Sự lạc quan đang gia tăng trong lĩnh vực hàng không sau một số năm khó khăn nhất được ghi nhận — dự kiến lợi nhuận sẽ quay trở lại vào năm 2023, với số lượng hành khách lần đầu tiên vượt 4 tỷ kể từ năm 2019 , theo Hiệp hội Vận tải Hàng không Quốc tế (IATA).
Nhưng ngành hàng không cũng cần cải thiện hiệu suất của mình trên một chỉ số quan trọng khác - khử cacbon. Lĩnh vực này tạo ra hơn 2% lượng khí thải CO 2 liên quan đến năng lượng toàn cầu vào năm 2021 và lượng khí thải này được dự báo sẽ còn tăng cao hơn nữaTheo Cơ quan Năng lượng Quốc tế (IEA),
Các thành viên của Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế đã đồng ý với mục tiêu không phát thải CO 2 ròng cho ngành vào năm 2050 và lợi nhuận cao hơn sẽ giúp họ tài trợ cho hành trình này hướng tới hoạt động bay bền vững hơn .
Hiện trạng hàng không
Ross Mitchell, Phó Chủ tịch Chiến lược và Phát triển Kinh doanh tại Tập đoàn Công nghiệp nặng Mitsubishi (MHI) thuộc Tập đoàn MHI RJ Aviation Group (MHIRJ), lặp lại lập trường tích cực của IATA, nói rằng “có rất nhiều lý do để lạc quan về năm 2023”. MHIRJ cung cấp các dịch vụ hỗ trợ cho ngành công nghiệp máy bay và đối với Mitchell, những dấu hiệu đầu tiên về sự tăng trưởng trở lại thường được tìm thấy ở cơ sở cung ứng, bằng cách xem xét các xu hướng thay đổi trong sản xuất và cung cấp dịch vụ.
Các nhà sản xuất máy bay Airbus và Boeing nhận thấy đơn đặt hàng tăng vào năm 2022 , sau khi giảm vào năm 2020-21. MHI cũng nhận thấy nhu cầu ngày càng tăng đối với các bộ phận động cơ tầm ngắn và tầm trung dành cho máy bay thương mại, dẫn đến quyết định mở rộng nhà máy động cơ hàng không ở Nagasaki vào đầu năm 2022 . Ở những nơi khác tại Nhật Bản, hãng cũng đã mở rộng công suất tại cửa hàng bảo dưỡng động cơ hàng không ở Thành phố Komaki vào tháng 3 năm 2023, nhằm đáp ứng nhu cầu toàn cầu ngày càng tăng về các dịch vụ bảo dưỡng, sửa chữa và đại tu (MRO) .
Hoạt động tài chính mạnh mẽ của MHI cũng là dấu hiệu cho thấy một giai đoạn tăng trưởng phía trước, vì cả hoạt động kinh doanh động cơ máy bay và hoạt động kết cấu máy bay thương mại của tập đoàn đều phục hồi rất mạnh trong năm 2022.
Các chuỗi cung ứng sản xuất đã hoạt động sôi nổi với dự đoán nhu cầu tăng trưởng, nhưng việc thiếu nhân viên được đào tạo đang là một vấn đề nhức nhối đối với lĩnh vực này, đặc biệt là ở Bắc Mỹ , nơi có trụ sở của Mitchell.
“Có những chiếc máy bay trên mặt đất ngày nay, không phải vì thiếu hành khách, mà vì thiếu nhân viên, đặc biệt là phi công và kỹ thuật viên bảo trì,” Mitchell nói. “Và quá trình đào tạo cần thiết cho những vai trò này được tính bằng năm chứ không phải bằng tháng.”
Lộ trình giảm khí thải hàng không
Theo Hiroyuki Tanaka, chuyên gia hàng không tại MHI, mặc dù những tiến bộ trong sản xuất sẽ đóng vai trò định hướng ngành hàng không tiến tới con số 0 ròng vào năm 2050, nhưng không có sự đổi mới công nghệ đơn lẻ nào có thể đảm bảo thành công của ngành trong việc giảm khí thải. Thay vào đó, sự kết hợp giữa máy bay, động cơ và hiệu suất vận hành, nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), bù đắp carbon, hydro và điện khí hóa đều sẽ là một phần của giải pháp.
Hành khách sẵn sàng trở lại bầu trời, nhưng liệu các hãng hàng không có đủ nhân sự đáp ứng nhu cầu?
Thật vậy, có rất nhiều công nghệ - hiện có sẵn hoặc dự kiến sẽ sớm ra mắt - có thể giúp lĩnh vực này phát triển.
Chiến thắng ngắn hạn dễ dàng bao gồm tối ưu hóa các tuyến đường để giảm thiểu việc sử dụng nhiên liệu. Một số công ty đã sử dụng công nghệ vệ tinh để đạt được điều này, cải thiện thông tin liên lạc giữa kiểm soát không lưu và phi công, đồng thời giảm khả năng máy bay bị kẹt trong các mô hình chờ hoặc chờ giải phóng mặt bằng.
“Việc giảm trọng lượng và cải thiện hiệu suất động cơ cũng mang lại cơ hội khử cacbon ngắn hạn có giá trị cho các hãng hàng không,” Mitchell cho biết thêm.
Đây là lý do tại sao một số hãng hàng không đang đổi máy bay cũ lấy đội bay hiện đại hơn, điều này giúp cải thiện hiệu quả sử dụng nhiên liệu. Nhưng điều này sẽ không đủ để đưa họ vào mục tiêu không có ròng vào năm 2050 .
Về lâu dài, IEA cho biết SAF - nhiên liệu được sản xuất từ các nguồn tái tạo, chẳng hạn như nguyên liệu thô có nguồn gốc từ thực vật hoặc chất thải như dầu ăn - rất quan trọng để khử cacbon cho ngành hàng không. SAF là một công nghệ có giá trị vì nó tương thích với các động cơ hiện có mà không cần sửa đổi gì, hiện có sẵn và có thể được sản xuất từ nhiều nguồn, điều này có lợi cho an ninh năng lượng và đa dạng hóa.
Nhưng nó sẽ không đủ để tự thay đổi tiến trình của ngành. Tính khả dụng của SAF bị hạn chế và công nghệ cần thiết để sản xuất nó ở quy mô lớn vẫn đang trong giai đoạn phát triển ban đầu. Tuy nhiên, những phát triển chính sách từ Hoa Kỳ và EU có thể giúp kích thích sản xuất và nhu cầu .
SAF tương thích với các động cơ hiện có, vì vậy có thể là một giải pháp linh hoạt, chi phí thấp cho các hãng hàng không
sức mạnh của hydro
IEA cho biết một bước nữa hướng tới ngành hàng không carbon thấp hơn là phát triển máy bay chạy bằng pin và hydro.
Các chuyến bay thử nghiệm máy bay chạy bằng hydro đã được tiến hành , nhưng việc đi lại khả thi về mặt thương mại vẫn còn một chặng đường dài, do trọng lượng và không gian bổ sung mà các công nghệ này hiện đang sử dụng so với các chuyến bay chạy bằng nhiên liệu hàng không truyền thống.
Tuy nhiên, ưu điểm của máy bay chạy bằng hydro rất hấp dẫn - chúng chỉ thải ra hơi nước, vì vậy nếu hydro lấy từ nguồn tái tạo, chúng sẽ không tạo ra khí thải. Pin nhiên liệu hydro cũng có thể được tiếp nhiên liệu nhanh hơn máy bay thông thường.
Mặt khác, máy bay chạy bằng hydro yêu cầu cả thùng nhiên liệu đông lạnh và thể tích nhiên liệu phản lực gấp bốn lần để đạt được cùng một lượng năng lượng trên máy bay , chiếm không gian và trọng lượng quý giá, đồng thời làm tăng thêm chi phí. Thêm vào đó, cơ sở hạ tầng cần thiết để sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro hiện đang bị hạn chế và tốn kém để xây dựng.
Công nghệ máy bay hydro đang phát triển nhanh chóng, nhưng nó không chắc là một giải pháp mà lĩnh vực này có thể sử dụng để khử cacbon trong thời gian ngắn.
Tương tự, tiềm năng của máy bay chạy bằng pin giúp khử cacbon trong lĩnh vực này là rất đáng kể, nhưng cũng có những rào cản hạn chế việc triển khai thương mại của chúng.
Máy bay chạy bằng pin có thể không phát thải nếu nguồn điện của chúng có thể tái tạo được. Chúng yên tĩnh hơn so với máy bay truyền thống, và chúng tốn ít chi phí vận hành và bảo trì hơn vì chúng có ít bộ phận chuyển động hơn. Chúng có thể hoạt động ở độ cao và tốc độ thấp hơn so với máy bay chạy bằng nhiên liệu máy bay và các trường hợp sử dụng trong tương lai nghiêng về các chuyến bay đường ngắn sử dụng taxi bay .
Nhưng giống như với máy bay chạy bằng hydro, lưu trữ năng lượng là vấn đề chính, vì pin ngày nay có mật độ năng lượng bằng một phần nhỏ so với nhiên liệu máy bay. Những cách lưu trữ năng lượng mới đang được phát triển, nhưng vấn đề lưu trữ năng lượng có nghĩa là ngay cả những chuyến bay ngắn cũng không thể thực hiện được.
Suy nghĩ về bầu trời xanh: Hàng không đang khám phá một số công nghệ sẽ giúp nó đạt đến mức không ròng
Hợp tác hàng không để thành công
Xử lý khí thải của ngành hàng không là một thách thức thực sự — có những hạn chế về công nghệ cần được khắc phục đối với các máy bay vận hành bằng pin và hydro để đạt được khả năng tồn tại trên thị trường đại chúng. Ngoài ra còn có các rào cản pháp lý, hạn chế về cơ sở hạ tầng và chi phí cao liên quan đến việc phát triển và triển khai các công nghệ mới.
Mitchell tin rằng sự hợp tác sẽ là một phần thiết yếu trong hành trình khử cacbon của ngành hàng không. Vào năm 2022, Boeing và MHI đã công bố một biên bản ghi nhớ tập trung vào việc cùng nghiên cứu các công nghệ bền vững bao gồm hydro, điện khí hóa, vật liệu bền vững và công nghệ đẩy không tác động đến khí hậu, cũng như các khái niệm thiết kế máy bay mới và thương mại hóa SAF.
“Tất cả chúng ta đều có những thách thức giống nhau để giải quyết trong lĩnh vực hàng không,” Mitchell kết luận. “Cộng tác chỉ có ý nghĩa để chúng ta có thể tập hợp các kỹ năng và kiến thức của mình để đạt được kết quả tốt nhất trong thời gian ngắn nhất có thể.”
