Havacılığı karbonsuzlaştırma

Dubai, UAE 15 Aralık 2023

Havacılık endüstrisi, bir taşımacılık sektöründen daha fazlasıdır. Toplumları şekillendiren, ekonomileri yönlendiren ve daha sürdürülebilir bir geleceğe olan yolculuğumuzda hayati bir katalizör olma potansiyeline sahip güçlü bir küresel ağdır.

Hava Taşımacılığı Eylem Grubu (ATAG),[1] Birleşmiş Milletler’in 17 Sürdürülebilir Kalkınma Hedefinden (SDG’ler) 15’ine katkısını vurgulayarak bu sektörün çok yönlü etkisinin altını çizmektedir.

Ayrıca dünya çapında toplam 87,7 milyon işi destekleyen ve 11,3 milyon doğrudan iş sağlayan büyük bir küresel istihdam kapısıdır. ATAG rakamlarına göre havacılık, küresel GSYİH’ya 3,5 trilyon ABD doları katkı sağlıyor. Havacılık bir ülke olsaydı, dünyadaki en büyük 17. ekonomi olurdu.[2]

Ancak küresel ekonomiye yapılan bu katkının çevresel bir maliyeti var: Havacılık, küresel sera gazı (GHG) emisyonlarının yaklaşık %2’sinden ve enerjiyle ilgili CO₂ emisyonlarının %2,5’inden sorumludur; bu da 2018’de yaklaşık 1 milyar ton CO₂ anlamına gelmektedir.[3] Bu rakamlar karayolu taşımacılığı (Sera Gazlarının %11,9’u) veya hayvancılıkla (%5,8) karşılaştırıldığında daha az önemli gibi görünse de bu emisyonların etkileri havacılık sektöründe orantısız bir şekilde büyütülmektedir.

Uçuşun etkileri yakıtın yanmasının ötesine geçiyor. Uçaklar atmosferdeki çeşitli gazların ve kirleticilerin konsantrasyonunu değiştirerek kısa ve uzun süreli ozon seviyelerini etkiler, metanı azaltır ve su buharı, kurum, sülfür aerosolleri ve uçak izi (yoğuşma izleri) üretir. Bu etkilerin bazıları soğumaya neden olsa da genel sonuç ısınma etkisiyle sonuçlanır. Sonuç olarak, havacılık sektörünün küresel ısınmanın %3,5’inden sorumlu olduğuna inanılmaktadır.

Karşılaştığımız zorluk, havacılıkta dünya ekonomisine yapılan katkıyı korurken aynı zamanda bertaraf edilmese de küresel ısınmaya katkısını da azaltmaktır.

Bu zorluğu aşmaya kendini adamak

ICAO Havacılık sektörü bu sorunları zaten biliyor ve bu zorluğu aşmaya hazır.

Ekim 2022’de, sektör Uluslararası Sivil Havacılık Örgütü’nün (ICAO) 41. Kurulunda 2050 yılına kadar net sıfır CO₂ emisyonuna ulaşmayı taahhüt etti.

Bu adımın ardından, uzman BM kuruluşu olan ICAO’nun çığır açan bir çalışma olarak Uluslararası Havacılık için Karbon Dengeleme ve Azaltma Planı (CORSIA)[4] 2016 yılında uygulamaya geçti. Buna göre, bir hava yolu şirketi referans değerleri aşan emisyonlarını telafi etmek için toplam sektör emisyonlarından payına göre karbon kredisi satın almak zorundadır.

2023’ün sonuna kadar devam eden pilot aşamada referans değer 2019’daki[5] endüstri emisyonlarıdır ve ardından 2024’ten itibaren referans değerler 2019’daki emisyonların %85’ine düşürülecektir. Eleştirmenler, bu hava yolu şirketlerinin ABD’de büyük oranda sübvanse edilen ve atık pişirme yağından az miktarda üretilen sürdürülebilir havacılık yakıtı (SAF) kullanarak karbon kredisi almaktan kaçınabileceğini belirtti.

Ama bu eleştirmenler önemli bir noktayı kaçırıyor: CORSIA, tek bir endüstri sektörü olarak iklim değişikliği alanında küresel pazar tabanlı bir tedbiri ilk kez kabul eden kuruluş oldu.

Sıkılaşan yasal düzenlemeler

Küresel düzeyde ilerlemeyi takdir etmek, ülkelerin ve derneklerin yapabileceği bireysel katkıyı göz ardı etmek anlamına gelmemelidir. Örneğin Avrupa Birliği (AB), 2022 yılında havacılık sektörünü Emisyon Ticareti Programına (ETS) dahil etti. Hava yolu şirketlerinin karbon emisyonları için ödeme yapmaktan kaçınmasını sağlayan ücretsiz ödenekler, Avrupa Komisyonu’nun orijinal teklifinde öngörülenden bir yıl önce 2026 yılına kadar aşamalı olarak kaldırılacaktır. 2024 için ücretsiz tahsislerde %25 ve 2025 için %50 azalma planlanmaktadır.

CORSIA’nın eleştirileri, karbon kredilerinin AB planında CORSIA kapsamında verilenlerden çok daha pahalı olduğunu ve CORSIA kapsamında ton başına 3 ABD Doları yerine yaklaşık 90 Euro’ya (96 ABD Doları) mal olduğunu belirtmektedir. Ancak AB planı, ticaretle ilgili endişeler nedeniyle sınırlıdır,[6] CORSIA ise dünyanın büyük bir kısmını kapsamakta (grafiğe bakın) ve genişlemektedir. Britanya ve İsviçre dahildir, ancak bloğun dışındaki diğer ülkelere yapılan uçuşlar muaf tutulacaktır. Bu, çoğunlukla 2012 yılında Çin’in Avrupalı bir firma olan Airbus’tan uçak satın almayı durdurmakla tehdit ettiği ve AB’nin tüm uçuşların bu plana katılmasını zorunlu kılması durumunda Amerika’nın plana uymamakla tehdit ettiği bir duruşun sonucudur.

CORSIA kapsamı

Corsia Coverage

Bundan çıkarılacak ders, havacılık endüstrisinin kendisinin yönettiği girişimlerin coğrafi temelli planlardan ziyade yaygın olarak benimsenme ihtimalinin daha yüksek olması olabilir. Yine de sektörün bu dönüşümün önemli unsurlarını kontrol altında tutma kapasitesi sınırlıdır. İster yakıt üretimi, ister uçak üretimi, ister havaalanlarının ve hava trafiğinin yönetimi olsun, her bileşen karmaşık havacılık operasyonları ağı içindeki ayrı kuruluşlar tarafından kontrol edilmektedir. Tüm bu farklı unsurlar arasında tutarlı bir anlaşma olmadan, karbonsuzlaştırma önemli ölçüde daha zorlayıcı olacaktır; havacılık endüstrisi ve bireysel aktörler ancak gerçek bir işbirliği mümkün olduğunda gerçek bir fark yaratmak için ölçeğin ve sinerjinin avantajlarından faydalanabilir.

Bu alandaki emareler cesaret vericidir. Son birkaç on yılda gözlemlenen havacılık emisyonlarındaki yavaş büyüme, havacılığın verimliliğindeki önemli gelişmelere işaret ediyor. Esasında havacılık sektöründe verimliliğin bir ölçüsü olan ve 2018 yılında yaklaşık 125 grama düşen kilometre başına salınan CO₂miktarı, 1950 yılında yirmi kat ve 1960 yılında on bir kat daha fazlaydı.

Geçen yarım yüzyıl boyunca verimlilikteki atılımlar, uçaklardaki teknoloji ve tasarım geliştirmelerine, uçuş başına daha fazla yolcu taşıyan daha büyük uçak boyutlarına ve sunulan koltuk kilometresi (ASK) yüzdesi olan artan “yolcu yük faktörlerine” bağlıdır. Daha basit bir ifadeyle, bugünkü uçuşlar eskisine kıyasla daha çok insan taşıyor.

Emisyon hedefleri

Havacılık değer zincirindeki birçok şirket, çeşitli çevresel hedefler için söz verdi. Bunlar, taahhütlerden emisyon azaltma hedeflerine[7] ve sürdürülebilir havacılık yakıtlarının (SAF) benimsenmesine ve sürdürülebilirlik odaklı koalisyonlara üyeliğe kadar uzanır.

Önemli bir örnek, havacılık endüstrisinin çevresel hedeflerini Paris Anlaşmasının net sıfır hedefleriyle uyumlu tutmada kritik bir role sahip olan Bilime Dayalı Hedefler girişimidir (SBTi).

SBTi, dört etkili sivil toplum kuruluşunu içeren ortak bir çabadır: Karbon Saydamlık Projesi (CDP), Birleşmiş Milletler Küresel İlkeler Sözleşmesi, Dünya Kaynakları Enstitüsü (WRI) ve Dünya Doğa Vahşi Yaşam Fonu (WWF).

Misyonu, 2050 yılına kadar net sıfır emisyona ulaşmak için kurumsal emisyon azaltma hedeflerini bilimsel mutabakatla uyumlu hale getirmektir. SBTi, havacılık sektörüne 1,5°C ara hedefi için yol gösterdi[8]. Bu, hava yolu şirketleri için iddialı emisyon azaltma hedefleri ortaya koymakta ve kilometre başına ton (RTK) CO₂ miktarını 2019 seviyelerine kıyasla 2030 yılına kadar %30’dan fazla ve 2035 yılına kadar %50’den fazla azaltmayı talep etmektedir. Bu, Uluslararası Enerji Ajansı Net Sıfır Emisyon yolu tarafından belirlenen hedeflerle yakından uyumludur.

Şu anda, 25 hava yolu bilime dayalı hedefler[9] belirlemeyi taahhüt etmiş veya zaten belirlemiştir, ancak bunlar ağırlıklı olarak Amerika ve Avrupa’da bulunmaktadır. Küresel yolcu trafiğinin %30’undan fazlasını temsil eden bu grubun taahhüdü, sektördeki sürdürülebilir uygulamalara yönelik önemli bir değişime işaret ediyor. Aynı zamanda, küresel değer havuzunun yaklaşık %20’sini oluşturan havacılık ve savunma şirketleri de hedeflerini bu bilime dayalı hedefler ile uyumlu hale getirme sözü verdi.

Verimliliğe odaklanılıyor

Tartışmaların çoğu CO₂ emisyonlarını yakıt noktasında kesme, havacılık yakıtını SAF ile değiştirme veya uçaklara akü veya hidrojen ile güç vermeye odaklanıyor. Ancak, paydaşlar işbirliği yapmaya hazır olduklarında son derece etkili olabilecek başka önlemler de var. Örneğin, bir McKinsey analizine göre, taşıyıcılar 2005 ve 2019 yılları arasında (COVID-19 öncesi) yolcu-kilometre başına yakıt tüketimini yaklaşık %39 azalttılar; bu da filo yenileme, yük faktörü, koltuk yoğunluğu ve yakıt verimliliği programları aracılığıyla yılda yaklaşık %3,4[10] oranında bir bileşik büyüme oranı anlamına geliyor.

Halihazırda hava trafiği kontrol altyapısını modernize ederek emisyonları azaltacak iki büyük girişim var: ABD’deki NextGen ve Single European Sky [11] programı. Amerika Birleşik Devletleri Federal Havacılık İdaresi tarafından denetlenen NextGen[12], yakıt tasarrufu sağlayan daha kısa, daha kesin uçuş yollarını seçmek için ‘Performansa Dayalı Seyrüsefer’i piyasaya sunacak. AB programı ise AB ortak hava sahası ile çoğu yolculuğa ekstra 49 kilometre ekleyen ulusal sınırları kaldırıyor.

Willie Walsh, Genel Müdür, IATA şöyle söyledi:

“Single European Sky aracılığıyla Avrupa’da CO₂’yi %10 ila %12 oranında azaltabilirsiniz ve bu bir gecede yapılabilir. Teknolojiye yatırım yapmanıza gerek yok.

En verimli rotalarda uçmak için gerekli teknoloji zaten uçaklarımızda var.”

Uçakta inovasyon

Hava yollarının karbon ayak izlerini azaltmalarının bir diğer yolu da filolarını daha sık daha yeni, daha verimli uçaklarla güncellemektir. Bu yaklaşım, özellikle sürdürülebilir havacılık yakıtı kullanma yükümlülükleri veya kerosen üzerindeki vergiler gibi gelecekteki olası düzenlemeleri göz önünde bulundururken, emisyon seviyelerini düşük ve hatta negatif bir maliyetle düşürebilir.

Hava yolları, günümüzde mevcut olan uçak modelleri ile filolarının mevcut durumuna bağlı olarak karbon emisyonlarını %15 ila %20 oranında azaltabilir. Önümüzdeki 10 yıl içinde önemli sayıda eski uçak, Airbus A320neo ve Boeing 777-X ailesi gibi çevre dostu yeni nesil modellerle değiştirilecek. Örneğin, A320neo[13] şu anda yakıt kullanımında ve karbon emisyonlarında %20 azalma sunan kendi boyutunda yakıt açısından en verimli uçakken, Boeing 777X[14] hem yakıt tüketimini hem de karbon emisyonlarını %10 azaltmayı vaat ediyor.

Daha yeşil yakıtlar

Uluslararası Hava Taşımacılığı Birliği’ne (IATA) göre, havacılık yakıtından kaynaklanan emisyonların ortadan kaldırılması, sektörden kaynaklanan karbon emisyonlarında %65’lik bir azalmaya katkıda bulunacaktır[15].

SAF’ları kullanarak mümkün olsa bu, 2050 yılına kadar net sıfır emisyona ulaşmanın en basit yolu olurdu. SAF’lar, uçak tasarımı veya havaalanı altyapısı değiştirilmeden mevcut yakıt sistemlerine entegre edilebilir ve geleneksel fosil bazlı jet yakıtıyla karşılaştırıldığında, havacılık yaşam döngüsü emisyonlarını, mevcut durumda olduğu gibi geleneksel jet yakıtı ile harmanlanmak yerine, tek yakıt olmaları halinde %80’e[16] kadar azaltabilir.

ICAO tarafından tanımlandığı gibi SAF’lar, sürdürülebilirlik kriterlerine uyan yenilenebilir veya atıktan elde edilen yakıtlardır; ancak son AB mevzuatının da gösterdiği gibi, SAF’ın tanımı çok önemlidir. 2025’ten itibaren bir AB havaalanından kalkan tüm uçuşların minimum SAF payını kullanmasını ve bu payın 2025’te %2 ile başlayarak ve 2030’a kadar %6 ve 2050’ye kadar kademeli olarak %70’e yükselmesini gerektiren, havacılık için çevreci bir yakıt düzenlemesi olan ReFuelEU’yu belirlemiştir. Bu düzenleme, sentetik yakıtlara (e-kerosen) öncelik verir ve gıda fiyatlarını artırabileceği veya orman tahribatını hızlandırabileceği için gıda mahsulleri ve palm yağı yan ürünleri gibi tartışmalı biyoyakıt ham maddelerini içermez.

Royal Dutch Shell, 2025 yılı itibarıyla düşük karbonlu jet yakıtı üretmeye başlayacak. Şu anda, havacılık dünya genelinde sera gazı emisyonlarının %3’ünü oluşturmaktadır. Fotoğraf sahibi: © Royal Dutch Shell

Faydalarına rağmen SAF’ların ekonomik uygulanabilirliği halen bir zorluktur; sentetik yakıtlar jet yakıtından 10 kat daha pahalı olabilir. Boeing CEO’su David Calhoun’un da dediği gibi: “Hava yolculuğunu karbondan arındırmanın ucuz bir yolu yoktur.”[17]

Bazı yakıt tedarikçileri zaten SAF’ların bu zorluklarıyla mücadele etmeyi taahhüt etti. Örneğin Shell[18], SAF’ları üretmek için bir dizi teknolojiye yatırım yaptı ve Rotterdam’da 2025 yılında üretime başlaması beklenen atıklardan SAF ve yenilenebilir dizel üretecek bir biyoyakıt tesisi inşa ediyor.

Bu ilerlemelere rağmen araştırmalar, teknolojiye yapılan önemli yatırımlar ve ilerlemelerle bile SAF arzının 2050 yılına kadar havacılık yakıtı talebini karşılamayabileceğini göstermektedir. Bain[19] danışmanlık firması, pişirme yağı ve hayvansal yağlardan üretilen bir tür SAF olan hidro işlenmiş ester ve yağ asitlerinin (HEFA), sınırlı ham maddeye sahip olması nedeniyle 2050 yılında jet yakıtı talebinin en fazla yaklaşık %8’ini karşılamasını beklemektedir. Yeşil hidrojenin karbondioksit ile birleştirilmesiyle üretilen sentetik veya e-yakıtlar teorik olarak sınırsız kapasite sunabilir, ancak henüz ölçekte kanıtlanmamıştır, diyerek sözlerini sonlandırıyor.

Umut hidrojende

Karbonsuz bir havacılık sektörü için umutların çoğu, sıfır emisyonlu bir yakıt olan hidrojende birleşmektedir. Yenilenebilir enerji kullanılarak su elektrolizi yöntemi ile üretilen yeşil hidrojen, kerosene sürdürülebilir bir alternatif olarak öne çıkmaktadır ancak sunduğu vaatlere ve üretim maliyetlerinin hızla azalmasına rağmen, konsept bir yakıttan havacılığın gerçek bir bileşenine dönüşmesi halen zordur.

Airbus 2020 yılında hidrojenle çalışan bir uçak olan ZEROe’yu 2035 yılına kadar geliştireceğini duyurduğunda insanlar umutlanmıştı[20].

Airbus’ın bu adımını Rolls-Royce, easyJet ve Boeing de dahil olmak üzere, hidrojen teknolojisinin gelişimi için kolları sıvayan başka birkaç şirket daha izledi.

Örneğin, Rolls-Royce ve easyJet hidrojenle çalışan bir uçak motoru için yer testleri başlatırken Airbus, bir A380 süperjumboyu hidrojenle çalışan bir motorla donatmak için GE ve Safran ile işbirliği yaptı.

Airbus hydrogen

Airbus, 2026 yılı civarında uçuş testlerine başlamak için potansiyel olarak 100 yolculu bir uçağa güç verebilen hidrojen yakıt hücreli motor planlarını da duyurdu.

Elektrikli bir dünyanın hayali

Elektrikli havacılık, uzun mesafeli uçuşlarda şu anda olmasa da havacılığı karbonsuzlaştırmada büyük bir rol oynamaktadır. Şu anda sadece 643 km’ye (400 mil) kadar olan nispeten kısa seyahatler için uygundur.

Ecojet Birleşik Krallık’ta bir enerji şirketi olan Ecotricity’nin kurucusu Dale Vince, 2024 yılında İngiltere’nin ilk elektrikli hava yolu Ecojet’i piyasaya sürmeye hazırlanıyor. “Yeşil Britanya için ulusal taşıyıcı” olarak konumlanan bu hava yolu, Edinburgh ve Southampton arasında uçan 19 koltuklu bir uçakla ilk kez sahneye çıkmayı planlıyor.

İlk uçuşlarda kerosen bazlı yakıt kullanılacak, sonraki yıllarda yeşil hidrojenle çalışan motorlara geçiş yapılacak[21].

Bu arada, Rolls-Royce’un “Yenilikçi Ruh” uçağı[22], elektrikli havacılıkta önemli adımlar attı. Şirket, tamamen elektrikli uçağının dünyanın en hızlı tamamen elektrikli aracı olduğunu, üç kilometre yükseklikte azami 555,9 km/sa hıza ulaştığını ve maksimum 623 km/sa hıza ulaşabildiğini söylüyor. Bu uçak, ACCEL (Uçuşun Elektrifikasyonunu Hızlandırma) projesinin bir parçasıdır ve 400kW (500 bg’nin üzerinde) tahrikli pil paketi ile çalıştırılmaktadır.

Joby Aviation’ın eVTOL’ü. Fotoğraf sahibi: © Joby Aviation

Benzer şekilde, Abdul Latif Jameel’in yatırım kolu olan Abdul Latif Jameel Investment Management Company (JIMCO) tarafından desteklenen Kaliforniya merkezli bir başlangıç şirketi olan Joby Aviation, pilotlu, tamamen elektrikli, dikey kalkış ve iniş yapabilen uçakları için önemli bir sermaye topladı. Tek bir şarjla 320 km/sa hıza ulaşabilen ve 240 km menzile sahip dört koltuklu bu uçak, sıfır emisyon üreterek ve çok az ses çıkararak veya hiç ses çıkarmadan dünya çapında uygun fiyatlı hava taksisi hizmetleri sunmayı amaçlıyor.

Abdul Latif Jameel’in Başkan Yardımcısı ve Yönetim Kurulu Başkan Yardımcısı olan Hassan Jameel “Hava taksi hizmetinin ticarileştirmesi hâlâ başlangıç aşamasında, ancak ulaşımın geleceğini tamamen dönüştürme potansiyeline sahip” dedi. “Aynı anda karbon emisyonlarını azaltması bunu ikna edici bir teklif haline getiriyor.”

Havacılıkta karbonsuzlaştırma misyonu kuşkusuz zor ve sorunludur ancak imkansız değildir.

Düzenlemeler daha da sıkılaştıkça, eyleme yönelik teşvikler de artıyor ve tüm paydaşlar – yakıt tedarikçileri, üreticiler, havaalanları, hava yolları ve taşımacılık operatörleri – bu hedefe yönelik çalışma konusunda bir araya geliyor. Bu arada, teknoloji gelişmeye devam ederek bu misyonun başarısına katkıda bulunacak daha da verimli bir uçak üretiyor. Bu çeşitli çözümler bir araya getirilerek havacılığın acilen ihtiyaç duyduğu karbonsuz bir gelecek inşa edilebilir.

[1] https://www.iata.org/contentassets/8d19e716636a47c184e7221c77563c93/finance-net-zero-roadmap.pdf Page 2

[2] https://atag.org/industry-topics/supporting-economic-social-development

[3] https://ourworldindata.org/co2-emissions-from-aviation

[4] https://www.iata.org/en/iata-repository/pressroom/fact-sheets/fact-sheet—corsia/

[5] https://www.economist.com/finance-and-economics/2022/12/15/the-struggle-to-put-a-carbon-price-on-a-flight

[6] https://www.economist.com/finance-and-economics/2022/12/15/the-struggle-to-put-a-carbon-price-on-a-flight

[7] https://www.mckinsey.com/industries/aerospace-and-defense/our-insights/decarbonizing-aviation-executing-on-net-zero-goals

[8] https://sciencebasedtargets.org/news/the-sbtis-new-interim-1-5-c-aviation-pathway

[9] https://www.mckinsey.com/industries/aerospace-and-defense/our-insights/decarbonizing-aviation-executing-on-net-zero-goals

[10] https://www.mckinsey.com/industries/aerospace-and-defense/our-insights/future-air-mobility-blog/fuel-efficiency-why-airlines-need-to-switch-to-more-ambitious-measures

[11] https://www.kambr.com/articles/what-is-single-european-sky#:~:text=An%20improvement%20in%20safety%20performance,increase%20in%20capacity%20where%20needed.

[12] https://www.faa.gov/nextgen/today