Lentokoneiden vihreän siirtymän nousukiito vaatii pitkän kiitotien

Energiankysynnän kasvaessa myös ja erityisesti lentokoneteknologian on mentävä vahvasti ympäristöystävällisempään suuntaan. Fossiiliset polttoaineet voivat olla hyvänä tukena kehityksen rinnalla vielä kauankin, mutta lähestymismerkkien on oltava uusiutuvan energian kiitotiellä. On myös tiedostettava, mitä päästöille voidaan tehdä juuri nyt.

Vihreän siirtymän osalta, kuten muutenkin, on täysin eri asia kehittää lentokoneita kuin lentokenttiä. Lentokenttä on paikallaan pysyvä kiinteistötekninen rakenne. Lentokone puolestaan on liikkuva, yksi maailman tarkimmin varmennetuista teknisistä hyödykkeistä. Kun lentokentän kohdalla vähähiilisyyden jonkinlaisena haasteena esimerkiksi on energian varastointi, on se lentokoneiden kohdalla todellinen ongelma.

Lentokentät saadaan vähäpäästöisiksi tai jopa lähes päästöttömiksi jo pelkästään aurinkoenergialla, mutta sama uusiutuvan energian lähde ei toimi ilma-alusten kohdalla kuin vain auttavasti. Lentokoneet hyötyvät tulevaisuudessa aurinkosähköstä todennäköisesti merkittävimmin lähinnä koneiden polttoaineena käytettävän vedyn tuottamisen osalta. Ilman aurinkoenergiaa vedyn valmistaminen olisi nopeasti kaikkea muuta kuin vähähiilistä.

Vihreässä siirtymässä juuri lentokoneiden onkin pysyttävä ylittämään ennen näkemättömän korkeita esteitä. Näitä ovat muun muassa paino- ja tilakysymykset, aerodynamiikka, eri teknologioiden yhteensopivuudet, koelento-ohjelmat ja viranomaishyväksynnät. Luonnollisesti myös lentokentille on lähivuosina tulossa omat haasteensa uusiutuvilla energiavaihtoehdoilla toimivien lentokoneiden huolto-, korjaus- ja energialogistiikkatoiminnoista.

Ilmailussa kaikki muutokset tapahtuvat hitaasti, koska kysymys on aina äärimmilleen viedystä ja säännellystä ilmailuturvallisuudesta. Uusi lentokonetyyppi, tai jo pelkästään muuttuva tyyppihyväksytyn ilma-aluksen rakenneratkaisu vaatii hyvin tarkan koelento- ja sertifiointiohjelman läpikäymisen. Vihreä siirtymä on lentokoneille todellinen vihreä jättiläinen.

Vihreä taivas aukenee lentokoneille asteittain

Joidenkin asiantuntija-arvioiden mukaan vuoteen 2030 mennessä käytössä ovat 19-paikkaiset sähkökäyttöiset matkustajalentokoneet. Suuremmat eli esimerkiksi 46-paikkaiset versiot ilmestyvät taivaalle noin viisi vuotta myöhemmin. 2040-luvulla nähdään jo yksittäisiä matkustajalentoreittejä, joita lennetään täysin hiilineutraalisti. Mutta vasta noin vuonna 2050 nähdään pitkän toimintamatkan vetypolttokennolentokoneita, tai muilla energiantuottotavoilla hiilineutraalisti toimivia suuren kokoluokan matkustajalentokoneita.

Aika ennen vuotta 2050 on siis siirtymä- ja hybridiaikaa, jolloin erilaisten välivaiheiden kautta koko ilmailun ekosysteemi saadaan hiilineutraaliksi. Ennen täydellistä päästöttömyyttä välitavoitteena on vähentää hiilidioksidipäästöjä 55 % nykyisestä tasosta vuoteen 2035 mennessä.

Päästöttömyys ei kuitenkaan lukuisien haasteiden takia etene tarkkojen vuosilukujen mukaan. Pessimistisimmät arvioit puhuvatkin nollapäästöisyyden olevan mahdollista lentokoneiden kohdalla vasta kymmeniä vuosia nyt asetettujen tavoitteiden jälkeen.

Maailman johtavilla lentokonevalmistajilla eri näkemykset tulevasta

Yhdysvaltalainen Boeing ja hollantilais-ranskalainen Airbus kulkevat tulevaisuuden lentokoneidensa energiaratkaisuissa lähes täysin eri teitä. Airbusin ZEROe-tavoite on tuoda vuonna 2035 markkinoille maailman ensimmäinen vetykäyttöinen kaupalliseen tarkoitukseen sopiva lentokone. Sen on kuitenkin arvioitu olevan huomattavasti pienikokoisempi kuin Airbusin vetylaboratorionaan parhaillaan käyttämä laajarunkoinen A380 MSN 1. Airbus on tosin ilmoittanut tekevänsä juuri A380-vetylentokoneellaan ensilennon jo vuonna 2026, vaikkakin sen onnistuminen vaatii vielä runsaasti maassa tapahtuvaa testausta.

Boeing sen sijaan on kohdistanut nykykehityksensä ja markkinastrategiansa suoremmin SAF- eli Sustainable Aviation Fuel -polttoaineteknologian käyttöön ilma-aluksissa. Kysymys on jopa 80 % hiilidioksidipäästöjä alentavista polttoaineista verrattuna fossiilisiin polttoaineisiin. Tällä hetkellä Neste on maailman johtava SAF-polttoaineiden valmistaja. Myös Boeing on kehittänyt ja testannut lentokoneissaan erilaisia vetykäyttöratkaisuja jo lähes 2000-luvun alusta saakka, mutta korjannut tämän jälkeen ohjaussuuntaansa. Airbus on puolestaan testannut SAF-polttoaineratkaisuja, mutta pitää fokuksensa tiukasti vedyssä.

Itse vetylentokoneen lisäksi Airbus joutuu rakentamaan vedyn tuottamiseen ja toimittamiseen tarvittavan ekosysteemin. Arvokkaaksi Airbusin tekemän työn tekee se, että siitä hyötyvät ilmailun lisäksi myös muut toimijat. Tällaisia ovat esimerkiksi lentokenttää ympäröivä kaupunki ja liikenneinfrastruktuuri.

Toisaalta tämä juuri on yksi syy, miksi Boeing ei ole edennyt vedyn osalta. Nestemäisen vedyn kuljettaminen lentokentille vaatisi erittäin paljon raskasta tieliikennettä, minkä Boeing näkee potentiaalisena miinakenttänä. Jo yhden pienen kokoluokan potkuriturbiinilentokoneen on arvioitu kuluttavan 1,4 tonnia nestemäistä vetyä yhdellä 1 500 km lennolla.

Kestävä kehitys vaatii periksiantamattomat tekijänsä

Hieman kärjistäen tämänhetkistä uusiutuvan energian kilpailutilannetta lentokoneteollisuudessa – varsinkin johtavien lentokonejättien kohdalla – voisikin verrata sähköenergiaratkaisujen valtataisteluun vaihto- ja tasasähkön välillä 1800-luvulla. Kun Thomas Edison uskoi tasasähköön, vannoi hänen oma oppipoikansa Nikola Tesla vaihtosähkön nimeen, ja sai potkut Edisonin tutkimuslaboratoriosta. Molemmat sähköjärjestelmät kuitenkin omalla tavallaan voittivat ja jäivät lopulliseen käyttöön. Nyt kumpikin tuolloisista innovaatioista on erityisesti sähkölentokoneiden toiminnan edellytys, mutta myös esimerkiksi vedyn vihreän tuottamisen.

Lentokoneiden energiakäytön tulevaisuuden ennustamisen sijaan tärkeämpää onkin pystyä tekemään konkreettisia päästöjenalennustoimia jo tässä hetkessä. Tämä on myös yksi Boeingin lähtökohdista SAF-polttoainestrategiassaan. Jos tavoitteena yksiselitteisesti on alentaa hiilidioksidipäästöjä nopeasti, on käytettävä polttoaineita, jotka alentavat nyt ja lähitulevaisuudessa varmuudella taivaalla lentävien lentokoneiden päästöjä.

Lentämisestä ei myöskään tule tehdä asiaa, jota pitäisi lähtökohtaisesti ryhtyä välttelemään negatiivisten mielipiteiden takia. Ilmailun osalta erittäin kalliin vihreän siirtymän suunnittelevat ja maksavat kuitenkin juuri suuret lentokonevalmistajat itse.

Ilmailualalla aktiiviset ilmastotoimet ovat jo käynnissä, ja kaiken keskiössä sekä edellytyksenä on pitää lentokoneala hyvin toimintakuntoisena. Muutokset positiiviseen eivät tapahdu Mannerheimin- tai kiitotiellä istumalla. Eikä ihmisille voida kertoa, että on yksi teknologia mikä ratkaisee kaiken.