Демонстраційний літак на водневих паливних елементах компанії Universal Hydrogen минулого тижня здійснив свій перший політ до Мосс-Лейк, штат Вашингтон. Випробувальний політ тривав 15 хвилин і досяг висоти 3500 футів. Випробувальна платформа базується на Dash8-300, найбільшому у світі літаку на водневих паливних елементах.
Літак, який отримав прізвисько «Блискавка МакКлін», вилетів з Міжнародного аеропорту округу Грант (KMWH) о 8:45 ранку 2 березня та досяг крейсерської висоти 3500 футів через 15 хвилин. Політ, що базується на спеціальному сертифікаті льотної придатності FAA, є першим у дворічному випробувальному польоті, який, як очікується, завершиться у 2025 році. Літак, який був переобладнаний з регіонального реактивного ATR 72, зберіг лише один оригінальний турбінний двигун на викопному паливі для безпеки, тоді як решта працюють на чистому водні.
Компанія Universal Hydrogen прагне до 2025 року повністю перевести регіональні польоти на водневі паливні елементи. У цьому випробуванні двигун, що працює на чистому водневому паливному елементі, викидає лише воду та не забруднює атмосферу. Оскільки це попереднє випробування, інший двигун все ще працює на звичайному паливі. Тож, якщо подивитися на це, між лівим і правим двигунами є велика різниця, навіть у діаметрі лопатей та кількості лопатей. За даними Universal Hydrogren, літаки, що працюють на водневих паливних елементах, безпечніші, дешевші в експлуатації та мають незначний вплив на навколишнє середовище. Їхні водневі паливні елементи є модульними та можуть завантажуватися та розвантажуватися через існуючі вантажні приміщення аеропорту, тому аеропорт може задовольнити потреби в поповненні запасів літаків на водневому паливі без модифікацій. Теоретично, більші реактивні літаки могли б зробити те саме, а турбовентиляторні двигуни, що працюють на водневих паливних елементах, очікується, що вони будуть використовуватися до середини 2030-х років.
Фактично, Пол Єременко, співзасновник і генеральний директор Universal Hydrogen, вважає, що реактивні лайнери повинні будуть працювати на чистому водні до середини 2030-х років, інакше галузі доведеться скоротити кількість рейсів, щоб досягти обов'язкових цільових показників викидів для всієї галузі. Результатом стане різке зростання цін на квитки та боротьба за їх отримання. Тому терміново потрібно сприяти дослідженням і розробкам літаків на нових джерелах енергії. Але цей перший політ також дає певну надію для галузі.
Місію виконував Алекс Кролл, досвідчений колишній пілот-випробувач ВПС США та провідний пілот-випробувач компанії. Він сказав, що під час другого випробувального туру йому вдалося літати повністю на генераторах на водневих паливних елементах, не покладаючись на примітивні двигуни на викопному паливі. «Модифікований літак має чудові характеристики керованості, а система живлення на водневих паливних елементах створює значно менше шуму та вібрації, ніж звичайні турбінні двигуни», – сказав Кролл.
Компанія Universal Hydrogen має десятки замовлень на регіональні літаки на водневому паливі, зокрема від американської компанії Connect Airlines. Джон Томас, головний виконавчий директор компанії, назвав політ Лайтнінга Макклейна «епіцентром декарбонізації світової авіаційної галузі».
Чому літаки на водневому паливі є варіантом для скорочення викидів вуглецю в авіації?
Зміна клімату ставить під загрозу повітряний транспорт на найближчі десятиліття.
За даними Інституту світових ресурсів, некомерційної дослідницької групи, що базується у Вашингтоні, авіація викидає лише одну шосту частину вуглекислого газу, ніж автомобілі та вантажівки. Однак літаки перевозять набагато менше пасажирів на день, ніж автомобілі та вантажівки.
Чотири найбільші авіакомпанії (American, United, Delta та Southwest) збільшили використання реактивного палива на 15 відсотків між 2014 і 2019 роками. Однак, незважаючи на те, що у виробництво були введені більш ефективні та низьковуглецеві літаки, кількість пасажирів з 2019 року має тенденцію до зниження.
Авіакомпанії прагнуть досягти вуглецевої нейтральності до середини століття, а деякі з них інвестували в екологічно чисте паливо, щоб авіація могла відігравати активну роль у боротьбі зі зміною клімату.
Стале паливо (SAF) – це біопаливо, виготовлене з кулінарної олії, тваринного жиру, побутових відходів або інших видів сировини. Паливо можна змішувати зі звичайним паливом для живлення реактивних двигунів, і воно вже використовується у випробувальних польотах і навіть на регулярних пасажирських рейсах. Однак, екологічне паливо є дорогим, приблизно втричі дорожчим за звичайне реактивне паливо. Оскільки все більше авіакомпаній купують і використовують екологічне паливо, ціни зростатимуть ще більше. Прихильники цього виду палива наполягають на запровадженні стимулів, таких як податкові пільги, для збільшення виробництва.
Стале паливо розглядається як проміжний етап, який може скоротити викиди вуглецю, доки не будуть досягнуті більш значні прориви, такі як електричні або водневі літаки. Фактично, ці технології можуть не отримати широкого застосування в авіації ще протягом 20 або 30 років.
Компанії намагаються проектувати та будувати електричні літаки, але більшість із них – це невеликі, схожі на гелікоптери, які злітають і приземляються вертикально та вміщують лише кілька пасажирів.
Створення великого електричного літака, здатного перевозити 200 пасажирів – еквівалент стандартного рейсу середнього розміру – вимагатиме більших акумуляторів та тривалішого часу польоту. За цим стандартом, акумулятори повинні важити приблизно в 40 разів більше, ніж авіаційне паливо, щоб бути повністю зарядженими. Але електричні літаки будуть неможливі без революції в технології акумуляторів.
Воднева енергетика є ефективним інструментом для досягнення низького рівня викидів вуглецю та відіграє незамінну роль у глобальному енергетичному переході. Значною перевагою водневої енергії над іншими відновлюваними джерелами енергії є те, що її можна зберігати у великих масштабах протягом усіх сезонів. Серед них зелений водень є єдиним засобом глибокої декарбонізації в багатьох галузях промисловості, включаючи такі галузі, як нафтохімічна, сталеливарна, хімічна промисловість, та транспортна галузь, представлена авіацією. За даними Міжнародної комісії з водневої енергетики, очікується, що ринок водневої енергії досягне 2,5 трильйона доларів до 2050 року.
«Водень сам по собі є дуже легким паливом», – сказав Associated Press Ден Резерфорд, дослідник декарбонізації автомобілів та літаків у Міжнародній раді з чистого транспорту, екологічній групі. – «Але для зберігання водню потрібні великі резервуари, а сам резервуар дуже важкий».
Крім того, існують недоліки та перешкоди для впровадження водневого палива. Наприклад, в аеропортах знадобиться масивна та дорога нова інфраструктура для зберігання охолодженого до рідкого стану газоподібного водню.
Тим не менш, Резерфорд залишається обережно оптимістичним щодо водню. Його команда вважає, що літаки на водневому паливі зможуть долати близько 2100 миль до 2035 року.
Час публікації: 16 березня 2023 р.