Elektryczny czy wodorowy – co jest najlepsze dla przyszłości lotnictwa?

To, że lotnictwo komercyjne musi zrobić wszystko, co w jego mocy, aby zmniejszyć swój udział w emisji gazów cieplarnianych, nie podlega już dyskusji.

Linie lotnicze inwestują we wszystko, od wychwytywania dwutlenku węgla po zrównoważone paliwa lotnicze, a także w samoloty napędzane wodorem i elektryczne.

Ale która z tych dwóch ostatnich opcji jest lepsza?

Innowacje w środku kryzysu

W ciągu ostatnich kilku lat stawało się coraz bardziej oczywiste, że przy obecnym zużyciu energii, które będzie rosło wraz z populacją Ziemi, znajdujemy się na trajektorii, która na zawsze zmieni życie na naszej planecie.

Przewiduje się również, że w ciągu najbliższych kilku dziesięcioleci lotnictwo znacznie się rozwinie, pomimo utrudnień spowodowanych skutkami trwającego kryzysu światowego. Ponieważ przewiduje się, że w pierwszej połowie tego stulecia emisje z samolotów wzrosną trzykrotnie, lotnictwo musi odegrać swoją rolę w łagodzeniu wpływu transportu na klimat.

Ostatnie dwanaście miesięcy nie przypominało żadnego innego, rzucając na kolana znaczną część lotnictwa komercyjnego. Jednak rok ten był również pełen innowacji i obietnic, jeśli chodzi o przejście na bardziej zrównoważony sposób podróżowania w przestworzach.

Choć wciąż daleko im do komercyjnej opłacalności, samoloty elektryczne i wodorowe nie są już tylko pomysłami z futurystycznych powieści science-fiction. Są one raczej na skraju wywołania sejsmicznej zmiany w technologii lotniczej. I nie jest to koniecznie kwestia jednego nad drugim, ale raczej tego, w jaki sposób technologie te mogą być najlepiej wykorzystane w różnych segmentach – i kiedy.

Bądź na bieżąco:

Zapisz się do naszych codziennych i cotygodniowych biuletynów informacyjnych dotyczących lotnictwa.

Różne segmenty

Aby przedstawić sytuację w odpowiedniej perspektywie, szwedzka firma Heart Aerospace twierdzi, że dostarczy swój pierwszy elektryczny samolot pasażerski ES-19 do 2026 roku. Samolot będzie miał 19 miejsc i będzie mógł operować na dystansie około 216 mil morskich.

W pobliżu, władze Norwegii dążą do tego, aby wszystkie loty krajowe były elektryczne do 2040 roku, a regionalne linie lotnicze Widerøe nawiązały współpracę z Rolls-Royce w celu opracowania całkowicie elektrycznego samolotu pasażerskiego. Ten koncepcyjny samolot, oparty na modelu Tecnam P2012 Traveller, pomieści 11 pasażerów i ma wejść do służby w 2026 roku.

Tymczasem wodorowe samoloty koncepcyjne Airbusa, które mogłyby wejść do służby w 2035 roku, są przeznaczone dla 100-200 pasażerów i będą miały zasięg 2000 mil morskich. Wodór, choć zawiera prawie trzykrotnie więcej energii w stosunku do paliw kopalnych, zajmuje również około cztery razy więcej miejsca ze względu na mniejszą gęstość energii.

Istnieją jednak również mniejsze projekty wodorowe, które mogłyby wejść w przestrzeń powietrzną znacznie wcześniej. W Wielkiej Brytanii, projekt HEART (nie mylić z Heart Aerospace, jest to popularny akronim oznaczający Hydrogen Electric and Automated Regional Transportation) ma nadzieję, że do 2025 roku loty napędzane wodorem dla od dziewięciu do 19 pasażerów staną się rzeczywistością.

Infrastruktura elektryczna wymaga mniejszych inwestycji

Jeśli chodzi o infrastrukturę, przystosowanie się do lotów elektrycznych będzie łatwiejsze, co oznacza również niższe koszty – co w lotnictwie, podobnie jak w każdym innym biznesie, jest zaletą. Na lotniskach trzeba będzie zainstalować słupy do ładowania, ale poza tym sieć elektryczna jest już gotowa. Tymczasem transport, przechowywanie i tankowanie wodoru wymaga inwestycji na znacznie większą skalę.

Szczególnym wyzwaniem jest sposób przechowywania wodoru na pokładzie samolotu. Ciekły wodór jest bardziej obiecującą opcją, podczas gdy wodór w postaci sprężonego gazu wymagałby większej masy i objętości.

Skraplanie wodoru to kolejny etap, z którym należy się uporać. Proces ten wymaga schłodzenia gazowego wodoru do temperatury poniżej -253°C (-423°F) i wymaga około 30% energii zawartej w samym wodorze. Co więcej, jest to kosztowne.

Czy opinia publiczna zaakceptuje wodór?

Problemem jest również postrzeganie przez społeczeństwo bezpieczeństwa wodoru. Według badania przeprowadzonego przez Światowe Forum Ekonomiczne, tylko około połowa respondentów uznała wodór za „ogólnie bezpieczny”, a 30% uznało go nawet za „ogólnie niebezpieczny”.

W ubiegłym roku partner British Airways, ZeroAvia, z powodzeniem wykonał pierwszy lot samolotem Piper Malibu Meridian napędzanym wodorowymi ogniwami paliwowymi. Samolot został uszkodzony podczas lądowania poza lotniskiem w trakcie lotu testowego w zeszłym tygodniu. Ponieważ jednak samolot nie stanął w płomieniach, niektórzy twierdzą, że był to dowód na to, że samoloty wodorowe są bezpieczne i nie muszą prowadzić do spektakularnych katastrof w stylu Hindenburga.

Samoloty elektryczne mogą być również uważane za lepsze, jeśli chodzi o zanieczyszczenie hałasem. Każdy, kto kiedykolwiek został zaskoczony przez elektryczny skuter lub samochód, wie, jak bardzo potrafią być ciche. Aktywne ograniczanie hałasu wokół lotnisk przyniesie korzyści zarówno dzikiej przyrodzie, jak i ludziom mieszkającym w pobliżu.

Baterie nie rozwijają się wystarczająco szybko

Głównym problemem lotów elektrycznych jest to, że akumulatory nie są udoskonalane w pożądanym tempie. Na przykład, kiedy Airbus zaprezentował swoje trzy koncepcje zrównoważonego samolotu we wrześniu 2020 r., wybrał wodór jako podstawowe źródło napędu specjalnie dlatego, że technologia akumulatorów elektrycznych została uznana za opóźnioną w stosunku do celu producenta samolotów, jakim jest bezemisyjny samolot komercyjny.

Rzeczywisty zerowy poziom emisji to trudny cel

Prawdziwe pytanie brzmi jednak – co jest najlepsze dla środowiska? Jak zawsze, jeśli chodzi o źródła energii i ich zrównoważony rozwój, nie chodzi tylko o to, co się dzieje, gdy są one wykorzystywane, ale także o sposób ich wytwarzania.

Jeśli energia elektryczna jest wytwarzana przez elektrownię spalającą węgiel, nie jest to wcale ekologiczne i nadal przyczynia się do wykorzystania paliw kopalnych i zanieczyszczenia środowiska. Natomiast jeśli elektrownia wodna przekształca energię kinetyczną spadającej wody w energię mechaniczną i dalej w energię elektryczną, to pochodzi ona ze źródła odnawialnego.

Tymczasem to samo dotyczy jeszcze bardziej wodoru. Wodór sam w sobie jest czystym paliwem. Jednak produkcja wodoru nadal powoduje ogromne zanieczyszczenie środowiska. Aby przejście na wodór mogło przyczynić się do prawdziwej dekarbonizacji lotnictwa, produkcja tak zwanego „zielonego” wodoru musi znacznie wzrosnąć.

Niezależnie od dokładnych zastosowań ekologicznych, najprawdopodobniej samoloty elektryczne i hybrydowe będą się wzajemnie uzupełniać. W końcu, jak już wcześniej stwierdzono, komercyjne loty elektryczne nie będą wymagały ogromnych inwestycji w infrastrukturę i najprawdopodobniej będą dostępne zanim samoloty wodorowe trafią na rynek.

Dlatego też oba te rozwiązania mogą się wzajemnie uzupełniać. Samoloty elektryczne będą najprawdopodobniej dominować na rynkach transportu miejskiego i dojazdów do pracy, podczas gdy wodór będzie napędzać samoloty przeznaczone na trasy średniodystansowe.

Jakie są według Ciebie wady i zalety samolotów elektrycznych i wodorowych? Jak myślisz, które z nich będzie bardziej powszechne w najbliższej przyszłości?

Zostaw komentarz poniżej i daj nam znać.