Το αεροσκάφος επίδειξης κυψελών καυσίμου υδρογόνου της Universal Hydrogen πραγματοποίησε την πρώτη του πτήση στη λίμνη Moss Lake της Ουάσινγκτον την περασμένη εβδομάδα. Η δοκιμαστική πτήση διήρκεσε 15 λεπτά και έφτασε σε υψόμετρο 3.500 ποδιών. Η πλατφόρμα δοκιμών βασίζεται στο Dash8-300, το μεγαλύτερο αεροσκάφος κυψελών καυσίμου υδρογόνου στον κόσμο.
Το αεροπλάνο, με το παρατσούκλι Lightning McClean, απογειώθηκε από το Διεθνές Αεροδρόμιο της Κομητείας Γκραντ (KMWH) στις 8:45 π.μ. στις 2 Μαρτίου και έφτασε σε υψόμετρο πλεύσης 3.500 ποδιών 15 λεπτά αργότερα. Η πτήση, που βασίζεται σε πιστοποιητικό ειδικής αξιοπλοΐας της FAA, είναι η πρώτη μιας διετούς δοκιμαστικής πτήσης που αναμένεται να ολοκληρωθεί το 2025. Το αεροπλάνο, το οποίο μετατράπηκε από περιφερειακό τζετ ATR 72, διατηρεί μόνο έναν αρχικό κινητήρα στροβίλου ορυκτών καυσίμων για λόγους ασφαλείας, ενώ τα υπόλοιπα τροφοδοτούνται με καθαρό υδρογόνο.
Η Universal Hydrogen στοχεύει σε περιφερειακές πτήσεις που θα τροφοδοτούνται εξ ολοκλήρου από κυψέλες καυσίμου υδρογόνου έως το 2025. Σε αυτή τη δοκιμή, ένας κινητήρας που τροφοδοτείται από μια καθαρή κυψέλη καυσίμου υδρογόνου εκπέμπει μόνο νερό και δεν μολύνει την ατμόσφαιρα. Επειδή πρόκειται για προκαταρκτική δοκιμή, ο άλλος κινητήρας εξακολουθεί να λειτουργεί με συμβατικό καύσιμο. Έτσι, αν το εξετάσετε, υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ του αριστερού και του δεξιού κινητήρα, ακόμη και στη διάμετρο των πτερυγίων και στον αριθμό των πτερυγίων. Σύμφωνα με την Universal Hydrogren, τα αεροπλάνα που τροφοδοτούνται από κυψέλες καυσίμου υδρογόνου είναι ασφαλέστερα, φθηνότερα στη λειτουργία και έχουν μικρό αντίκτυπο στο περιβάλλον. Τα κυψέλες καυσίμου υδρογόνου τους είναι αρθρωτά και μπορούν να φορτωθούν και να εκφορτωθούν μέσω των υφιστάμενων εγκαταστάσεων φορτίου του αεροδρομίου, έτσι ώστε το αεροδρόμιο να μπορεί να καλύψει τις ανάγκες ανεφοδιασμού των αεροσκαφών που κινούνται με υδρογόνο χωρίς τροποποιήσεις. Θεωρητικά, μεγαλύτερα τζετ θα μπορούσαν να κάνουν το ίδιο, με τους turbofans που τροφοδοτούνται από κυψέλες καυσίμου υδρογόνου να αναμένεται να χρησιμοποιούνται μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 2030.
Στην πραγματικότητα, ο Paul Eremenko, συνιδρυτής και διευθύνων σύμβουλος της Universal Hydrogen, πιστεύει ότι τα αεριωθούμενα αεροσκάφη θα πρέπει να λειτουργούν με καθαρό υδρογόνο μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 2030, διαφορετικά η βιομηχανία θα πρέπει να μειώσει τις πτήσεις για να επιτύχει τους υποχρεωτικούς στόχους εκπομπών σε ολόκληρο τον κλάδο. Το αποτέλεσμα θα ήταν μια απότομη αύξηση στις τιμές των εισιτηρίων και μια δυσκολία στην εξασφάλιση εισιτηρίου. Επομένως, είναι επείγον να προωθηθεί η έρευνα και η ανάπτυξη αεροσκαφών νέας ενέργειας. Αλλά αυτή η πρώτη πτήση προσφέρει επίσης κάποια ελπίδα για τη βιομηχανία.
Η αποστολή πραγματοποιήθηκε από τον Άλεξ Κρολ, έναν έμπειρο πρώην πιλότο δοκιμών της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ και επικεφαλής πιλότο δοκιμών της εταιρείας. Είπε ότι στη δεύτερη δοκιμαστική περιοδεία, μπόρεσε να πετάξει εξ ολοκλήρου με γεννήτριες κυψελών καυσίμου υδρογόνου, χωρίς να βασίζεται σε πρωτόγονους κινητήρες ορυκτών καυσίμων. «Το τροποποιημένο αεροσκάφος έχει εξαιρετική απόδοση χειρισμού και το σύστημα ισχύος κυψελών καυσίμου υδρογόνου παράγει σημαντικά λιγότερο θόρυβο και κραδασμούς από τους συμβατικούς κινητήρες στροβίλων», δήλωσε ο Κρολ.
Η Universal Hydrogen έχει δεκάδες παραγγελίες επιβατών για υδρογονοκίνητα περιφερειακά τζετ, συμπεριλαμβανομένης της Connect Airlines, μιας αμερικανικής εταιρείας. Ο John Thomas, διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας, χαρακτήρισε την πτήση του Lightning McClain «σημείο μηδέν για την απαλλαγή από τον άνθρακα της παγκόσμιας αεροπορικής βιομηχανίας».
Γιατί τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο αποτελούν επιλογή για τη μείωση των εκπομπών άνθρακα στην αεροπορία;
Η κλιματική αλλαγή θέτει σε κίνδυνο τις αερομεταφορές για τις επόμενες δεκαετίες.
Η αεροπορία εκπέμπει μόνο το ένα έκτο λιγότερο διοξείδιο του άνθρακα από τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά, σύμφωνα με το World Resources Institute, μια μη κερδοσκοπική ερευνητική ομάδα με έδρα την Ουάσινγκτον. Ωστόσο, τα αεροπλάνα μεταφέρουν πολύ λιγότερους επιβάτες ανά ημέρα από τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά.
Οι τέσσερις μεγαλύτερες αεροπορικές εταιρείες (American, United, Delta και Southwest) αύξησαν την κατανάλωση καυσίμων αεριωθούμενων κατά 15% μεταξύ 2014 και 2019. Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι έχουν τεθεί σε παραγωγή πιο αποδοτικά αεροσκάφη χαμηλών εκπομπών άνθρακα, ο αριθμός των επιβατών παρουσιάζει πτωτική τάση από το 2019.
Οι αεροπορικές εταιρείες έχουν δεσμευτεί να γίνουν ουδέτερες ως προς τον άνθρακα μέχρι τα μέσα του αιώνα και ορισμένες έχουν επενδύσει σε βιώσιμα καύσιμα για να επιτρέψουν στην αεροπορία να διαδραματίσει ενεργό ρόλο στην κλιματική αλλαγή.
Τα βιώσιμα καύσιμα (SAF) είναι βιοκαύσιμα που παράγονται από μαγειρικό λάδι, ζωικό λίπος, αστικά απόβλητα ή άλλες πρώτες ύλες. Το καύσιμο μπορεί να αναμειχθεί με συμβατικά καύσιμα για την τροφοδοσία κινητήρων τζετ και χρησιμοποιείται ήδη σε δοκιμαστικές πτήσεις, ακόμη και σε προγραμματισμένες επιβατικές πτήσεις. Ωστόσο, τα βιώσιμα καύσιμα είναι ακριβά, περίπου τρεις φορές ακριβότερα από τα συμβατικά καύσιμα τζετ. Καθώς περισσότερες αεροπορικές εταιρείες αγοράζουν και χρησιμοποιούν βιώσιμα καύσιμα, οι τιμές θα αυξηθούν περαιτέρω. Οι υποστηρικτές πιέζουν για κίνητρα όπως φορολογικές ελαφρύνσεις για την ενίσχυση της παραγωγής.
Τα βιώσιμα καύσιμα θεωρούνται ως ενδιάμεσο καύσιμο που μπορεί να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα μέχρι να επιτευχθούν πιο σημαντικές ανακαλύψεις, όπως τα ηλεκτρικά ή υδρογονοκίνητα αεροσκάφη. Στην πραγματικότητα, αυτές οι τεχνολογίες ενδέχεται να μην χρησιμοποιηθούν ευρέως στην αεροπορία για τα επόμενα 20 ή 30 χρόνια.
Οι εταιρείες προσπαθούν να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν ηλεκτρικά αεροσκάφη, αλλά τα περισσότερα είναι μικρά αεροπλάνα που μοιάζουν με ελικόπτερο, τα οποία απογειώνονται και προσγειώνονται κάθετα και χωρούν μόνο μια χούφτα επιβάτες.
Η κατασκευή ενός μεγάλου ηλεκτρικού αεροπλάνου ικανού να μεταφέρει 200 επιβάτες -- το ισοδύναμο μιας μεσαίου μεγέθους τυπικής πτήσης -- θα απαιτούσε μεγαλύτερες μπαταρίες και μεγαλύτερους χρόνους πτήσης. Με βάση αυτό το πρότυπο, οι μπαταρίες θα έπρεπε να ζυγίζουν περίπου 40 φορές περισσότερο από το καύσιμο αεριωθούμενων αεροσκαφών για να φορτιστούν πλήρως. Αλλά τα ηλεκτρικά αεροπλάνα δεν θα είναι δυνατά χωρίς μια επανάσταση στην τεχνολογία των μπαταριών.
Η ενέργεια από υδρογόνο αποτελεί ένα αποτελεσματικό εργαλείο για την επίτευξη χαμηλών εκπομπών άνθρακα και διαδραματίζει αναντικατάστατο ρόλο στην παγκόσμια ενεργειακή μετάβαση. Το σημαντικό πλεονέκτημα της ενέργειας από υδρογόνο έναντι άλλων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας είναι ότι μπορεί να αποθηκευτεί σε μεγάλη κλίμακα σε όλες τις εποχές. Μεταξύ αυτών, το πράσινο υδρογόνο είναι το μόνο μέσο βαθιάς απανθρακοποίησης σε πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών τομέων που αντιπροσωπεύονται από την πετροχημική βιομηχανία, τη χαλυβουργία, τη χημική βιομηχανία και τη βιομηχανία μεταφορών που αντιπροσωπεύεται από την αεροπορία. Σύμφωνα με τη Διεθνή Επιτροπή για την Ενέργεια από Υδρογόνο, η αγορά ενέργειας από υδρογόνο αναμένεται να φτάσει τα 2,5 τρισεκατομμύρια δολάρια έως το 2050.
«Το ίδιο το υδρογόνο είναι ένα πολύ ελαφρύ καύσιμο», δήλωσε στο Associated Press ο Νταν Ράδερφορντ, ερευνητής για την απανθρακοποίηση αυτοκινήτων και αεροσκαφών στο Διεθνές Συμβούλιο Καθαρών Μεταφορών, μια περιβαλλοντική ομάδα. «Αλλά χρειάζεστε μεγάλες δεξαμενές για την αποθήκευση υδρογόνου, και η ίδια η δεξαμενή είναι πολύ βαριά».
Επιπλέον, υπάρχουν μειονεκτήματα και εμπόδια στην εφαρμογή του καυσίμου υδρογόνου. Για παράδειγμα, θα χρειαστούν μαζικές και δαπανηρές νέες υποδομές στα αεροδρόμια για την αποθήκευση υδρογόνου που έχει ψυχθεί σε υγρή μορφή.
Παρόλα αυτά, ο Ράδερφορντ παραμένει συγκρατημένα αισιόδοξος για το υδρογόνο. Η ομάδα του πιστεύει ότι τα αεροπλάνα που κινούνται με υδρογόνο θα μπορούν να ταξιδεύουν περίπου 2.100 μίλια έως το 2035.
Ώρα δημοσίευσης: 16 Μαρτίου 2023