De demonstratievlucht van Universal Hydrogen met waterstofbrandstofcel maakte vorige week zijn eerste vlucht naar Moss Lake, Washington. De testvlucht duurde 15 minuten en bereikte een hoogte van 3.500 voet (ongeveer 1067 meter). Het testplatform is gebaseerd op de Dash8-300, 's werelds grootste vliegtuig met waterstofbrandstofcel.
Het vliegtuig, bijgenaamd Lightning McClean, steeg op 2 maart om 8:45 uur op vanaf Grant County International Airport (KMWH) en bereikte 15 minuten later een kruishoogte van 3.500 voet. De vlucht, gebaseerd op een speciaal luchtwaardigheidscertificaat van de FAA, is de eerste van een tweejarige testvlucht die naar verwachting in 2025 zal worden afgerond. Het vliegtuig, dat is omgebouwd van een ATR 72 regionale jet, heeft om veiligheidsredenen slechts één originele turbinemotor op fossiele brandstof behouden, terwijl de rest wordt aangedreven door zuivere waterstof.
Universal Hydrogen streeft ernaar om tegen 2025 regionale vluchten volledig op waterstofbrandstofcellen te laten draaien. In deze test stoot een motor, aangedreven door een schone waterstofbrandstofcel, alleen water uit en vervuilt de atmosfeer niet. Omdat het om een voorlopige test gaat, draait de andere motor nog op conventionele brandstof. Er is dus een groot verschil te zien tussen de linker- en de rechtermotor, zelfs de diameter van de rotorbladen en het aantal bladen. Volgens Universal Hydrogen zijn vliegtuigen op waterstofbrandstofcellen veiliger, goedkoper in gebruik en hebben ze een minimale impact op het milieu. Hun waterstofbrandstofcellen zijn modulair en kunnen via de bestaande vrachtfaciliteiten van de luchthaven worden geladen en gelost, waardoor de luchthaven zonder aanpassingen kan voldoen aan de bevoorradingsbehoeften van vliegtuigen op waterstof. In theorie zouden grotere straalvliegtuigen hetzelfde kunnen doen, waarbij turbofans op waterstofbrandstofcellen naar verwachting halverwege de jaren 2030 in gebruik zullen zijn.
Paul Eremenko, medeoprichter en CEO van Universal Hydrogen, is er zelfs van overtuigd dat straalvliegtuigen tegen het midden van de jaren 2030 op schone waterstof zullen moeten vliegen. Anders zal de sector vluchten moeten schrappen om te voldoen aan de verplichte emissiedoelstellingen. Het gevolg zou een forse stijging van de ticketprijzen zijn en een strijd om een kaartje te bemachtigen. Daarom is het dringend noodzakelijk om onderzoek en ontwikkeling van vliegtuigen op nieuwe energiebronnen te stimuleren. Maar deze eerste vlucht biedt ook hoop voor de sector.
De missie werd uitgevoerd door Alex Kroll, een ervaren voormalig testpiloot van de Amerikaanse luchtmacht en de hoofdtestpiloot van het bedrijf. Hij vertelde dat hij tijdens de tweede testvlucht volledig op waterstofbrandstofcelgeneratoren kon vliegen, zonder gebruik te hoeven maken van primitieve motoren op fossiele brandstoffen. "Het aangepaste vliegtuig heeft uitstekende vliegeigenschappen en het waterstofbrandstofcelsysteem produceert aanzienlijk minder lawaai en trillingen dan conventionele turbinemotoren", aldus Kroll.
Universal Hydrogen heeft tientallen bestellingen voor passagiersvliegtuigen op waterstof, waaronder van Connect Airlines, een Amerikaans bedrijf. John Thomas, de CEO van het bedrijf, noemde de vlucht van Lightning McClain "het epicentrum van de decarbonisatie van de wereldwijde luchtvaartindustrie".
Waarom zijn vliegtuigen op waterstof een optie voor het verminderen van de CO2-uitstoot in de luchtvaart?
Klimaatverandering brengt het luchtvervoer de komende decennia in gevaar.
Volgens het World Resources Institute, een non-profit onderzoeksgroep gevestigd in Washington, stoot de luchtvaart slechts een zesde van de hoeveelheid koolstofdioxide uit die auto's en vrachtwagens produceren. Vliegtuigen vervoeren echter veel minder passagiers per dag dan auto's en vrachtwagens.
De vier grootste luchtvaartmaatschappijen (American, United, Delta en Southwest) verhoogden hun brandstofverbruik voor vliegtuigen met 15 procent tussen 2014 en 2019. Ondanks de productie van efficiëntere en koolstofarme vliegtuigen, vertonen de passagiersaantallen sinds 2019 echter een dalende trend.
Luchtvaartmaatschappijen hebben zich ertoe verbonden om tegen het midden van deze eeuw CO2-neutraal te zijn, en sommige hebben geïnvesteerd in duurzame brandstoffen om de luchtvaart een actieve rol te laten spelen in de strijd tegen klimaatverandering.
Duurzame brandstoffen (SAF's) zijn biobrandstoffen die worden gemaakt van frituurolie, dierlijk vet, gemeentelijk afval of andere grondstoffen. De brandstof kan worden gemengd met conventionele brandstoffen om straalmotoren aan te drijven en wordt al gebruikt bij testvluchten en zelfs op reguliere passagiersvluchten. Duurzame brandstof is echter duur, ongeveer drie keer zo duur als conventionele vliegtuigbrandstof. Naarmate meer luchtvaartmaatschappijen duurzame brandstoffen kopen en gebruiken, zullen de prijzen verder stijgen. Voorstanders pleiten voor stimuleringsmaatregelen, zoals belastingvoordelen, om de productie te bevorderen.
Duurzame brandstoffen worden gezien als een overgangsbrandstof die de CO2-uitstoot kan verminderen totdat belangrijkere doorbraken zoals elektrische of waterstofvliegtuigen worden gerealiseerd. Sterker nog, deze technologieën zullen mogelijk pas over 20 of 30 jaar op grote schaal in de luchtvaart worden gebruikt.
Bedrijven proberen elektrische vliegtuigen te ontwerpen en te bouwen, maar de meeste zijn kleine, helikopterachtige toestellen die verticaal opstijgen en landen en slechts een handvol passagiers kunnen vervoeren.
Om een groot elektrisch vliegtuig te bouwen dat 200 passagiers kan vervoeren – het equivalent van een middelgrote standaardvlucht – zijn grotere accu's en langere vliegtijden nodig. Volgens die norm zouden accu's ongeveer 40 keer zoveel moeten wegen als vliegtuigbrandstof om volledig opgeladen te zijn. Maar elektrische vliegtuigen zullen niet mogelijk zijn zonder een revolutie in de accutechnologie.
Waterstofenergie is een effectief middel om de CO2-uitstoot te verlagen en speelt een onvervangbare rol in de wereldwijde energietransitie. Het grote voordeel van waterstofenergie ten opzichte van andere hernieuwbare energiebronnen is dat het op grote schaal en gedurende meerdere seizoenen kan worden opgeslagen. Groene waterstof is bovendien de enige manier om in veel sectoren, waaronder de petrochemische industrie, de staalindustrie, de chemische industrie en de transportsector (zoals de luchtvaart), een diepe decarbonisatie te realiseren. Volgens de Internationale Commissie voor Waterstofenergie zal de waterstofenergiemarkt naar verwachting in 2050 een waarde van 2,5 biljoen dollar bereiken.
"Waterstof zelf is een zeer lichte brandstof," vertelde Dan Rutherford, onderzoeker naar de decarbonisatie van auto's en vliegtuigen bij de International Council on Clean Transportation, een milieuorganisatie, aan Associated Press. "Maar je hebt grote tanks nodig om waterstof op te slaan, en de tank zelf is erg zwaar."
Daarnaast zijn er ook nadelen en obstakels verbonden aan de implementatie van waterstofbrandstof. Zo zou er bijvoorbeeld op luchthavens een omvangrijke en kostbare nieuwe infrastructuur nodig zijn om waterstofgas, afgekoeld tot vloeibare vorm, op te slaan.
Toch blijft Rutherford voorzichtig optimistisch over waterstof. Zijn team gelooft dat vliegtuigen op waterstof in 2035 een afstand van ongeveer 2.100 mijl zullen kunnen afleggen.
Geplaatst op: 16 maart 2023