Hợp tác công - tư: cơ hội thúc đẩy phát triển nhiên liệu xanh cho ngành hàng không

Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ Tom Vilsack phát biểu về nhiên liệu hàng không bền vững trong một cuộc họp báo tại trụ sở của GE Aviation ở Evendale (Ohio, Hoa Kỳ). Ảnh: GE Aviation

Sau khi dẫn Bộ trưởng Tom Vilsack đi tham quan một vòng quanh cơ sở lắp ráp và phát triển động cơ tại trụ sở của GE Aviation ở Evendale (Ohio, Hoa Kỳ) hồi đầu tháng 12, kỹ sư trưởng Chris Lorence đã đặt ra một câu hỏi tu từ cho các phóng viên tham gia cuộc họp báo ngày hôm đó: “Bộ Nông nghiệp thì liên quan gì đến hàng không?”

Đó thực sự là một mối quan hệ thú vị!

Bộ trưởng Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ Tom Vilsack đến thăm trụ sở của GE Aviation để thúc đẩy “mối quan hệ đối tác với khả năng thấu hiểu và đánh giá cao những thách thức mà ngành hàng không gặp phải khi tuân thủ các quy định và yêu cầu về biến đổi khí hậu để giảm phát thải khí nhà kính và đưa ra tầm nhìn về một ngành hàng không không phát thải”. Và nhiên liệu hàng không bền vững (SAF) chính là chìa khoá để thực hiện tầm nhìn này.

Nhiên liệu hàng không bền vững là loại nhiên liệu tổng hợp được sản xuất từ nhiều nguyên liệu thô (60 loại), trong đó có dầu thực vật, tảo, mỡ, chất béo, chất thải, cồn, đường, CO2 thu giữ và nhiều nguồn nguyên liệu thô cũng như quy trình thay thế khác. Khi đốt cháy loại nhiên liệu này trong động cơ phản lực, nó tạo ra lực đẩy mạnh tương đương với nhiên liệu hàng không gốc dầu mỏ thông thường nhưng lại thải ra khí carbon ít hơn nhiều lần.

Bộ trưởng Vilsack lắng nghe chia sẻ của một trong những công nhân trong cơ sở lắp ráp phát triển động cơ. Ảnh: GE Aviation.

Vậy làm thế nào SAF tạo ra ít khí thải hơn? “Đó là điều mà ngành nông nghiệp có thể hỗ trợ” - Lorence cho biết. Những loại cây được trồng cho mục đích nông nghiệp thường hấp thụ khí CO2 trong bầu khí quyển của Trái đất khi cây phát triển - giống như cây cối và những loài thực vật hoang dã. Nhưng vào giai đoạn sinh trưởng cuối cùng, lượng CO2 mà những cây trồng này tích luỹ sẽ thải ra không khí khi cây phân huỷ. “Nếu chúng ta làm gián đoạn quá trình đó và tận dụng những nguyên liệu thô và dư lượng này, ta có thể biến chúng từ chất thải hoặc cây thời vụ thành nhiên liệu hàng không” - anh nói. “Và loại nhiên liệu hàng không đó khi được sử dụng đúng hiệu suất và quy mô có khả năng đốt cháy hiệu quả đến mức lượng carbon máy bay thải ra sẽ không nhiều hơn lượng carbon mà cây trồng đã hấp thụ từ bầu khí quyển”. Lorence gọi điều này là “vòng tròn đạo đức”.

Bộ Năng lượng Hoa Kỳ ước tính rằng quốc gia này có đủ nguồn lực để sản xuất khoảng 50 đến 60 tỷ gallon SAF mỗi năm. Con số này có ý nghĩa gì? Theo Statista, các hãng hàng không thương mại trên toàn thế giới cần sử dụng khoảng 57 tỷ gallon nhiên liệu tính đến cuối năm 2021, giảm từ 95 tỷ gallon trong năm 2019. Bằng cách chuyển đổi từ xăng dầu sang SAF, ngành hàng không có thể giảm tới 80% lượng carbon phát thải trong toàn bộ vòng đời nhiên liệu - theo số liệu của Nhóm Hành động Vận tải Hàng không (ATAG) và Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế (IATA).

Dựa trên ý tưởng này, ba cơ quan lớn của Mỹ là Bộ Nông nghiệp, Bộ Năng lượng và Bộ Giao thông Vận tải đã hợp tác và phát động “Thử thách lớn về nhiên liệu hàng không bền vững” (Sustainable Aviation Fuel Grand Challenge) vào tháng 9 vừa qua. Mục đích của chương trình này nhằm tăng sự phối hợp giữa các cơ quan chính phủ với những bên liên quan trong ngành “để giảm chi phí, tăng tính bền vững và mở rộng khâu sản xuất cũng như sử dụng các loại nhiên liệu hàng không bền vững có khả năng giảm phát thải tối thiểu 50% khí nhà kính (trong toàn bộ vòng đời) so với nhiên liệu truyền thống”. Như chia sẻ của Bộ trưởng Vilsack, qua thử thách này, Hoa Kỳ đặt mục tiêu sản xuất 3 tỷ gallon SAF trước năm 2030 và 35 tỷ gallon trước năm 2050. Để khởi động quá trình phát triển và trợ giúp ngành hàng không đạt được mục tiêu, Bộ Năng lượng sẽ trao 4 tỷ USD dưới hình thức các khoản viện trợ và cho vay. Chính quyền của Tổng thống Biden cũng đã đưa một khoản tín dụng thuế vào dự luật Build Back Better (tạm dịch: Xây dựng lại tốt hơn) hiện đang được thảo luận tại Quốc hội.

“Sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững tốn kém hơn so với nhiên liệu truyền thống. Chúng ta phải giảm mức chênh lệch chi phí đó” - Bộ trưởng Vilsack nói. Và để làm được điều này, Bộ Nông nghiệp sẽ phải tìm hiểu cách thức để tạo ra nguồn nguyên liệu thô tốt nhất đồng thời xây dựng một chuỗi cung ứng toàn diện và hiệu quả để đưa nguyên liệu đến các công ty sản xuất. Hiểu đơn giản đây chính là quy trình biến “nông sản thành nhiên liệu”. Cơ quan này hiện đã triển khai bốn trung tâm nghiên cứu để thử nghiệm các nguyên liệu thô khác nhau dùng cho sản xuất SAF. “Sản xuất nguyên liệu thô bền vững không thôi thì chưa đủ mà cách thức sản xuất cũng phải bền vững” - Bộ trưởng nói thêm.

“Sản xuất nhiên liệu hàng không bền vững tốn kém hơn so với nhiên liệu truyền thống. Chúng ta phải giảm mức chênh lệch chi phí đó” - Bộ trưởng Vilsack nói. Ảnh: GE Aviation.

Về phần mình, GE đã và đang chủ động nghiên cứu sản xuất SAF trong hơn một thập kỷ qua. Họ cũng đặt mục tiêu phải tối ưu trong việc giảm lượng khí thải CO2 trên các chuyến bay sử dụng động cơ của hãng. Trên thực tế, trong quá trình thử nghiệm SAF, GE Aviation đã kết hợp với các đối tác hàng không để thực hiện một số chuyến bay thử nghiệm tiên phong trong ngành bằng các động cơ do GE và CFM International sản xuất. Có thể kể tên như chuyến bay mô phỏng thương mại đầu tiên sử dụng SAF vào năm 2008, chuyến bay xuyên Đại Tây Dương đầu tiên bằng máy bay vận tải thương mại cỡ lớn sử dụng nhiên liệu SAF vào năm 2011 và chuyến bay bằng máy bay phản lực quân sự đầu tiên sử dụng 100% nhiên liệu SAF năm 2016. Và đầu năm nay, GE lần đầu tiên thử nghiệm công nghệ power-to-liquid hay PtL (tạm dịch: điện hoá lỏng) trong đó dùng điện tái tạo để tách nước thành khí hydro và oxy; sau đó kết hợp khí hydro thu được với CO2 đã thu giữ để tổng hợp thành nhiên liệu hydrocacbon dạng lỏng.

Mới đây, họ đã bổ sung thêm một thử nghiệm nữa vào danh sách ấn tượng này. Đầu tháng 12, máy bay Boeing 737-8 của hãng hàng không United Airlines khởi hành từ sân bay O’Hare, Chicago đến sân bay quốc gia Reagan, Washington, D.C. đã thực hiện chuyến bay thương mại chở khách đầu tiên sử dụng 100% nhiên liệu SAF “sử dụng trực tiếp” cho một động cơ LEAP-1B. Nhiên liệu SAF “sử dụng trực tiếp” hoàn toàn có thể thay thế cho nhiên liệu máy bay truyền thống là Jet A và Jet A-1 mà không cần phải thay đổi động cơ hoặc khung máy bay. “Nếu bạn hỏi thử phi công, họ sẽ không thể phân biệt được sự khác nhau” - kỹ sư trưởng Lorence cho hay.

GE đã và đang nghiên cứu việc sử dụng SAF với một số khách hàng là các hãng hàng không trên toàn cầu. Những chuyến bay gần đây do Etihad Airways và British Airways khai thác đã sử dụng các hỗn hợp nhiên liệu chứa SAF. Trong khi đó, GE Aviation cũng đang thảo luận với hãng hàng không Emirates về các kế hoạch bay thử nghiệm bằng 100% SAF vào năm 2022.

“Nếu nhìn vào các khoản đầu tư của chúng tôi và những tiến bộ chúng tôi đã đạt được trong ngành hàng không, chúng tôi hoàn toàn có thể vượt qua các thách thức về mặt kỹ thuật” - Lorence khẳng định. Khi nói về việc tìm ra công thức SAF tối ưu và đẩy mạnh sản xuất, thách thức “chỉ đến từ phía thị trường, tính sẵn có và khâu định giá”.

“Chúng tôi hiểu rằng mình phải tiếp tục tìm kiếm thêm giải pháp để người nông dân có thể hưởng lợi từ hoạt động canh tác” - Bộ trưởng Vilsack chia sẻ. “Và một cách để làm điều đó là chuyển đổi những sản phẩm nông nghiệp, cụ thể là các phế phẩm nông nghiệp thành loại hàng hoá có giá trị cao và có thể tạo ra các chuyến bay thân thiện với môi trường hơn. Đó là một cơ hội thú vị. Chúng tôi đang hợp tác với ngành hàng không nói chung và GE nói riêng để cố gắng phát triển cơ hội này”.