Demonstrator ogniw paliwowych wodorowych Universal Hydrogen odbył swój pierwszy lot do Moss Lake w stanie Waszyngton w zeszłym tygodniu. Lot testowy trwał 15 minut i osiągnął wysokość 3500 stóp. Platforma testowa jest oparta na Dash8-300, największym na świecie samolocie z ogniwami paliwowymi wodorowymi.
Samolot, nazwany Lightning McClean, wystartował z Grant County International Airport (KMWH) o 8:45 rano 2 marca i osiągnął wysokość przelotową 3500 stóp 15 minut później. Lot, oparty na certyfikacie FAA Special Airworthiness, jest pierwszym z dwuletniego lotu testowego, który ma zakończyć się w 2025 roku. Samolot, który został przerobiony z regionalnego odrzutowca ATR 72, zachował tylko jeden oryginalny silnik turbinowy na paliwo kopalne ze względów bezpieczeństwa, podczas gdy reszta jest napędzana czystym wodorem.
Universal Hydrogen zamierza do 2025 r. całkowicie zasilać regionalne operacje lotnicze za pomocą ogniw paliwowych wodorowych. W tym teście silnik zasilany czystym ogniwem paliwowym wodorowym emituje tylko wodę i nie zanieczyszcza atmosfery. Ponieważ jest to wstępny test, drugi silnik nadal pracuje na paliwie konwencjonalnym. Jeśli więc na to spojrzeć, jest duża różnica między lewym i prawym silnikiem, nawet w średnicy łopatek i liczbie łopatek. Według Universal Hydrogren samoloty zasilane ogniwami paliwowymi wodorowymi są bezpieczniejsze, tańsze w eksploatacji i mają niewielki wpływ na środowisko. Ich ogniwa paliwowe wodorowe są modułowe i mogą być ładowane i rozładowywane za pośrednictwem istniejących obiektów cargo lotniska, dzięki czemu lotnisko może zaspokoić potrzeby uzupełniania zapasów samolotów zasilanych wodorem bez modyfikacji. Teoretycznie większe odrzutowce mogłyby zrobić to samo, a turbowentylatory zasilane ogniwami paliwowymi wodorowymi mają być używane w połowie lat 30. XXI wieku.
W rzeczywistości Paul Eremenko, współzałożyciel i dyrektor generalny Universal Hydrogen, uważa, że samoloty odrzutowe będą musiały działać na czystym wodorze do połowy lat 30. XXI wieku, w przeciwnym razie branża będzie musiała ograniczyć liczbę lotów, aby spełnić obowiązkowe cele dotyczące emisji w całej branży. Rezultatem byłby gwałtowny wzrost cen biletów i walka o bilet. Dlatego też pilnie należy promować badania i rozwój nowych samolotów energetycznych. Jednak ten pierwszy lot daje również pewną nadzieję dla branży.
Misję wykonał Alex Kroll, doświadczony były pilot testowy US Air Force i główny pilot testowy firmy. Powiedział, że podczas drugiego lotu testowego był w stanie latać wyłącznie na generatorach ogniw paliwowych wodorowych, bez polegania na prymitywnych silnikach na paliwa kopalne. „Zmodyfikowany samolot ma doskonałe właściwości pilotażowe, a system zasilania ogniwami paliwowymi wodorowymi wytwarza znacznie mniej hałasu i wibracji niż konwencjonalne silniki turbinowe” — powiedział Kroll.
Universal Hydrogen ma dziesiątki zamówień pasażerskich na regionalne odrzutowce napędzane wodorem, w tym Connect Airlines, amerykańską firmę. John Thomas, dyrektor generalny 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 stanowią zagrożenie dla transportu lotniczego na najbliższe dziesięciolecia.
Lotnictwo emituje zaledwie jedną szóstą dwutlenku węgla w porównaniu z samochodami i ciężarówkami, według World Resources Institute, non-profitowej grupy badawczej z siedzibą w Waszyngtonie. Jednak samoloty przewożą znacznie mniej pasażerów dziennie niż samochody i ciężarówki.
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 z nich 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, aby napędzać silniki odrzutowe 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. W miarę jak coraz więcej linii lotniczych kupuje i wykorzystuje paliwa zrównoważone, ceny będą rosły dalej. Zwolennicy naciskają na zachęty, takie jak ulgi podatkowe, aby zwiększyć produkcję.
Paliwa zrównoważone są postrzegane jako paliwo pomostowe, które może obniżyć emisję dwutlenku węgla, dopóki nie zostaną osiągnięte bardziej znaczące przełomy, takie jak samoloty elektryczne lub napędzane wodorem. W rzeczywistości technologie te mogą nie być szeroko stosowane w lotnictwie przez kolejne 20 lub 30 lat.
Firmy starają się projektować i budować samoloty elektryczne, ale większość z nich to małe maszyny 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 baterii i dłuższego czasu lotu. Zgodnie z tym standardem baterie musiałyby ważyć około 40 razy więcej niż paliwo lotnicze, aby można je było w pełni naładować. Jednak samoloty elektryczne nie będą możliwe bez rewolucji w technologii baterii.
Energia wodorowa jest skutecznym narzędziem do osiągnięcia niskich emisji dwutlenku węgla i odgrywa niezastąpioną rolę w globalnej transformacji energetycznej. Istotną zaletą energii wodorowej w porównaniu z innymi odnawialnymi źródłami energii jest to, że można ją magazynować na dużą skalę w różnych porach roku. Spośród nich zielony wodór jest jedynym środkiem głębokiej dekarbonizacji w wielu gałęziach przemysłu, w tym w dziedzinach przemysłu reprezentowanych przez petrochemię, stal, przemysł chemiczny i przemysł transportowy reprezentowany przez lotnictwo. Według Międzynarodowej Komisji ds. Energii Wodorowej, oczekuje się, że rynek energii wodorowej osiągnie 2,5 biliona dolarów do 2050 r.
„Wodór sam w sobie jest bardzo lekkim paliwem” – powiedział agencji Associated Press Dan Rutherford, badacz dekarbonizacji samochodów i samolotów w International Council on Clean Transportation, grupie ekologicznej. „Ale do przechowywania wodoru potrzebne są duże zbiorniki, a sam zbiornik jest bardzo ciężki”.
Ponadto istnieją wady i przeszkody w implementacji paliwa wodorowego. Na przykład, masywna i kosztowna nowa infrastruktura byłaby potrzebna na lotniskach do przechowywania schłodzonego do postaci ciekłej wodoru.
Mimo to Rutherford pozostaje ostrożnie optymistyczny w kwestii wodoru. Jego zespół uważa, że samoloty napędzane wodorem będą mogły przelecieć około 2100 mil do 2035 r.
Czas publikacji: 16-03-2023