Karada, Havada ve Denizde Ulaştırma Emisyonlarını Azaltma Yarışı İnovasyonu Yönlendiriyor

Uçaklar, ABD’de ulaşımla ilgili tüm sera gazı (GHG) emisyonlarının %8'inden fazlasını oluştururken, gemiler ve trenlerin her biri bu emisyonların %2'sinden daha azından sorumludur. Buna rağmen, tek bir konteyner gemisi atmosfere 75.000 araba kadar karbondioksit ve 2.5 milyon araba kadar azot oksit ve partikül madde salabilir. Kıtalararası yük taşımacılığı için kullanılan ağır hizmet araçları, ABD’nin GHG emisyonlarının %23'ünü oluşturuyor.

Neredeyse tüm kargo hareketlerinden müşterek olarak sorumlu olan bu taşıma araçlarını elektrikli hale getirebilmek herkesin bildiği gibi zordur. Buna karşı, ülkeler ancak emisyonlarında derin kesintiler yaparak iklim değişikliği hedeflerine ulaşabilir. NREL araştırmacıları, ulusal enerji güvenliğini ve tedarik zinciri esnekliğini güçlendirirken karbon ayak izlerini azaltmak için tasarlanmış uygun maliyetli ve yüksek performanslı yakıt ve yanma yenilikleri ile bu sorunları ele almak için bazı ortaklarla birlikte çalışıyor.

NREL Kıdemli Bilim Adamı, Yakıtlar ve Yakma Grup Müdürü Gina Fioroni, "Bir yandan, elektrikli arabalara nispeten hızlı bir geçiş görüyoruz. Bununla birlikte, sıvı yakıtlara bel bağlamaya devam edecek olan havacılık, denizcilik ve ağır hizmet sektörlerinde karbon emisyonlarını fiilen ortadan kaldırmak daha zor. Ekibimiz, sürdürülebilir kaynaklardan gelen yeni yakıtların, malları ve insanların ulaşımını sağlarken daha temiz yanması için çalışıyor" dedi.

Araştırmalar, Biyo-Bazlı Yakıtların Sera Gazı Emisyonlarını Nasıl Kesebileceğini Ortaya Çıkardı

Son NREL çalışmaları, dizel kamyon ve uçak GHG emisyonlarını sırasıyla %60 ila %84 oranında azaltma potansiyeli sunuyor. Laboratuvar, trenler ve deniz araçları için benzer emisyon azaltımları sağlayabilecek seçenekleri de araştırıyor.

Şimdiye kadar, odunsu biyokütle kalıntıları, tarımsal kalıntılar, algler ve belediye katı atıkları dahil olmak üzere biyo-tabanlı hammaddeler, bu yeni yakıtların üretimi için yenilenebilir kaynaklar olarak umut vaat ediyor. NREL araştırmacıları, aday yakıtları verimlilik, performans ve istikrarın yanı sıra üretim maliyetleri ve hammadde tedarik zincirleri dahil olmak üzere tekno-ekonomik faktörler açısından değerlendiriyor.

NREL'in uzun süredir bu alanda devam eden bilimsel liderliği, yakıt özelliklerinin motor çalışmasını nasıl etkilediği konusunda önemli keşiflere yol açmıştır. Bu endüstrilerin önceliklerini iyi tanıyan Laboratuvarın gelişmiş simülasyon ve makine öğrenimi yetenekleriyle eşleştirilen uzmanlığı; uzun mesafeli kamyon, demiryolu, denizcilik ve havacılık sektörleri için pazarda geçerli sürdürülebilir yakıtların hızlı bir şekilde geliştirilmesi için gereken içgörüleri sağlıyor. Laboratuvarın araştırması, yakıt özellikleri, moleküler yapı ve motor mekaniği arasındaki noktaları birleştirerek, belirli uygulamalara yönelik hedef tasarımlar için sektöre önemli bilgiler veriyor.

Daha küçük karbon ayak izine ve ticari ölçekli üretim potansiyeline sahip güvenilir, etkili yakıtların belirlenmesi, yakıt özelliklerinin motor yanmasını nasıl etkilediğine dair gelişmiş bir anlayışı gerektirir. Yakıt özelliği ölçümleri, moleküler düzeyde kimya modelleri ve yüksek performanslı bilgi işlem simülasyonlarının yenilikçi bir kombinasyonu, NREL araştırmacılarının her bir ulaştırma modu için en iyi temiz, verimli ve maliyet açısından rekabetçi çözümleri belirlemesini mümkün kılar.

Simülasyonlar, Yakıt Performans Değerlendirmelerinin Süresini ve Maliyetini En Aza İndirir

Endüstri standartları yetkilisi ASTM International'dan onay almak için gereken büyük miktarlarda havacılık yakıtı üretmek çok maliyetlidir. Simülasyonlar sayesinde, araştırmacılar aylarca sürebilen pahalı ekipmana dayalı değerlendirmelere güvenmek yerine yakıt performansını saatler veya dakikalar içinde doğru bir şekilde değerlendirebilirler. NREL ekibi, yakıtların günümüzün uçak türbin motorları ve lokomotifler, gemiler ve kamyonlar için dizel motorları ile etkileşimlerini hızlı bir şekilde değerlendirebilir ve ayrıca yeni yakıtların yarının yeni nesil motor teknolojileriyle nasıl çalışabileceğini keşfedebilir.

NREL Kıdemli Araştırma Görevlisi ve İleri Biyoyakıtlar Takım Lideri Robert McCormick, "Ekipman üreticilerinden operatörlere, endüstri birliklerine, diğer araştırma kurumlarına ve sertifika yetkililerine kadar pek çok harika ortakla çalıştığımız için şanslıyız. Pazara yeni yakıtlar getirmenin ne kadar karmaşık, zaman alıcı ve riskli olduğu açıkça ortaya koyuldu. Ekibimiz; uygun, yeni ve daha iyi yakıtları pazara daha erken sunabilme hedefiyle çalışıyor."

NREL ekibinin ASTM, UL ve endüstri standartlarını ve uygulamalarını belirlemekten sorumlu Uluslararası Standardizasyon Örgütü gibi kuruluşlarla uzun süredir devam eden ilişkileri bulunuyor. Araştırmacılar ayrıca, yakıt ve altyapı ekipmanı üreten şirketlerle birlikte kamyon, havacılık, demiryolu, inşaat, madencilik, askeri ve tarım ekipmanları üreten ve işleten ortaklarla yakın işbirliği içinde çalışıyor.

Buna ek olarak, laboratuvar, geçici olarak biyoyakıt kullanımını en üst düzeye çıkarmak için bazı stratejilerle; hafif ve orta hizmet araçlarının tam elektriklendirilmesine geçişi sağlamak için çalışmaya devam ediyor. Aynı zamanda, NREL araştırmacıları elektrikli araçlar için pillerin performansını ve güvenliğini artırmak için çalışıyor.

Fioroni, "Temiz yanan, düşük karbonlu yakıt kullanmak; havacılık ve diğer ulaşım türleri için net sıfır emisyona ulaşmak için gereken stratejilerden sadece biridir. Bu, sadece iklim değişikliğiyle mücadeleye yardımcı olmakla kalmayacak, aynı zamanda kargo taşımacılığı için daha güçlü bir sistem sağlayacak” dedi.