В поисках энергии. Ресурсные войны, новые технологии и будущее энергетики

Отрасль, меняющая правила игры

Отрасль, которая действительно стремится к экономии энергии, – это авиаперевозки. В последние годы ее главной статьей затрат является авиатопливо – на него приходится 25–35 % общих затрат. В результате топливо является наиболее весомым элементом структуры стоимости авиабилета. Это только стимулирует контроль за затратами операторов отрасли, рентабельность которой невысока.

«Повышение эффективности использования авиатоплива – невероятно важная задача для нас, – сказал Джеффри Смисек, генеральный директор авиакомпании United Airlines. – Мы тратим на топливо значительно больше, чем на оплату труда сотрудников, которая является нашей второй по величине статьей затрат. Непостоянство цен просто убивает нас».

Авиакомпании начали искать пути повышения топливной эффективности в 1970-е гг., и с того времени эффективность использования топлива авиалайнерами более чем удвоилась. Используя то же количество топлива, новые авиалайнеры перевозят то же количество пассажиров и грузов на вдвое большие расстояния по сравнению со своими предшественниками. Это повышение эффективности достигнуто за счет целого ряда факторов. Благодаря наличию законцовок – маленьких изогнутых элементов на конце крыла – снижается сопротивление, что дает экономию топлива. На самолетах, выполняющих полеты по некоторым маршрутам, обязательно есть спасательные жилеты, поскольку самолеты больше летают над водой, а не над побережьем в целях экономии топлива. Когда цены на топливо резко возрастают, каждый килограмм дополнительной массы имеет значение. Поэтому самолеты сегодня летают с меньшим запасом питьевой воды, более легкими тележками для еды и напитков и меньшим количеством журналов или вообще без них. Более гладкая обшивка самолета снижает сопротивление, а окрашивание фюзеляжа в светлые цвета позволяет снизить расходы на кондиционирование воздуха. Заход на посадку с непрерывным снижением обеспечивает экономию топлива. В 2012 г. Delta Airlines сделала еще один шаг и приобрела нефтеперерабатывающий завод неподалеку от Филадельфии с целью переориентирования его на производство реактивного топлива. Его стоимость была примерно равна стоимости нового Boeing 777 – $150 млн. Генеральный директор Delta Airlines Ричард Андерсон объяснил эту покупку «инновационным подходом к управлению самыми крупными затратами компании». А он знает, о чем говорит. В предыдущем году Delta Airlines истратила на реактивное топливо $12 млрд.

Помимо этого, правительству США рано или поздно придется потратить около $60 млрд на замену нынешней системы управления воздушным движением, внедренной еще в 1950-х гг., системой управления воздушным движением XXI в. Это определенно даст экономию топлива, поскольку самолеты смогут летать над территорией страны не зигзагами, ориентируясь на наземные навигационные средства, – их будут вести по маршруту спутниковые сигналы. Они также меньше будут летать по криволинейной траектории и смогут более точно заходить на посадку. Все это позволит экономить топливо¹⁶.

Но наибольшее повышение топливной эффективности даст эксплуатация самолетов следующего поколения.

Какие именно 20%

Компания Boeing, пытаясь решить вопрос, каким будет авиалайнер следующего поколения, пригласила в Сиэтл представителей 59 авиакомпаний, чтобы те проголосовали за тот вариант, который им нравится больше. Компания разрабатывала два разных самолета следующего поколения. Оба варианта давали 20 %-ный выигрыш, но различными путями. Первый, Sonic Cruiser, при числе М, равном 0,98, т. е. близко к звуковому барьеру, обеспечивал 20 %-ное преимущество в скорости по сравнению с сегодняшними авиалайнерами. Второй, 7Е7, обеспечивал 20 %-ное повышение топливной эффективности. Sonic Cruiser давал экономию времени. 7Е7, где буква Е означала «эффективность» (Efficiency), давал экономию топлива, что позволяло существенно улучшить экономику эксплуатации.

Голосование в тот день было не тайным. Каждый из представителей авиакомпаний должен был подойти к макетам Sonic Cruiser и 7E7 и прикрепить там свою эмблему. В итоге у макета Sonic Cruiser не оказалось ни одной эмблемы, а у макета 7Е7 – 59. Топливная эффективность взяла верх над временем со счетом 59:0.

В результате этого появился Boeing-787 Dreamliner, самый топливоэффективный из крупных авиалайнеров.

Основной путь повышения топливной эффективности – совершенствование корпуса самолета, т. е. фюзеляжа. Достигается оно за счет перехода с алюминия, основного материала фюзеляжа самолетов с 1950-х гг., на более легкие и прочные материалы, так называемые композитные материалы, в частности углепластик. «Более легкий» означает меньшую массу, а значит, меньший расход топлива. Из углепластика сегодня делают теннисные ракетки. Но одно дело – теннисная ракетка, и совсем другое – авиалайнер на 270 посадочных мест с полной массой 243 т. Это требует технологического прорыва.