymisen tavanomaisen Jet A-1 -lentopolttoaineen käyttöön verrattuna. 

Tulokset perustuvat Airbusin, Rolls-Roycen, DLR-tutkimuskeskuksen ja uusiutuvaa lentopolttoainetta valmistavan Nesteen tekemään yhteistyöhön ECLIF3-tutkimuksessa. Kyseessä on ensimmäinen tutkimus, jossa on mitattu 100-prosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käytön vaikutusta päästöihin Airbus A350 -koneen molemmissa Rolls-Royce Trent XWB -moottoreissa. Testeihin osallistui myös DLR:n seurantakone.

Tavanomaiseen Jet A-1 -lentopolttoaineeseen verrattuna jääkiteiden määrä kulutetun sekoittamattoman uusiutuvan lentopolttoaineen massaa kohden väheni 56 prosenttia. Tämä voi merkittävästi vähentää tiivistymisvanojen ilmastoa lämmittävää vaikutusta.

DLR:n maailmanlaajuisten ilmastomallisimulaatioiden avulla arvioitiin, kuinka suuren muutoksen eli säteilypakotteen tiivistymisvanat saavat aikaan maapallon ilmakehän energiatasapainossa. Tiivistymisvanojen vaikutuksen arvioitiin pienenevän vähintään 26 prosenttia käytettäessä 100-prosenttista uusiutuvaa lentopolttoainetta verrattuna ECLIF3-tutkimuksessa käytettyyn tavanomaiseen Jet A-1 -lentopolttoaineseen. Tulokset osoittavat, että uusiutuvan lentopolttoaineen käytöllä voidaan pienentää ilmailun ilmastovaikutuksia merkittävästi lyhyellä aikavälillä vähentämällä muun muassa tiivistymisvanoja sen lisäksi, että sen käytöllä voidaan vähentää kasvihuonekaasupäästöjä, kuten hiilidioksidipäästöjä, verrattuna fossiilisen lentopolttoaineen käyttöön polttoaineiden koko elinkaaren ajalta laskettuna.

“Uusiutuva lentopolttoaine on laajalti tunnustettu ratkaisevaksi tekijäksi ilmailualan ilmastovaikutusten pienentämiseksi sekä lyhyellä että pitkällä aikavälillä. ECLIF3-tutkimuksen tulokset vahvistavat, että 100-prosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käytön ilmastovaikutukset ovat huomattavasti tavanomaista lentopolttoainetta pienemmät siksi, että Nesteen uusiutuva lentopolttoaine ei sisällä aromaattisia yhdisteitä. Lisäksi tutkimuksen tieteellinen näyttö tukee uusiutuvan lentopolttoaineen käyttöä tällä hetkellä hyväksyttyä 50 prosentin maksimia suurempina pitoisuuksina”, sanoo Alexander Kueper, Vice President Renewable Aviation Nesteeltä.

“ECLIF3-lentokokeista saadut tulokset osoittavat, että 100-prosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käyttö voi auttaa meitä vähentämään tiivistymisvanojen ilmastoa lämmittävää vaikutusta nopeasti ja huomattavasti sekä pienentämään lentämisen hiilijalanjälkeä. Tämä on selkeä osoitus uusiutuvan lentopolttoaineen tehokkuudesta matkalla kohti ilmastoystävällisempää ilmailua”, sanoo Markus Fischer, Divisional Board Member, Aeronautics, DLR.

“Tiesimme jo aiemmin, että uusiutuvilla lentopolttoaineilla voidaan pienentää lentoliikenteen hiilijalanjälkeä. ECLIF-tutkimusten ansiosta tiedämme nyt, että uusiutuva lentopolttoaine voi myös vähentää nokipäästöjä ja jäähiukkasten muodostumista eli tiivistymisvanoja. Tämä on erittäin rohkaiseva tieteeseen perustuva tulos, joka osoittaa uusiutuvien lentopolttoaineiden merkityksen lentoliikenteen päästöjen vähentämisessä”, sanoo Mark Bentall, Head of Research & Technology Programme, Airbus.

“Uusiutuvan lentopolttoaineen käyttö suurina pitoisuuksina tulee olemaan keskeistä ilmailun nettonollapäästötavoitteiden saavuttamiseksi. Testit osoittavat, että Trent XWB-84 -moottorimme toimii myös 100-prosenttisesti uusiutuvalla lentopolttoaineella. Lisäksi tulokset osoittavat, että uusiutuvasta lentopolttoaineesta voidaan saada lisäarvoa vähentämällä myös muita ilmastovaikutuksia kuin hiilidioksidipäästöjä”, sanoo Alan Newby, Director Research & Technology, Rolls-Royce.

Tutkimusryhmä on raportoinut tuloksistaan Copernicus-julkaisualustan Atmospheric Chemistry & Physics -julkaisussa osana vertaisarvioitua tieteellistä prosessia. Tutkimus on ensimmäinen käytännön todiste ilmastovaikutusten pienentämisestä käyttämällä 100-prosenttisesti uusiutuvaa lentopolttoainetta kaupallisessa matkustajakoneessa. ECLIF3-ohjelmaan osallistuu tutkijoita myös Kanadan kansallisesta tutkimusneuvostosta (National Research Council) ja Manchesterin yliopistosta. Ohjelmassa tehtiin lennon aikaisia päästötestejä ja niihin liittyviä maassa mitattuja testejä vuonna 2021. Lue lisää raportista.

Neste Oyj

Hanna Maula
Viestintä- ja brändijohtaja

Lisätietoja:

Neste: Yhteydenotot Nesteen mediapalveluun, puh. 0800 94025 / media@neste.com (arkisin 8.30–16.00). Voit tilata Nesteen tiedotteita osoitteessa https://www.neste.fi/konserni/medialle/tiedotteet-ja-uutiset/tilaa-tiedotteita.

Airbus: Philippe Gmerek, puh. +33 (0)6 1319 3727, philippe.gmerek@airbus.com tai Heiko Stolzke, puh. +49 151 4615 0714, heiko.stolzke@airbus.com

Rolls Royce: Bill O’Sullivan, puh. +44 796 87 67 172, bill.osullivan@rolls-royce.com

DLR: Falk Dambowsky, puh. +49 2203 601 3959, falk.dambowsky@dlr.de

Neste lyhyesti

Neste (NESTE, Nasdaq Helsinki) hyödyntää innovatiivista, tieteeseen perustuvaa teknologiaa muuttaakseen jätteitä ja muita raaka-aineita uusiutuviksi polttoaineiksi ja kierrätysraaka-aineiksi. Yhtiö tuottaa ratkaisuja ilmastonmuutoksen torjumiseksi ja kiertotalouden vauhdittamiseksi ja auttaa asiakkaitaan vähentämään kasvihuonekaasupäästöjään vähintään 20 miljoonalla tonnilla vuoteen 2030 mennessä. Neste on maailman johtava uusiutuvan lentopolttoaineen ja uusiutuvan dieselin tuottaja sekä uusiutuvien ja kierrätysraaka-aineisiin perustuvien syöttöaineratkaisujen edelläkävijä.

Yhtiön tavoitteena on tehdä Porvoon öljynjalostamosta Euroopan vastuullisin jalostamo. Neste on sitoutunut saavuttamaan hiilineutraalin tuotannon vuoteen 2035 mennessä ja aikoo vähentää myymiensä tuotteiden päästöintensiteettiä 50 prosentilla vuoteen 2040 mennessä. Neste on myös asettanut korkeat tavoitteet luonnon monimuotoisuudelle, ihmisoikeuksille ja toimitusketjulle. Yhtiö on palkittu toistuvasti CDP:n tunnustuksilla ja valittu maailman vastuullisimpien yritysten Global 100 -listalle. Vuonna 2023 Nesteen liikevaihto oli 22,9 miljardia euroa. Lue lisää: neste.fi 

Emission and Climate Impact of Alternative Fuels (ECLIF)

DLR toteutti vuonna 2015 ECLIF1-ohjelman yhteydessä laajoja lentokokeita synteettisten polttoaineiden päästöjen määrittämiseksi. Näitä lentokokeita jatkettiin vuonna 2018 ECLIF2-ohjelmassa yhteistyössä NASA:n kanssa. Kokeissa saatiin selville, että tiivistymisvanojen ilmastovaikutusta voidaan vähentää käyttämällä kerosiinin ja uusiutuvan lentopolttoaineen sekoitusta (50/50). 

ECLIF3-lennot toteutettiin huhtikuussa ja marraskuussa 2021. Näissä lentokokeissa käytettiin 100-prosenttista uusiutuvaa lentopolttoainetta A350-koneessa. Lennoilla tutkittiin, miten tehokkaasti sekoittamattoman 100-prosenttisen uusiutuvan lentopolttoaineen käyttö vähentää jääkiteiden määrää tiivistymisvanoissa. Päästölähteenä käytettiin kaikkien aikojen ensimmäistä Airbus A350-941 -lentokonetta, jossa oli Rolls-Royce Trent XWB-84 -moottorit. Polttoaineena oli HEFA-SPK (uusiutuva lentopolttoaine; HEFA, “hydroprocessed esters and fatty acids”) ja vertailupolttoaineena kaupallinen Jet A-1. DLR:n Falcon 20-E -tutkimuslentokone oli varustettu erilaisilla laitteilla, joilla mitattiin pakokaasuja, haihtuvia ja haihtumattomia aerosolihiukkasia sekä tiivistymisvanojen jäähiukkasia. Falcon nousi ilmaan DLR:n Oberpfaffenhofenin tutkimuskeskuksesta Saksassa, ja Airbus A350-941 aloitti matkansa Toulouse Blagnacin lentoasemalta Ranskassa. Kohtaamispaikat olivat Välimeren ja Etelä-Ranskan yllä. DLR Falcon seurasi Airbus A350-941 -konetta eri etäisyyksillä ja keräsi tietoja sen päästöistä ja tiivistymisvanoista. DLR:n Falcon-seurantakoneella tehtiin useita lentoja, joilla verrattiin tavanomaisen Jet A-1 -polttoaineen ja Nesteen uusiutuvan lentopolttoaineen päästöjä lennon aikana.

Uusiutuvat lentopolttoaineet

Euroopan komission ReFuel EU -aloitteessa uusiutuvat lentopolttoaineet määritellään drop-in-lentopolttoaineiksi (tavanomaisen lentopolttoaineen korvaaviksi polttoaineiksi). Niitä ovat synteettiset lentopolttoaineet; kehittyneet biopolttoaineet, jotka on valmistettu maa- tai metsätalouden tähteistä, levistä, biopohjaisesta jätteestä tai vastaavista raaka-aineista; sekä biopolttoaineet, jotka tuotettu muista “suuren vastuullisuuspotentiaalin omaavista” raaka-aineista (esimerkiksi käytetty paistorasva ja tietyt eläinrasvat), jotka täyttävät EU RED-direktiivin (“Renewable Energy Directive”) vastuullisuudelle ja kasvihuonekaasupäästöille asetetut kriteerit. 

Uusiutuvat lentopolttoaineet tuotetaan tällä hetkellä pääasiassa kasvi- tai jäteperäisistä uusiutuvista raaka-aineista, mutta lähitulevaisuudessa ne voisivat sisältää myös sähköpolttoaineita ja uusiutuvalla energialla tuotettua uusiutuvaa vetyä. Monet näistä uusiutuvista lentopolttoaineista eivät sisällä lainkaan aromaattisia yhdisteitä. Vähemmän aromaatteja polttoaineessa tarkoittaa vähemmän nokea päästöissä ja siten vähemmän jääkiteitä tiivistymisvanoissa. Tämä puolestaan tarkoittaa, että uusiutuvien lentopolttoaineiden käyttö tavanomaisen Jet A-1:n sijaan vähentää lentoliikenteen kahta suurinta ilmastoa lämmittävää vaikutusta: tiivistymisvanoja ja kasvihuonekaasupäästöjä, kuten hiilidioksidia.

Noki, jääkiteet, tiivistymisvanat ja ilmastovaikutukset

Lentokoneiden moottorit tuottavat päästöinä nokihiukkasia ja haihtuvia aerosoleja. Noki toimii erityisesti pienten alijäähtyneiden vesipisaroiden tiivistymisytimenä. Ne jäätyvät välittömästi jääkiteiksi ja näkyvät taivaalla tiivistymisvanoina. Jääkiteet voivat säilyä useita tunteja kylmissä ja kosteissa olosuhteissa noin 8–12 kilometrin korkeudessa. Ne muodostavat pilviä, joita kutsutaan tiivistymisvanoiksi tai untuvapilviksi. Näillä pilvillä voi olla paikallinen lämmittävä tai viilentävä vaikutus, joka vaihtelee auringon sijainnin ja alla olevan pinnan mukaan. Tutkimukset ovat osoittaneet, että lämmittävä vaikutus on maailmanlaajuisesti vallitseva. Näiden pilvien esiintyminen riippuu sääolosuhteista ja vaihtelee siksi merkittävästi ajan ja paikan mukaan. Muutamat tiivistymisvanojen yleisimmät esiintymisalueet aiheuttavat suuren osan lämpenemisvaikutuksesta. Maailmanlaajuiset tutkimukset ovat osoittaneet, että hiilidioksidipäästöjen ohella myös muilla päästöillä, kuten nokipäästöistä aiheutuvilla tiivistymisvanoilla, voi olla merkittäviä vaikutuksia ilmastoon.

Tiivistymisvanat ja niistä syntyvät untuvapilvet pysyvät taivaalla vain muutaman tunnin, joten niiden lämmittävä vaikutus on lyhytaikainen. Tämän vuoksi uusiutuvien lentopolttoaineiden kohdennettu käyttö reiteillä, joilla syntyy pääasiassa lämmittäviä tiivistymisvanoja, on tehokas keino saavuttaa lyhyen aikavälin ilmastohyötyjä. Kasvihuonekaasupäästöjä, kuten hiilidioksidia, voidaan vähentää korvaamalla fossiilinen kerosiini uusiutuvalla lentopolttoaineella. Tällä on myös merkittäviä pitkän aikavälin hyötyjä, sillä hiilidioksidi pysyy ilmakehässä vuosisatoja ja edistää ilmaston lämpenemistä.

Avainsanat: