Nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), hướng tới trung hòa carbon

Nhiên liệu SAF - Ứng viên sáng giá cho chuyển đổi năng lượng sạch

Nhiên liệu hàng không bền vững (SAF- Sustainable Aviation Fuel) là chủ đề nóng trong ngành lọc dầu và trong ngành hàng không vũ trụ thế giới. Đây là hy vọng có thể thay thế 100% nhiên liệu phản lực gốc dầu mỏ như hiện nay các phương tiện giao thông đang sử dụng, trong đó có ngành hàng không.

Vào ngày 1/12/2021, hãng United Airlines của Hoa Kỳ đã tạo ra bước ngoặc cho ngành hàng không khi thực hiện chuyến bay chở khách đầu tiên sử dụng 100% SAF. Chuyến bay đưa hành khách từ Sân bay quốc tế Chicago O’Hare (ORD) đến Sân bay quốc gia Ronald Reagan Washington (DCA). SAF có thể giảm tới 80% lượng khí thải nhà kính (GHG) trên cơ sở phát thải vòng đời.

Theo Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO), SAF là nhiên liệu thay thế được làm từ nguyên liệu đầu vào không phải dầu mỏ nên giúp giảm lượng khí thải từ vận tải hàng không. SAF có thể được pha trộn ở nhiều mức khác nhau với giới hạn từ 10% đến 50%, tùy thuộc vào đầu vào và cách sản xuất nhiên liệu. Đến nay đã có hơn 360.000 chuyến bay thương mại đã sử dụng SAF tại 46 sân bay khác nhau, chủ yếu là ở Hoa Kỳ và Châu Âu.

Trên toàn thế giới, hàng không chiếm 2% tổng lượng khí thải carbon dioxide (CO2) và 12% tổng lượng khí thải CO2 từ vận tải. Chương trình Bù trừ và Giảm thiểu Carbon của ICAO cho Hàng không Quốc tế (CORSIA) giới hạn lượng khí thải CO2 ròng từ hàng không ở mức năm 2020 đến năm 2035. Ngành hàng không quốc tế đã đặt ra mục tiêu đầy tham vọng là đạt được mức phát thải carbon ròng bằng 0 hay Net Zero vào năm 2050. SAF là cơ hội tốt nhất trong tương lai gần để đạt được các mục tiêu này.

Nhiên liệu sinh học hydrocarbon tái tạo mang lại nhiều lợi ích. Bao gồm: - Khả năng tương thích với động cơ và cơ sở hạ tầng - SAF pha trộn với Jet A thông thường có thể được sử dụng trong máy bay và cơ sở hạ tầng hiện có. - Ít khí thải hơn- So với nhiên liệu phản lực thông thường, SAF 100% có khả năng giảm lượng khí thải nhà kính lên tới 94% tùy thuộc vào lộ trình công nghệ và nguyên liệu đầu vào. - Linh hoạt hơn - SAF là nhiên liệu thay thế cho nhiên liệu phản lực thông thường, cho phép sản xuất nhiều sản phẩm từ nhiều nguyên liệu đầu vào và công nghệ sản xuất khác nhau.

SAF được sản xuất như thế nào?

SAF có thể được sản xuất từ ​​các nguyên liệu tái tạo không phải từ dầu mỏ bao gồm nhưng không giới hạn ở thức ăn và chất thải sân vườn của chất thải rắn đô thị, sinh khối gỗ, chất béo/mỡ/dầu và các nguyên liệu khác. Sản xuất SAF đang trong giai đoạn đầu, với ba nhà sản xuất thương mại được biết đến là hãng World Energy, hãng này bắt đầu sản xuất SAF vào năm 2016 tại cơ sở Paramount, California (Hoa Kỳ ).

Hai là hãng Nestle bắt đầu cung cấp SAF cho Sân bay quốc tế San Francisco vào năm 2020 trước khi mở rộng sang các sân bay khác của California vào năm 2021 và 2022 và ba là hãng Montana Renewables LLC bắt đầu sản xuất hợp tác với Shell tại một nhà máy sản xuất dầu mỏ hiện có vào năm 2023, cung cấp nhiên liệu cho một số hãng hàng không đối tác. Cả ba nhà máy hiện có đều sử dụng con đường este và axit béo đã qua xử lý hydro.

Theo Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA), khoảng 5 triệu gallon SAF đã được tiêu thụ vào năm 2021, 15,84 triệu gallon vào năm 2022 và tăng lên 24,5 triệu gallon vào năm 2023. Dự kiến ​​các nhà máy trong nước mới tại Hoa Kỳ sẽ sử dụng con đường từ cồn sang phản lực với etanol làm nguyên liệu đầu vào. Tiêu chuẩn ASTM D1655 của Hoa Kỳ sẽ được áp dụng dành cho nhiên liệu tuabin hàng không, cho phép đồng xử lý nguyên liệu sinh khối tại nhà máy lọc dầu trong hỗn hợp lên đến 5%. Tất cả các tiêu chuẩn ASTM dùng cho công nghệ sản xuất SAF liên tục được cập nhật để giúp cho việc sản xuất SAF được thuận lợi.

Ví dụ công nghệ Ecofining của Honeywell UOP đã được áp dụng cho sản xuất SAF được sử dụng trong chuyến bay ngày 1 tháng 12 năm 2021 của hãng United Airlines, nó giúp giảm lượng khí thải và cho phép các lựa chọn khử cacbon giá cả phải chăng. Công nghệ Ecofining đáp ứng các quy định về năng lượng tái tạo và có thể được tạo ra từ nguyên liệu đầu vào bền vững, giúp giảm 65-85% lượng khí thải nhà kính so với nhiên liệu máy bay phản lực gốc dầu mỏ. Trên thực tế, hơn 10.000 đơn vị năng lượng phụ trợ (APU) của Honeywell hiện có thể hoạt động với 50% SAF và được chuyển đổi thành 100% SAF trong tương lai.

Quy trình phân phối SAF

SAF phải được pha trộn với Jet A trước khi sử dụng trên máy bay. Nếu SAF được đồng xử lý với Jet A thông thường tại một nhà máy lọc dầu hiện có, nhiên liệu sẽ chảy qua chuỗi cung ứng theo mô hình kinh doanh như thường lệ thông qua đường ống đến các nhà ga và tiếp tục bằng đường ống hoặc xe tải đến sân bay. Dự kiến ​​SAF được sản xuất tại các cơ sở nhiên liệu sinh học sẽ được pha trộn với Jet A tại các nhà ga nhiên liệu hiện có và sau đó được vận chuyển đến sân bay bằng đường ống hoặc xe tải. Nhiên liệu cũng có thể được pha trộn tại nhà ga ngay phía thượng nguồn của sân bay hoặc cách xa hàng nghìn dặm và được vận chuyển bằng đường ống hoặc xà lan đến một nhà ga gần sân bay.

Sẽ không có thay đổi nào đối với hoạt động nhiên liệu tại sân bay, vì các sân bay dự kiến ​​sẽ tiếp tục nhận được nhiên liệu pha trộn trong cùng một đường ống và xe tải như hiện nay. Mặc dù về mặt kỹ thuật có thể pha trộn nhiên liệu tại sân bay, nhưng đây không phải là phương pháp thực tế nhất hoặc tiết kiệm chi phí nhất do cần thêm thiết bị, nhân viên và bảo hiểm. Do các tiêu chuẩn chất lượng nhiên liệu nghiêm ngặt, nên tốt hơn là chứng nhận SAF theo tiêu chuẩn ASTM D1655 phía thượng nguồn của sân bay.

Triển vọng sản xuất và sử dụng nhiên liệu SAF tại Việt Nam

Chuyến bay sử dụng nhiên liệu SAF của hãng hàng không Việt Nam do Petrolimex Aviation tra nạp, cất cánh ngày 17/10 tại Tân Sơn Nhất hạ cánh tại Melbourne (Australia), và sau đó tiếp tục là chuyến đến Seoul (Hàn Quốc). Chuyến bay dùng nhiên liệu SAF là dấu mốc quan trọng đối với toàn ngành hàng không Việt Nam. Thông qua hoạt động này, hãng hàng không Việt Nam đang tìm hướng hợp tác các đơn vị quốc tế để thực hiện hoạt động nghiên cứu, phát triển, cung cấp và sử dụng SAF. Mục tiêu giảm phát thải ròng Net Zero vào năm 2050 như cam kết của Việt Nam tại COP26 và góp phần thực hiện Chiến lược quốc gia về tăng trưởng xanh, các mục tiêu giảm phát thải ròng, bảo vệ môi trường, phát triển bền vững.

Trước đó, Hãng hàng không Việt Nam (Vietnam Airlines) cũng đã thực hiện thành công chuyến bay sử dụng nhiên liệu SAF cho số hiệu bay VN660, hành trình từ Singapore đến Hà Nội vào ngày 27/5. Nhiên liệu SAF của chuyến bay VN660 được cung cấp bởi Neste - nhà sản xuất hàng đầu thế giới về nhiên liệu hàng không bền vững và diesel tái tạo. Vietnam Airlines ghi dấu mốc trở thành hãng hàng không đầu tiên trong lịch sử tại Việt Nam sử dụng nhiên liệu bền vững cho các chuyến bay chở khách thương mại.

Duy Hùng - Theo AHC/AFDC