Myšlienka elektrifikácie neostala len pri autách a už dlhšie sa špekuluje o elektrickom pohone aj u lietadiel. Niektoré výskumné tímy však neostávajú iba pri špekuláciách a posúvajú hranice inovácií do doposiaľ nepredstaviteľných spôsobov leteckej dopravy. V hre je elektrický ale aj vodíkový pohon s výrazne nižšími prevádzkovými emisiami ako je to pri súčasnom spôsobe leteckej prepravy.
Hybridné elektrické, či vodíkové lietadlá ?
Viete si predstaviť, že by Vás počas letu na dovolenku dopravilo lietadlo, ktoré by produkovalo minimálne, či dokonca nulové množstvo emisií ? Prípadne by sa produkcia emisií zmenila za čistú, vodnú paru ?
Znie to stále scifi ? Možno, no práve to je cieľom hybridných elektrických a vodíkových lietadiel.
Napokon ako povedal, Dr. Xavier Roboam: „Hybridné lietadlá sú prvým krokom pred posledným krokom, ktorým môže byť plne elektrické lietadlo s nulovými emisiami.“
Elektrické lietadlá
Podobne ako autá, aj lietadlá môžu kombinovať niekoľko zdrojov energie, a to palivo + elektrickú batériu, alebo vodíkový palivový článok. Hybridizácia a postupná elektrifikácia u lietadiel prináša hneď niekoľko výhod, medzi tie najhlavnejšie z pohľadu ekológie patrí nižšia spotreba paliva, a tým aj nižšia produkcia emisií.
Súčasným problémom je hmotnosť batérií– môže za to nízka hustota energie.
Priemerná batéria je dnes asi 30-krát ťažšia ako objem paliva, ktorý by mohol poskytnúť rovnaké množstvo energie. Hustota uloženej energie na kilogram (teda jej množstvo) je stále nízka a stáva sa limitujúcim faktorom. V dôsledku toho sa značne navyšuje hmotnosť batérií a tým aj oddiaľuje prevádzka elektrifikovaných lietadiel.
Napriek tomu malé elektrické lietadlá už úspešne absolvovali krátke testovacie lety a tie väčšie by mohli do konca budúceho roka začať prepravovať až deväť cestujúcich počas komerčných letoch do 160 km vzdialenosti.
Avšak veľké lietadlá plné cestujúcich ľudí na vzdialenosti niekoľko 1 000 km sú v súčasnosti stale príliš ťažké na to, aby vôbec vzlietli. Podľa analytikov, by sa však situácia mohla zmeniť a to už v priebehu následujúcich 15 rokov.
Ciele hybridnej leteckej dopravy
Aktuálne sa hľadajú najvhodnejšie cesty a riešenia v pomere hmotnosti lietadiel a výkonu, ktorý sme schopní dodať.
Medzi konkrétne ciele patrí navrhnúť elektromotor, ktorý by zdvojnásobil pomer výkonu a hmotnosti na rozdiel od dnes používaných elektromotorov (napríklad v elektromobile Tesla), na dosiahnutie 10 kilowattov na kilogram do roku 2035.
Ďalším cieľom je váhový pomer prevodníkov energie a to aspoň na hodnotu 25 kilowattov na kilogram. Hybridné lietadlo by tak podľa analytikov mohlo znížiť svoju hmotnosť približne o 1 600 kilogramov, a spáliť až o 10% menej paliva už do roku 2025.
Vodík a dizajn lietadla
Prvé lietadlo s nulovými emisiami by malo využívať vodíkové palivové články.
Vodíkové lietadlá by boli esteticky podobné tým tradičným, aj keď by boli pravdepodobne o niečo dlhšie. Menšie lietadlá by používali vrtule, pričom na otáčanie vrtúľ by mal slúžiť elektrický pohon (palivový článok poháňaný vodíkom). Väčšie lietadlá by zase mohli spaľovať vodík prúdovými motormi.
V správe o letectve na vodíkový pohon, ktorá bola zverejnená 22. júna 2020, sa hovorí, že vodík by sa mohol do roku 2035 reálne použiť na pohon komerčných osobných lietadiel do vzdialenosti 3 000 kilometrov a po roku 2040 by mal byť možný aj let stredného doletu do 7 000 kilometrov.
Dôraz sa kladie aj na rekuperáciu energie, ktorá tiež pomáha znižovať hmotnosť batérie a paliva najmä u hybridných lietadiel. Napríklad pri zostupe, keď lietadlo nevyžaduje energiu, by vrtule mohli generovať energiu z prúdenia vzduchu.
Zelené letectvo je budúcnosť
„Nemôžeme poraziť zmenu klímy bez toho, aby nebola letecká doprava dekarbonizovaná.“ tvrdí Dr. Bart Biebuyck, výkonný riaditeľ, FCH JU.
Vodíkové roviny majú v zásade 4 hlavné komponenty:
- Akumulačný systém na bezpečné ukladanie tekutého vodíka
- Palivové články na premenu vodíka na elektrinu
- Zariadenie na riadenie výkonu článkov
- Motor na otáčanie vrtule
Aby sa mohol začať vodík aktívne využívať v leteckej doprave, musia byť všetky tieto oblasti dostatočne rozvinuté.
Väčšina vodíka na svete sa dnes vyrába prostredníctvom metánu zo zemného plynu – fosílneho paliva, ktorý produkuje oxid uhličitý. Už v súčasnosti sa však vyvíjajú snahy o vývoj zeleného vodíka pomocou elektrického prúdu z obnoviteľného zdroja na premenu vody na kyslík a vodík, a na zníženie emisií už pri jeho samotnej výrobe.
Spoločne s nulovými emisiami zo samotných lietadiel by sa tak letecká doprava mohla stať skutočne zelenou formou cestovania.
Správa prevzatá z webu: horizon-magazine.eu
Redaktor grantUP.sk | Interný doktorand so špecializáciou na obnoviteľné zdroje energie na Fakulte BERG TUKE
Ak sa Vám článok páčil, zanechajte nám recenziu na Facebooku.