أجرت طائرة يونيفرسال هايدروجين التجريبية العاملة بخلايا وقود الهيدروجين رحلتها التجريبية الأولى إلى موس ليك، واشنطن، الأسبوع الماضي. استغرقت الرحلة التجريبية 15 دقيقة ووصلت إلى ارتفاع 3500 قدم. تعتمد منصة الاختبار على طائرة داش 8-300، أكبر طائرة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين في العالم.
أقلعت الطائرة، الملقبة بـ"لايتنينج ماكلين"، من مطار غرانت كاونتي الدولي (KMWH) في تمام الساعة 8:45 صباحًا يوم 2 مارس، ووصلت إلى ارتفاع تحليق بلغ 3500 قدم بعد 15 دقيقة. وتُعد هذه الرحلة، التي استندت إلى شهادة صلاحية طيران خاصة من إدارة الطيران الفيدرالية (FAA)، أولى رحلاتها التجريبية التي ستستمر لمدة عامين، ومن المتوقع أن تُختتم عام 2025. الطائرة، التي حُوِّلت من طائرة نفاثة إقليمية من طراز ATR 72، لا تحتفظ إلا بمحرك توربيني أصلي واحد يعمل بالوقود الأحفوري حرصًا على السلامة، بينما تعمل بقية المحركات بالهيدروجين النقي.
تهدف شركة Universal Hydrogren إلى تشغيل عمليات الطيران الإقليمية بالكامل بواسطة خلايا وقود الهيدروجين بحلول عام 2025. في هذا الاختبار، ينبعث من محرك يعمل بخلية وقود هيدروجينية نظيفة الماء فقط ولا يلوث الغلاف الجوي. ولأنه اختبار أولي، لا يزال المحرك الآخر يعمل بالوقود التقليدي. لذا إذا نظرت إليه، فهناك فرق كبير بين المحركين الأيسر والأيمن، حتى في قطر الشفرات وعددها. ووفقًا لشركة Universal Hydrogren، فإن الطائرات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين أكثر أمانًا وأرخص في التشغيل ولها تأثير ضئيل على البيئة. وخلايا وقود الهيدروجين الخاصة بها معيارية ويمكن تحميلها وتفريغها من خلال مرافق الشحن الموجودة في المطار، حتى يتمكن المطار من تلبية احتياجات تجديد الطائرات التي تعمل بالهيدروجين دون تعديل. من الناحية النظرية، يمكن للطائرات النفاثة الأكبر أن تفعل الشيء نفسه، حيث من المتوقع أن تدخل المحركات التوربينية التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين حيز الاستخدام بحلول منتصف ثلاثينيات القرن الحادي والعشرين.
في الواقع، يعتقد بول إريمينكو، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة يونيفرسال هايدروجين، أن الطائرات النفاثة ستضطر إلى العمل بالهيدروجين النظيف بحلول منتصف ثلاثينيات القرن الحالي، وإلا سيضطر قطاع الطيران إلى خفض عدد الرحلات الجوية لتحقيق أهداف الانبعاثات الإلزامية على مستوى القطاع. وستكون النتيجة ارتفاعًا حادًا في أسعار التذاكر وصعوبة الحصول عليها. لذلك، من الضروري تعزيز البحث والتطوير في مجال طائرات الطاقة الجديدة. لكن هذه الرحلة الأولى تُبشّر أيضًا ببصيص أمل للقطاع.
نفّذ المهمة أليكس كرول، وهو طيار اختبار سابق ذو خبرة في سلاح الجو الأمريكي وطيار اختبار رئيسي في الشركة. صرّح بأنه في جولة الاختبار الثانية، تمكن من الطيران بالكامل باستخدام مولدات خلايا وقود الهيدروجين، دون الاعتماد على محركات الوقود الأحفوري البدائية. وأضاف كرول: "تتميز الطائرة المعدّلة بأداء تحكم ممتاز، ويُنتج نظام طاقة خلايا وقود الهيدروجين ضوضاء واهتزازات أقل بكثير من محركات التوربينات التقليدية".
تلقت شركة يونيفرسال هايدروجين عشرات الطلبات لنقل الركاب على طائرات إقليمية تعمل بالهيدروجين، بما في ذلك شركة كونيكت إيرلاينز الأمريكية. ووصف جون توماس، الرئيس التنفيذي للشركة، رحلة لايتنينج ماكلاين بأنها "نقطة انطلاق نحو إزالة الكربون من صناعة الطيران العالمية".
لماذا تعد الطائرات التي تعمل بالهيدروجين خيارًا لتقليل الكربون في مجال الطيران؟
إن تغير المناخ يضع النقل الجوي في خطر لعقود قادمة.
وفقًا لمعهد الموارد العالمية، وهو مؤسسة بحثية غير ربحية مقرها واشنطن، لا ينبعث من الطيران سوى سدس كمية ثاني أكسيد الكربون التي ينبعث من السيارات والشاحنات. ومع ذلك، تنقل الطائرات عددًا أقل بكثير من الركاب يوميًا مقارنةً بالسيارات والشاحنات.
زادت أكبر أربع شركات طيران (أمريكان، ويونايتد، ودلتا، وساوث ويست) من استهلاكها لوقود الطائرات بنسبة 15% بين عامي 2014 و2019. ومع ذلك، وعلى الرغم من إنتاج طائرات أكثر كفاءة وأقل انبعاثات كربونية، إلا أن أعداد الركاب في اتجاه تنازلي منذ عام 2019.
تلتزم شركات الطيران بأن تصبح خالية من الكربون بحلول منتصف القرن، وقد استثمرت بعضها في الوقود المستدام للسماح للطيران بلعب دور نشط في تغير المناخ.
الوقود المستدام (SAFs) هو وقود حيوي مصنوع من زيت الطهي، أو الدهون الحيوانية، أو النفايات البلدية، أو غيرها من المواد الخام. يمكن مزج هذا الوقود مع الوقود التقليدي لتشغيل محركات الطائرات، ويُستخدم بالفعل في الرحلات التجريبية، وحتى على متن رحلات الركاب المنتظمة. مع ذلك، يُعدّ الوقود المستدام باهظ الثمن، إذ يبلغ حوالي ثلاثة أضعاف تكلفة وقود الطائرات التقليدي. ومع ازدياد عدد شركات الطيران التي تشتري وتستخدم الوقود المستدام، سترتفع الأسعار أكثر. ويطالب المدافعون عن هذا الوقود بحوافز مثل الإعفاءات الضريبية لتعزيز الإنتاج.
يُنظر إلى الوقود المستدام كوقودٍ مؤقتٍ قادرٍ على خفض انبعاثات الكربون ريثما يتم تحقيق إنجازاتٍ أكبر، مثل الطائرات الكهربائية أو التي تعمل بالهيدروجين. في الواقع، قد لا تُستخدم هذه التقنيات على نطاقٍ واسعٍ في مجال الطيران قبل 20 أو 30 عامًا.
تحاول الشركات تصميم وبناء طائرات كهربائية، لكن معظمها عبارة عن طائرات صغيرة تشبه المروحيات، تقلع وتهبط عموديًا ولا تحمل سوى عدد قليل من الركاب.
يتطلب بناء طائرة كهربائية كبيرة قادرة على حمل 200 راكب - أي ما يعادل طائرة عادية متوسطة الحجم - بطاريات أكبر وأوقات طيران أطول. ووفقًا لهذا المعيار، يجب أن يكون وزن البطاريات حوالي 40 ضعف وزن وقود الطائرات لشحنها بالكامل. لكن الطائرات الكهربائية لن تكون ممكنة دون ثورة في تكنولوجيا البطاريات.
تُعدّ طاقة الهيدروجين أداةً فعّالةً لتحقيق انبعاثات كربونية منخفضة، وتلعب دورًا لا غنى عنه في التحوّل العالمي في مجال الطاقة. وتتمثل الميزة البارزة لطاقة الهيدروجين مقارنةً بمصادر الطاقة المتجددة الأخرى في إمكانية تخزينها على نطاق واسع على مدار فصول السنة. ومن بين هذه المصادر، يُعدّ الهيدروجين الأخضر الوسيلة الوحيدة لإزالة الكربون بشكل عميق في العديد من الصناعات، بما في ذلك القطاعات الصناعية التي تُمثّلها صناعات البتروكيماويات والصلب والكيماويات، وقطاع النقل الذي يُمثّله الطيران. ووفقًا للجنة الدولية لطاقة الهيدروجين، من المتوقع أن يصل حجم سوق طاقة الهيدروجين إلى 2.5 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2050.
قال دان رذرفورد، الباحث في مجال إزالة الكربون من السيارات والطائرات في المجلس الدولي للنقل النظيف، وهي منظمة بيئية، لوكالة أسوشيتد برس: "الهيدروجين نفسه وقود خفيف جدًا. لكن تخزين الهيدروجين يتطلب خزانات كبيرة، والخزان نفسه ثقيل جدًا".
بالإضافة إلى ذلك، هناك عيوب وعقبات أمام تطبيق وقود الهيدروجين. على سبيل المثال، ستكون هناك حاجة إلى بنية تحتية جديدة ضخمة ومكلفة في المطارات لتخزين غاز الهيدروجين المبرد إلى سائل.
مع ذلك، لا يزال رذرفورد متفائلاً بحذر بشأن الهيدروجين. ويعتقد فريقه أن الطائرات التي تعمل بالهيدروجين ستتمكن من قطع مسافة 2100 ميل تقريبًا بحلول عام 2035.
وقت النشر: ١٦ مارس ٢٠٢٣