Demonstracyjny samolot Universal Hydrogen z ogniwami paliwowymi na wodór odbył w zeszłym tygodniu swój pierwszy lot do Moss Lake w stanie Waszyngton. Lot testowy trwał 15 minut i osiągnął wysokość 3500 stóp (ok. 1067 m). Platforma testowa oparta jest na Dash8-300, największym na świecie samolocie z ogniwami paliwowymi na wodór.
Samolot, o pseudonimie Lightning McClean, wystartował z międzynarodowego lotniska Grant County (KMWH) o godzinie 8:45 rano 2 marca i 15 minut później osiągnął wysokość przelotową 3500 stóp (ok. 1067 m). Lot, oparty na certyfikacie FAA Special Airworthiness, jest pierwszym z dwuletniego lotu testowego, którego kulminacja planowana jest na 2025 rok. Samolot, który został przebudowany z regionalnego odrzutowca ATR 72, zachował ze względów bezpieczeństwa tylko jeden oryginalny silnik turbinowy zasilany paliwem kopalnym, podczas gdy pozostałe są napędzane czystym wodorem.
Universal Hydrogen dąży do tego, aby do 2025 roku regionalne operacje lotnicze były w całości zasilane ogniwami paliwowymi na wodór. W tym teście silnik zasilany czystym ogniwem paliwowym na wodór emituje jedynie wodę i nie zanieczyszcza atmosfery. Ponieważ jest to test wstępny, drugi silnik nadal pracuje na paliwie konwencjonalnym. Jeśli więc spojrzeć na to z szerszej perspektywy, widać dużą różnicę między lewym a prawym silnikiem, nawet w średnicy i liczbie łopat. Według Universal Hydrogen samoloty zasilane ogniwami paliwowymi na wodór są bezpieczniejsze, tańsze w eksploatacji i mają niewielki wpływ na środowisko. Ich ogniwa paliwowe na wodór są modułowe i mogą być ładowane i rozładowywane z istniejących terminali cargo lotniska, dzięki czemu lotnisko może zaspokoić potrzeby uzupełniania zapasów samolotów napędzanych wodorem bez modyfikacji. Teoretycznie większe odrzutowce mogłyby zrobić to samo, a oczekuje się, że turbowentylatorowe silniki zasilane ogniwami paliwowymi na wodór wejdą do użytku w połowie lat 30. XXI wieku.
Paul Eremenko, współzałożyciel i prezes Universal Hydrogen, uważa, że samoloty odrzutowe będą musiały być napędzane czystym wodorem do połowy lat 30. XXI wieku, w przeciwnym razie branża będzie musiała ograniczyć liczbę lotów, aby spełnić obowiązkowe cele emisyjne. Skutkiem tego byłby gwałtowny wzrost cen biletów i trudności z ich zdobyciem. Dlatego pilnie potrzebne jest wspieranie badań i rozwoju samolotów napędzanych nowymi źródłami energii. Jednak ten pierwszy lot daje również pewną nadzieję dla branży.
Misję przeprowadził Alex Kroll, doświadczony były pilot doświadczalny Sił Powietrznych USA i główny pilot doświadczalny firmy. Dodał, że podczas drugiego lotu testowego był w stanie latać wyłącznie na generatorach wodorowych, bez polegania na prymitywnych silnikach spalinowych. „Zmodyfikowany samolot charakteryzuje się doskonałymi właściwościami pilotażowymi, a układ zasilania wodorowymi ogniwami paliwowymi generuje znacznie mniej hałasu i wibracji niż konwencjonalne silniki turbinowe” – powiedział Kroll.
Universal Hydrogen ma dziesiątki zamówień na regionalne odrzutowce napędzane wodorem, w tym od Connect Airlines, amerykańskiej firmy. John Thomas, prezes firmy, nazwał lot Lightning McClain „punktem zerowym dekarbonizacji globalnego przemysłu lotniczego”.
Dlaczego samoloty napędzane wodorem są rozwiązaniem pozwalającym na redukcję emisji dwutlenku węgla w lotnictwie?
Zmiany klimatyczne narażają transport lotniczy na ryzyko na najbliższe dziesięciolecia.
Według World Resources Institute, organizacji badawczej non-profit z siedzibą w Waszyngtonie, lotnictwo emituje zaledwie jedną szóstą dwutlenku węgla w porównaniu z samochodami osobowymi i ciężarówkami. Jednak samoloty przewożą znacznie mniej pasażerów dziennie niż samochody osobowe i ciężarowe.
Cztery największe linie lotnicze (American, United, Delta i Southwest) zwiększyły zużycie paliwa lotniczego o 15 procent w latach 2014–2019. Jednak pomimo wprowadzenia do produkcji bardziej wydajnych i niskoemisyjnych samolotów, liczba pasażerów od 2019 r. maleje.
Linie lotnicze zobowiązały się do osiągnięcia neutralności pod względem emisji dwutlenku węgla do połowy stulecia, a niektóre zainwestowały w paliwa zrównoważone, aby umożliwić lotnictwu odegranie aktywnej roli w walce ze zmianą klimatu.
Paliwa zrównoważone (SAF) to biopaliwa wytwarzane z oleju spożywczego, tłuszczu zwierzęcego, odpadów komunalnych lub innych surowców. Paliwo to można mieszać z paliwami konwencjonalnymi do zasilania silników odrzutowych i jest już wykorzystywane w lotach testowych, a nawet w regularnych lotach pasażerskich. Jednak paliwo zrównoważone jest drogie, około trzy razy droższe niż konwencjonalne paliwo lotnicze. Wraz ze wzrostem liczby linii lotniczych kupujących i wykorzystujących paliwa zrównoważone, ceny będą nadal rosły. Zwolennicy tego rozwiązania naciskają na wprowadzenie zachęt, takich jak ulgi podatkowe, w celu zwiększenia produkcji.
Paliwa zrównoważone są postrzegane jako paliwo pomostowe, które może ograniczyć emisję dwutlenku węgla do czasu osiągnięcia bardziej znaczących przełomów, takich jak samoloty elektryczne lub napędzane wodorem. W rzeczywistości technologie te mogą nie znaleźć szerokiego zastosowania w lotnictwie przez kolejne 20 lub 30 lat.
Przedsiębiorstwa starają się projektować i budować samoloty elektryczne, ale większość z nich to małe samoloty przypominające helikoptery, startujące i lądujące pionowo, zabierające na pokład tylko kilku pasażerów.
Stworzenie dużego samolotu elektrycznego zdolnego do przewozu 200 pasażerów – co odpowiada średniej wielkości standardowemu lotowi – wymagałoby większych akumulatorów i dłuższego czasu lotu. Zgodnie z tym standardem, akumulatory musiałyby ważyć około 40 razy więcej niż paliwo lotnicze, aby były w pełni naładowane. Jednak samoloty elektryczne nie będą możliwe bez rewolucji w technologii akumulatorów.
Energia wodorowa jest skutecznym narzędziem do osiągnięcia niskiej emisji dwutlenku węgla i odgrywa niezastąpioną rolę w globalnej transformacji energetycznej. Istotną przewagą energii wodorowej nad innymi odnawialnymi źródłami energii jest możliwość jej magazynowania na dużą skalę w różnych porach roku. Spośród nich, zielony wodór jest jedynym sposobem na głęboką dekarbonizację w wielu gałęziach przemysłu, w tym w przemyśle petrochemicznym, stalowym, chemicznym oraz w transporcie, reprezentowanym przez lotnictwo. Według Międzynarodowej Komisji ds. Energii Wodorowej, rynek energii wodorowej ma osiągnąć wartość 2,5 biliona dolarów do 2050 roku.
„Sam wodór jest bardzo lekkim paliwem” – powiedział agencji Associated Press Dan Rutherford, badacz dekarbonizacji samochodów i samolotów w Międzynarodowej Radzie ds. Czystego Transportu (ICT), organizacji ekologicznej. „Ale do przechowywania wodoru potrzebne są duże zbiorniki, a sam zbiornik jest bardzo ciężki”.
Ponadto istnieją wady i przeszkody utrudniające wdrożenie paliwa wodorowego. Na przykład, na lotniskach potrzebna byłaby rozbudowana i kosztowna infrastruktura do przechowywania schłodzonego do postaci ciekłej wodoru.
Mimo to Rutherford pozostaje ostrożnym optymistą w kwestii wodoru. Jego zespół uważa, że do 2035 roku samoloty napędzane wodorem będą mogły pokonać dystans około 3400 kilometrów.
Czas publikacji: 16 marca 2023 r.