De waterstofbrandstofceldemonstrator van Universal Hydrogen maakte vorige week zijn eerste vlucht naar Moss Lake, Washington. De testvlucht duurde 15 minuten en bereikte een hoogte van 1067 meter. Het testplatform is gebaseerd op de Dash8-300, 's werelds grootste waterstofbrandstofcelvliegtuig.
Het vliegtuig, met de bijnaam Lightning McClean, vertrok op 2 maart om 8:45 uur vanaf Grant County International Airport (KMWH) en bereikte 15 minuten later een kruishoogte van 3500 voet (1067 meter). De vlucht, gebaseerd op een Special Airworthiness-certificaat van de FAA, is de eerste van een twee jaar durende testvlucht die naar verwachting in 2025 zal worden afgerond. Het vliegtuig, dat is omgebouwd van een ATR 72 regionaal vliegtuig, heeft nog maar één originele fossiele brandstofturbinemotor voor de veiligheid, terwijl de rest wordt aangedreven door pure waterstof.
Universal Hydrogen streeft ernaar om in 2025 regionale vluchten volledig te laten draaien op waterstofbrandstofcellen. In deze test stoot een motor die wordt 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. Als je er dus naar kijkt, is er een groot verschil tussen de linker- en de rechtermotor, zelfs de diameter van de bladen en het aantal bladen. Volgens Universal Hydrogen zijn vliegtuigen met waterstofbrandstofcellen veiliger, goedkoper in gebruik en hebben ze weinig impact op het milieu. Hun waterstofbrandstofcellen zijn modulair en kunnen worden geladen en gelost via de bestaande vrachtfaciliteiten van de luchthaven, zodat de luchthaven zonder aanpassingen kan voldoen aan de bevoorradingsbehoeften van waterstofvliegtuigen. In theorie zouden grotere straalvliegtuigen hetzelfde kunnen doen, waarbij turbofans met waterstofbrandstofcellen naar verwachting medio jaren 2030 in gebruik zullen zijn.
Paul Eremenko, medeoprichter en CEO van Universal Hydrogen, is ervan overtuigd dat straalvliegtuigen halverwege de jaren 2030 op schone waterstof moeten rijden, anders zal de industrie het aantal vluchten moeten terugschroeven om te voldoen aan de verplichte emissiedoelstellingen voor de hele sector. Dit zou leiden tot een sterke stijging van de ticketprijzen en een strijd om een ticket 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 industrie.
De missie werd uitgevoerd door Alex Kroll, een ervaren voormalig testpiloot van de Amerikaanse luchtmacht en de belangrijkste testpiloot van het bedrijf. Hij zei dat hij tijdens de tweede testtour volledig op waterstofgeneratoren kon vliegen, zonder afhankelijk te zijn van primitieve fossiele brandstofmotoren. "Het aangepaste vliegtuig heeft uitstekende vliegeigenschappen en het waterstofsysteem produceert aanzienlijk minder geluid en trillingen dan conventionele turbinemotoren," aldus Kroll.
Universal Hydrogen heeft tientallen passagiersbestellingen voor waterstofaangedreven regionale vliegtuigen, waaronder Connect Airlines, een Amerikaans bedrijf. John Thomas, de CEO van het bedrijf, noemde de vlucht van Lightning McClain "het nulpunt voor de decarbonisatie van de wereldwijde luchtvaartindustrie".
Waarom zijn waterstofvliegtuigen een optie voor het verminderen van de CO2-uitstoot in de luchtvaart?
Klimaatverandering brengt de luchtvaart voor de komende decennia in gevaar.
Volgens het World Resources Institute, een non-profitorganisatie voor onderzoek in Washington, stoot de luchtvaart slechts een zesde van de CO2-uitstoot uit van auto's en vrachtwagens. Vliegtuigen vervoeren echter veel minder passagiers per dag dan auto's en vrachtwagens.
De vier grootste luchtvaartmaatschappijen (American, United, Delta en Southwest) verhoogden hun kerosineverbruik met 15 procent tussen 2014 en 2019. Maar ondanks het feit dat er efficiëntere en koolstofarmere vliegtuigen in productie zijn genomen, vertoont het aantal passagiers sinds 2019 een dalende trend.
Luchtvaartmaatschappijen streven ernaar om halverwege de eeuw CO2-neutraal te zijn. Sommige hebben geïnvesteerd in duurzame brandstoffen, zodat de luchtvaart een actieve rol kan spelen in klimaatverandering.
Duurzame brandstoffen (SAF's) zijn biobrandstoffen die worden gemaakt van bakolie, dierlijk vet, gemeentelijk afval of andere grondstoffen. De brandstof kan worden gemengd met conventionele brandstoffen om straalmotoren aan te drijven en wordt al gebruikt in testvluchten en zelfs op lijnvluchten voor passagiers. 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 dringen aan op prikkels zoals belastingvoordelen om de productie te stimuleren.
Duurzame brandstoffen worden gezien als een overgangsbrandstof die de CO2-uitstoot kan verminderen totdat er grotere doorbraken zijn bereikt, zoals elektrische of waterstofvliegtuigen. Het kan echter nog wel 20 tot 30 jaar duren voordat deze technologieën breed in de luchtvaart worden toegepast.
Bedrijven proberen elektrische vliegtuigen te ontwerpen en te bouwen, maar de meeste zijn kleine, helikopterachtige vliegtuigjes die verticaal opstijgen en landen en slechts een handvol passagiers kunnen vervoeren.
Het bouwen van een groot elektrisch vliegtuig met een capaciteit van 200 passagiers – het equivalent van een middelgrote standaardvlucht – zou grotere batterijen en langere vliegtijden vereisen. Volgens die norm zouden batterijen ongeveer 40 keer zo zwaar moeten zijn als kerosine om volledig opgeladen te zijn. Maar elektrische vliegtuigen zullen niet mogelijk zijn zonder een revolutie in batterijtechnologie.
Waterstofenergie is een effectief instrument om een lage CO2-uitstoot te bereiken 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 kan worden opgeslagen, ongeacht het seizoen. Groene waterstof is de enige manier om in veel sectoren, waaronder de petrochemische, staal- en chemische industrie en de transportsector (zoals de luchtvaart), een sterke CO2-reductie te realiseren. Volgens de Internationale Commissie voor Waterstofenergie zal de markt voor waterstofenergie naar verwachting in 2050 een waarde van $ 2,5 biljoen bereiken.
"Waterstof zelf is een zeer lichte brandstof", vertelde Dan Rutherford, onderzoeker naar 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 nadelen en belemmeringen voor de implementatie van waterstof als brandstof. Zo zou er op luchthavens een enorme en dure nieuwe infrastructuur nodig zijn om waterstofgas gekoeld tot vloeibare vorm op te slaan.
Toch blijft Rutherford voorzichtig optimistisch over waterstof. Zijn team verwacht dat waterstofvliegtuigen in 2035 een afstand van ongeveer 3300 kilometer kunnen afleggen.
Geplaatst op: 16-03-2023