Το μεγαλύτερο αεροπλάνο κυψελών καυσίμου υδρογόνου στον κόσμο πραγματοποίησε με επιτυχία την παρθενική του πτήση.

Η συσκευή επίδειξης κυψελών καυσίμου υδρογόνου της Universal Hydrogen πραγματοποίησε την παρθενική της πτήση στη Λίμνη Μος της Ουάσιγκτον την περασμένη εβδομάδα. Η δοκιμαστική πτήση διήρκεσε 15 λεπτά και έφτασε σε ύψος 3.500 ποδιών. Η πλατφόρμα δοκιμών βασίζεται στο Dash8-300, το μεγαλύτερο αεροσκάφος κυψελών καυσίμου υδρογόνου στον κόσμο.

Το αεροπλάνο, με το παρατσούκλι Lightning McClean, απογειώθηκε από το Διεθνές Αεροδρόμιο Grant County (KMWH) στις 8:45 π.μ. στις 2 Μαρτίου και έφτασε σε ύψος πλεύσης 3.500 ποδιών 15 λεπτά αργότερα. Η πτήση, που βασίζεται σε πιστοποιητικό ειδικής αξιοπλοΐας της FAA, είναι η πρώτη από μια διετή δοκιμαστική πτήση που αναμένεται να κορυφωθεί το 2025. Το αεροπλάνο, το οποίο μετατράπηκε από ένα περιφερειακό αεριωθούμενο αεροσκάφος ATR 72, διατηρεί μόνο έναν πρωτότυπο κινητήρα τουρμπίνας ορυκτών καυσίμων για ασφάλεια, ενώ τα υπόλοιπα τροφοδοτούνται από καθαρό υδρογόνο.

Η Universal Hydrogen στοχεύει να έχει περιφερειακές πτητικές λειτουργίες εξ ολοκλήρου με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου έως το 2025. Σε αυτή τη δοκιμή, ένας κινητήρας που τροφοδοτείται από καθαρή κυψέλη καυσίμου υδρογόνου εκπέμπει μόνο νερό και δεν μολύνει την ατμόσφαιρα. Επειδή είναι προκαταρκτική δοκιμή, ο άλλος κινητήρας εξακολουθεί να λειτουργεί με συμβατικό καύσιμο. Οπότε, αν το δεις, υπάρχει μεγάλη διαφορά μεταξύ του αριστερού και του δεξιού κινητήρα, ακόμη και η διάμετρος των λεπίδων και ο αριθμός των λεπίδων. Σύμφωνα με την Universal Hydrogren, τα αεροπλάνα που τροφοδοτούνται από κυψέλες καυσίμου υδρογόνου είναι ασφαλέστερα, φθηνότερα στη λειτουργία και έχουν μικρό αντίκτυπο στο περιβάλλον. Οι κυψέλες καυσίμου υδρογόνου τους είναι αρθρωτές και μπορούν να φορτωθούν και να εκφορτωθούν μέσω των υφιστάμενων εγκαταστάσεων φορτίου του αεροδρομίου, έτσι ώστε το αεροδρόμιο να μπορεί να καλύψει τις ανάγκες αναπλήρωσης των υδρογονοκίνητων αεροσκαφών χωρίς τροποποίηση. Θεωρητικά, τα μεγαλύτερα αεριωθούμενα θα μπορούσαν να κάνουν το ίδιο, με στροβιλοανεμιστήρες που τροφοδοτούνται από κυψέλες καυσίμου υδρογόνου που αναμένεται να χρησιμοποιούνται μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 2030.

Στην πραγματικότητα, ο Paul Eremenko, συνιδρυτής και Διευθύνων Σύμβουλος της Universal Hydrogen, πιστεύει ότι τα αεροσκάφη θα πρέπει να λειτουργούν με καθαρό υδρογόνο μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 2030, διαφορετικά η βιομηχανία θα πρέπει να μειώσει τις πτήσεις για να επιτύχει τους υποχρεωτικούς στόχους εκπομπών σε ολόκληρη τη βιομηχανία. Το αποτέλεσμα θα ήταν μια απότομη αύξηση των τιμών των εισιτηρίων και ένας αγώνας για την απόκτηση εισιτηρίου. Ως εκ τούτου, είναι επείγον να προωθηθεί η έρευνα και η ανάπτυξη αεροσκαφών νέας ενέργειας. Αλλά αυτή η πρώτη πτήση προσφέρει επίσης κάποια ελπίδα για τη βιομηχανία.

Η αποστολή πραγματοποιήθηκε από τον Άλεξ Κρολ, έναν έμπειρο πρώην πιλότο δοκιμών της Πολεμικής Αεροπορίας των ΗΠΑ και επικεφαλής δοκιμαστικό πιλότο της εταιρείας. Είπε ότι στη δεύτερη δοκιμαστική περιοδεία, μπόρεσε να πετάξει εξ ολοκλήρου σε γεννήτριες κυψελών καυσίμου υδρογόνου, χωρίς να βασίζεται σε πρωτόγονους κινητήρες ορυκτών καυσίμων. «Το τροποποιημένο αεροσκάφος έχει εξαιρετική απόδοση χειρισμού και το σύστημα ισχύος κυψελών καυσίμου υδρογόνου παράγει σημαντικά λιγότερο θόρυβο και κραδασμούς από τους συμβατικούς κινητήρες στροβίλου», είπε ο Κρολ.

Η Universal Hydrogen έχει δεκάδες παραγγελίες επιβατών για περιφερειακά αεριωθούμενα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο, συμπεριλαμβανομένης της Connect Airlines, μιας αμερικανικής εταιρείας. Ο Τζον Τόμας, διευθύνων σύμβουλος της εταιρείας, χαρακτήρισε την πτήση του Lightning McClain «σημείο μηδέν για την απανθρακοποίηση της παγκόσμιας αεροπορικής βιομηχανίας».

Γιατί τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο είναι μια επιλογή για τη μείωση του άνθρακα στην αεροπορία;

Η κλιματική αλλαγή θέτει σε κίνδυνο τις αεροπορικές μεταφορές για τις επόμενες δεκαετίες.

Η αεροπορία εκπέμπει μόλις το ένα έκτο περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα από τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά, σύμφωνα με το World Resources Institute, μια μη κερδοσκοπική ερευνητική ομάδα με έδρα την Ουάσιγκτον. Ωστόσο, τα αεροπλάνα μεταφέρουν πολύ λιγότερους επιβάτες την ημέρα από τα αυτοκίνητα και τα φορτηγά.

Οι τέσσερις μεγαλύτερες αεροπορικές εταιρείες (American, United, Delta και Southwest) αύξησαν τη χρήση καυσίμων αεριωθουμένων κατά 15% μεταξύ 2014 και 2019. Ωστόσο, παρά το γεγονός ότι έχουν τεθεί σε παραγωγή πιο αποτελεσματικά αεροσκάφη και χαμηλές εκπομπές άνθρακα, ο αριθμός των επιβατών έχει αυξηθεί πτωτική τάση από το 2019.

Οι αεροπορικές εταιρείες έχουν δεσμευτεί να γίνουν ουδέτερες ως προς τον άνθρακα μέχρι τα μέσα του αιώνα και ορισμένες έχουν επενδύσει σε βιώσιμα καύσιμα για να επιτρέψουν στις αερομεταφορές να διαδραματίσουν ενεργό ρόλο στην κλιματική αλλαγή.

Τα αειφόρα καύσιμα (SAF) είναι βιοκαύσιμα που παράγονται από μαγειρικό λάδι, ζωικό λίπος, αστικά απόβλητα ή άλλες πρώτες ύλες. Το καύσιμο μπορεί να αναμειχθεί με συμβατικά καύσιμα για την τροφοδοσία κινητήρων αεριωθουμένων και χρησιμοποιείται ήδη σε δοκιμαστικές πτήσεις, ακόμη και σε προγραμματισμένες πτήσεις επιβατών. Ωστόσο, τα βιώσιμα καύσιμα είναι ακριβά, περίπου τρεις φορές περισσότερο από τα συμβατικά καύσιμα αεριωθουμένων. Καθώς περισσότερες αεροπορικές εταιρείες αγοράζουν και χρησιμοποιούν βιώσιμα καύσιμα, οι τιμές θα αυξηθούν περαιτέρω. Οι συνήγοροι πιέζουν για κίνητρα όπως φοροαπαλλαγές για την τόνωση της παραγωγής.

Τα αειφόρα καύσιμα θεωρούνται ως καύσιμο γεφυρών που μπορεί να μειώσει τις εκπομπές άνθρακα έως ότου επιτευχθούν πιο σημαντικές ανακαλύψεις, όπως τα ηλεκτρικά ή υδρογονοκίνητα αεροσκάφη. Στην πραγματικότητα, αυτές οι τεχνολογίες ενδέχεται να μην χρησιμοποιηθούν ευρέως στην αεροπορία για άλλα 20 ή 30 χρόνια.

Οι εταιρείες προσπαθούν να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν ηλεκτρικά αεροσκάφη, αλλά οι περισσότερες είναι μικρά αεροπλάνα που μοιάζουν με ελικόπτερα που απογειώνονται και προσγειώνονται κάθετα και κρατούν μόνο λίγους επιβάτες.

Η κατασκευή ενός μεγάλου ηλεκτρικού αεροπλάνου ικανού να μεταφέρει 200 ​​επιβάτες -- το ισοδύναμο μιας τυπικής πτήσης μεσαίου μεγέθους -- θα απαιτούσε μεγαλύτερες μπαταρίες και μεγαλύτερους χρόνους πτήσης. Σύμφωνα με αυτό το πρότυπο, οι μπαταρίες θα πρέπει να ζυγίζουν περίπου 40 φορές περισσότερο από το καύσιμο αεροσκαφών για να φορτιστούν πλήρως. Αλλά τα ηλεκτρικά αεροπλάνα δεν θα είναι δυνατά χωρίς μια επανάσταση στην τεχνολογία των μπαταριών.

Η ενέργεια υδρογόνου είναι ένα αποτελεσματικό εργαλείο για την επίτευξη χαμηλών εκπομπών άνθρακα και διαδραματίζει αναντικατάστατο ρόλο στην παγκόσμια ενεργειακή μετάβαση. Το σημαντικό πλεονέκτημα της ενέργειας του υδρογόνου σε σχέση με άλλες ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι ότι μπορεί να αποθηκευτεί σε μεγάλη κλίμακα κατά τη διάρκεια των εποχών. Μεταξύ αυτών, το πράσινο υδρογόνο είναι το μόνο μέσο βαθιάς απανθρακοποίησης σε πολλές βιομηχανίες, συμπεριλαμβανομένων των βιομηχανικών τομέων που αντιπροσωπεύονται από την πετροχημική, τη χαλυβουργία, τη χημική βιομηχανία και τη βιομηχανία μεταφορών που αντιπροσωπεύεται από την αεροπορία. Σύμφωνα με τη Διεθνή Επιτροπή για την Ενέργεια του Υδρογόνου, η αγορά ενέργειας υδρογόνου αναμένεται να φτάσει τα 2,5 τρισεκατομμύρια δολάρια μέχρι το 2050.

«Το ίδιο το υδρογόνο είναι ένα πολύ ελαφρύ καύσιμο», είπε στο Associated Press ο Νταν Ράδερφορντ, ερευνητής για την απανθρακοποίηση αυτοκινήτων και αεροσκαφών στο Διεθνές Συμβούλιο για τις Καθαρές Μεταφορές, μια περιβαλλοντική ομάδα. «Αλλά χρειάζεστε μεγάλες δεξαμενές για την αποθήκευση υδρογόνου και η ίδια η δεξαμενή είναι πολύ βαριά».

Επιπλέον, υπάρχουν μειονεκτήματα και εμπόδια στην εφαρμογή του καυσίμου υδρογόνου. Για παράδειγμα, τεράστια και ακριβή νέα υποδομή θα χρειαζόταν στα αεροδρόμια για την αποθήκευση αερίου υδρογόνου που ψύχεται σε υγρή μορφή.

Ωστόσο, ο Rutherford παραμένει προσεκτικά αισιόδοξος για το υδρογόνο. Η ομάδα του πιστεύει ότι τα αεροπλάνα που κινούνται με υδρογόνο θα μπορούν να διανύσουν περίπου 2.100 μίλια μέχρι το 2035.