Όλα όσα πρέπει να γνωρίζετε για τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο: το μέλλον της βιώσιμης αεροπορίας

Μέχρι το 2050, η επιχειρηματική αεροπορία, και η αεροπορία γενικότερα, θα επιδιώξει να είναι ουδέτερη ως προς τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα.

Στο πλαίσιο αυτής της κίνησης προς τη βιώσιμη αεροπορία, βρίσκονται σε εξέλιξη διάφορες λύσεις, όπως η χρήση βιοκαυσίμων SAF ή ηλεκτρικών αεροσκαφών και μοντέλων όπως το Volocopter, το ηλεκτρικό αεροσκάφος Alice ή το CityAirBus.

Ωστόσο, ορισμένοι κατασκευαστές αεροσκαφών εργάζονται πάνω σε μια άλλη εναλλακτική λύση: αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο.

Η AEROAFFAIRES παρουσιάζει αυτή την εναλλακτική λύση για τις αερομεταφορές με μηδενικές εκπομπές ρύπων.

Τι είναι το υδρογόνο και πώς χρησιμοποιείται στην αεροπορία

Η απαλλαγή του τομέα των αερομεταφορών από τις ανθρακούχες εκπομπές είναι ο στόχος των κατασκευαστών αεροσκαφών από τώρα έως το 2050. Το υδρογόνο είναι μια μακροπρόθεσμη λύση που μελετάται επί του παρόντος. Τι είναι όμως το υδρογόνο Ποια είναι τα πλεονεκτήματά του

Το υδρογόνο είναι ένα από τα 2 στοιχεία που σχηματίζουν το νερό. Είναι επίσης το ελαφρύτερο στοιχείο στη Γη (μέρος του περιοδικού πίνακα). Βρίσκεται σε υδάτινα σώματα, λίμνες, ωκεανούς, ακόμη και στην ατμόσφαιρα.

Πώς λειτουργεί Το υδρογόνο καίγεται στους αεριοστρόβιλους του κινητήρα στους θαλάμους καύσης. Στη συνέχεια, χάρη σε μια κυψέλη καυσίμου, η ενέργεια που απελευθερώνεται μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια, η οποία στη συνέχεια τροφοδοτεί τον κινητήρα.

Στο εσωτερικό του αεροσκάφους, το υδρογόνο μπορεί να αποθηκευτεί σε αέρια ή υγρή μορφή στους -235 βαθμούς. Καθώς έχει χαμηλότερη πυκνότητα από την τρέχουσα παραφίνη, οι δομές των αεροσκαφών μπορούν να τροποποιηθούν στο μέλλον.

Τέλος, το υδρογόνο δεν ρυπαίνει επειδή οι εκπομπές που παράγει δεν είναι παρά υδρατμοί, οπότε είναι μια ευκαιρία που μπορούμε να εκμεταλλευτούμε για να επιτύχουμε μηδενικές εκπομπές μέχρι το 2050.

Ποιες είναι οι διαφορές μεταξύ του πράσινου, του μπλε και του γκρι υδρογόνου;

Η κατανόηση των διαφόρων τύπων υδρογόνου είναι απαραίτητη για την αξιολόγηση των περιβαλλοντικών τους επιπτώσεων. Δεν παράγονται όλα με τον ίδιο τρόπο:

• Το γκρίζο υδρογόνο
  • Παράγεται από φυσικό αέριο ή άνθρακα μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται αναμόρφωση με ατμό.
  • Εκπέμπει μεγάλη ποσότητα CO₂, καθιστώντας το την πιο ρυπογόνο μορφή.
• Μπλε υδρογόνο
  • Παράγεται με την ίδια μέθοδο όπως το γκρι, αλλά με δέσμευση και αποθήκευση του εκπεμπόμενου CO₂.
  • Λιγότερο ρυπογόνο από το γκρι, αλλά εξακολουθεί να εξαρτάται από τα ορυκτά καύσιμα.
• Πράσινο υδρογόνο
  • Προέρχεται από την ηλεκτρόλυση του νερού με χρήση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ηλιακή, αιολική).
  • Δεν παράγει άμεσες εκπομπές CO₂, πραγματικά καθαρό και βιώσιμο.

Μόνο το πράσινο υδρογόνο είναι πραγματικά συμβατό με τους στόχους της βιώσιμης αεροπορίας. Σε αυτόν τον τύπο στρέφονται η Airbus και άλλοι σημαντικοί φορείς του αεροναυτικού τομέα.

Αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο έναντι ηλεκτρικών αεροσκαφών: ποιες είναι οι διαφορές

Και οι δύο τεχνολογίες αποσκοπούν στην απαλλαγή από τον άνθρακα στις αερομεταφορές, αλλά βασίζονται σε διαφορετικές αρχές και χρήσεις. Ακολουθεί μια σαφής σύγκριση των κύριων διακρίσεων:

Αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο

• Χρησιμοποιεί υδρογόνο ως πηγή ενέργειας (καίγεται σε κινητήρα ή μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω κυψέλης καυσίμου).
• Προσφέρει μεσαία έως μεγάλη εμβέλεια, ιδιαίτερα κατάλληλο για περιφερειακές και μελλοντικές πτήσεις μεγάλων αποστάσεων.
• Το καύσιμο επαναφορτίζεται με την πλήρωση των δεξαμενών, μια διαδικασία ταχύτερη από την επαναφόρτιση των μπαταριών.
• Έχει μεγαλύτερο ωφέλιμο φορτίο από το ηλεκτρικό, καθώς επηρεάζεται λιγότερο από το βάρος του καυσίμου.
• Στοχεύει σε εμπορικές πτήσεις, ιδιωτικά τζετ και διαπεριφερειακά δρομολόγια.

Ηλεκτρικό αεροσκάφος

• Τροφοδοτείται από επαναφορτιζόμενες ηλεκτρικές μπαταρίες.
• Χαμηλή έως μεσαία εμβέλεια, που περιορίζεται από την ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών.
• Απαιτεί μεγάλο χρόνο επαναφόρτισης, γεγονός που περιορίζει τη συχνότητα των πτήσεων.
• Έχει περιορισμένο ωφέλιμο φορτίο λόγω του βάρους των ενσωματωμένων μπαταριών.
• Χρησιμοποιείται κυρίως για ελαφρά αεροσκάφη, αεροταξί ή σύντομες ενδοαστικές πτήσεις.
  

Με απλά λόγια, τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο είναι καταλληλότερα για πτήσεις μεγάλων αποστάσεων και για εμπορική ανάπτυξη, ενώ τα ηλεκτρικά αεροσκάφη προορίζονται επί του παρόντος για την αεροπορική κινητικότητα μικρών αποστάσεων.

Ποια είναι τα σημερινά πλεονεκτήματα και οι περιορισμοί των αεροσκαφών που κινούνται με υδρογόνο

Πλεονεκτήματα

• Μηδενικές άμεσες εκπομπές (μόνο υδρατμοί)
• Εξαιρετική ενεργειακή πυκνότητα μάζας
• Κατάλληλο για περιφερειακές πτήσεις και πτήσεις μεσαίων αποστάσεων
• Συμβατό με την παραγωγή από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας

Τρέχοντες περιορισμοί

Παρά τις δυνατότητές του, το αεροσκάφος που κινείται με υδρογόνο αντιμετωπίζει σημαντικά εμπόδια:

• Ανύπαρκτη ή περιορισμένη παγκόσμια υποδομή: πολύ λίγα αεροδρόμια είναι εξοπλισμένα.
• Πολύπλοκη κρυογονική αποθήκευση: -253°C για το υγρό υδρογόνο.
• Ασφάλεια: το υδρογόνο είναι εξαιρετικά εύφλεκτο, απαιτώντας πολύ αυστηρά πρότυπα.
• Υψηλό κόστος: η εξειδικευμένη τεχνολογία και τα υλικά εξακολουθούν να είναι ακριβά.
• Βάρος και όγκος: οι δεξαμενές καταλαμβάνουν περισσότερο χώρο από την παραφίνη.
• Περιορισμένη πράσινη παραγωγή: το μεγαλύτερο μέρος του υδρογόνου παγκοσμίως εξακολουθεί να είναι “γκρίζο”.

Τα αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο έχουν εξαιρετικές οικολογικές δυνατότητες, αλλά υπάρχουν ακόμη πολλές τεχνολογικές και υλικοτεχνικές προκλήσεις που πρέπει να ξεπεραστούν.

Ποιες χώρες επενδύουν στις αερομεταφορές με υδρογόνο

Πολλές κυβερνήσεις και κατασκευαστές σε όλο τον κόσμο επενδύουν σημαντικά στην ανάπτυξη της αεροπλοΐας με κινητήρα υδρογόνου. Ακολουθούν οι σημαντικότερες πρωτοβουλίες ανά χώρα:

• 🇫🇷 Γαλλία
  • Πρόγραμμα ZEROe της Airbus
  • Ανάπτυξη του ιδιωτικού τζετ υδρογόνου Beyond Aero
  • Κυβερνητική στήριξη μέσω του εθνικού σχεδίου υδρογόνου
• 🇩🇪 Γερμανία
  • Συμμετοχή στο έργο HY4
  • Επένδυση της Lufthansa Technik
  • Στενή τεχνολογική συνεργασία με την Airbus
• 🇺🇸 Ηνωμένες Πολιτείες
  • Σχέδια κινητήρων υδρογόνου στην Pratt & Whitney
  • Ανάπτυξη αρθρωτών λύσεων από την Universal Hydrogen
  • Έρευνα για την αεροπορία χωρίς άνθρακα στην Boom Supersonic
• 🇯🇵 Ιαπωνία
  • Ανάπτυξη υποδομών μέσω της Kawasaki Heavy Industries
  • Κυβερνητικός οδικός χάρτης για το υδρογόνο στις περιφερειακές αερομεταφορές
• 🇬🇧 Ηνωμένο Βασίλειο
  • Η ηγετική θέση της ZeroAvia στα μικρά αεροσκάφη υδρογόνου
  • Προηγμένη έρευνα στη Rolls-Royce
  • Χρηματοδότηση περιφερειακών έργων χαμηλών εκπομπών
    

Η Ευρώπη, οι Ηνωμένες Πολιτείες και η Ιαπωνία αποτελούν σήμερα τους κύριους μοχλούς καινοτομίας του υδρογόνου στην παγκόσμια αεροδιαστημική βιομηχανία.

Τα διάφορα έργα για αεροσκάφη και ιδιωτικά τζετ που κινούνται με υδρογόνο

Πολλοί επαγγελματίες στον κόσμο της αεροναυπηγικής εξετάζουν αυτή την εναλλακτική λύση στη χρήση παραφίνης. Με τον στόχο της βιώσιμης αεροπορίας στον ορίζοντα, διάφορα έργα υλοποιούνται σταδιακά.

Πρόσφατα, για παράδειγμα, η GE Aviation και η Safran ένωσαν τις δυνάμεις τους με την Airbus για να δοκιμάσουν έναν κινητήρα που λειτουργεί με υδρογόνο.

Και η Beyond Aerospace, μια αεροδιαστημική εταιρεία με έδρα την Τουλούζη που ιδρύθηκε το 2020, σχεδιάζει να δημιουργήσει ένα ιδιωτικό τζετ με κινητήρα υδρογόνου, αφού πρόσφατα συγκέντρωσε κεφάλαια.

Το AEROAFFAIRES παρουσιάζει άλλα έργα υδρογόνου στον τομέα της αεροναυπηγικής.

1. Η Airbus και το πρόγραμμα αεροσκαφών ZEROe

Η Airbus συνεργάζεται επί του παρόντος με διάφορους κατασκευαστές κινητήρων για να εξοπλίσει τα αεροσκάφη της. Σε αυτούς περιλαμβάνονται οι Pratt & Whitney, CFM International, Safran και General Electric. Η Airbus αποκαλύπτει σταδιακά σχέδια για αεροσκάφη που κινούνται με υδρογόνο.

Συγκεκριμένα με τις 3 διαφορετικές ιδέες της που ονομάζονται ZEROe, για μηδενικές εκπομπές. Μέχρι το 2035, η κατασκευάστρια εταιρεία αεροσκαφών θέλει να έχει στον αέρα αεροσκάφη που θα κινούνται πλήρως με υδρογόνο και θα είναι ουδέτερα ως προς το CO2.

Η Airbus βρίσκεται επί του παρόντος σε φάση δοκιμών σε ένα A380. Μέχρι το 2025, ο κατασκευαστής αεροσκαφών θα έχει δημιουργήσει ένα σύστημα για την τροφοδοσία ενός από τους 4 κινητήρες του αεροσκάφους με υδρογόνο.

Προς το παρόν, το A380 στο δοκιμαστικό πεδίο είναι εξοπλισμένο με έναν 5ο κινητήρα, ο οποίος λειτουργεί με υδρογόνο. 4 δεξαμενές συνολικού βάρους 400 kg υδρογόνου είναι τοποθετημένες κοντά και στο πίσω μέρος του αεροσκάφους για την παροχή υγρού υδρογόνου στον κινητήρα που δοκιμάζεται.

Σύμφωνα με την κατασκευάστρια εταιρεία αεροσκαφών, το έργο θα “καθορίσει τις προδιαγραφές του συστήματος πρόωσης με υδρογόνο, θα επιβλέψει τις δοκιμές πτήσης και θα παράσχει στο Α380 ένα δοκιμαστήριο για τη δοκιμή του κινητήρα υδρογόνου σε φάση πτήσης”.

Οι άλλοι 4 κινητήρες που βρίσκονται κάτω από τις πτέρυγες θα συνεχίσουν να λειτουργούν κανονικά κατά τη διάρκεια των φάσεων δοκιμής του κινητήρα υδρογόνου.

Πηγή φωτογραφίας: Airbus

2. Η Pratt & Whitney και ο κινητήρας υδρογόνου

Ο αμερικανικός κατασκευαστής κινητήρων εξετάζει το υδρογόνο εδώ και αρκετό καιρό. Στην πραγματικότητα, η Pratt & Whitney έθεσε για πρώτη φορά το ενδεχόμενο δημιουργίας αεροσκαφών με κινητήρα υδρογόνου το 1957. Η αμερικανική εταιρεία ήταν από τους πρώτους που εκμεταλλεύτηκαν τον τομέα αυτό και δοκίμασαν τις δυνατότητες που προσφέρει το υδρογόνο.

Μέχρι σήμερα, η Pratt & Whitney έχει αποκαλύψει ότι εργάζεται πάνω σε έναν νέο κινητήρα υδρογόνου που θα τροφοδοτεί τελικά αεροσκάφη και ιδιωτικά τζετ. Επιπλέον, η αεροδιαστημική εταιρεία συνεργάζεται ήδη χέρι-χέρι με κατασκευαστές αεροσκαφών, κυρίως με την Airbus.

Η Airbus προμηθεύει περίπου το 35% των κινητήρων για το μοντέλο Airbus A320 Neo, καθώς και όλους τους κινητήρες για το μοντέλο A220 του κατασκευαστή. Η ιδέα της Pratt & Whitney είναι να κατασκευάσει έναν κινητήρα ικανό να χρησιμοποιεί υγρό υδρογόνο για να αντικαταστήσει την παραφίνη που χρησιμοποιούνταν αρχικά.

Για να πάει τα πράγματα ένα βήμα παραπέρα, σχεδιάζει επίσης να ανακτήσει τους υδρατμούς που παράγονται από το υδρογόνο κατά τη διαδικασία καύσης. Το μέλλον των “μηδενικών εκπομπών” είναι καθ’ οδόν!

3. Συμπράξεις για τον εξοπλισμό των αεροδρομίων με υδρογόνο

Οι γίγαντες της αεροναυπηγικής συνεργάζονται ήδη για να προσφέρουν εγκαταστάσεις υδρογόνου σε αεροδρόμια. Αυτή είναι η περίπτωση της Air Liquide, της Airbus και της Vinci Airports, οι οποίες ενώνουν τις δυνάμεις τους για τη μετάβαση στη βιώσιμη αεροπορία.

Ανακοίνωσαν ένα δεκαετές σχέδιο για να βοηθήσουν τα αεροδρόμια και άλλες εγκαταστάσεις να εφοδιαστούν με υδρογόνο. Το πρώτο πιλοτικό αεροδρόμιο που θα επωφεληθεί είναι το Lyon-Saint Exupéry. Το 2023, θα λάβει σημεία διανομής αερίου υδρογόνου.

Αρχικά, το υδρογόνο θα χρησιμοποιηθεί για την τροφοδοσία του επίγειου εξοπλισμού, όπως τα οχήματα του διαδρόμου και τα μηχανήματα χειρισμού.

Στη συνέχεια, μέχρι το 2030, τα εν λόγω σημεία διανομής θα χρησιμοποιούνται για την τροφοδοσία αεροσκαφών με υγρό υδρογόνο.

AEROAFFAIRES: δέσμευση για βιώσιμες αερομεταφορές

Από το 1991, η AEROAFFAIRES βοηθά τους πελάτες της να νοικιάσουν ιδιωτικά αεροσκάφη, με σαφή φιλοδοξία: να συνδυάζουν άνεση, επιδόσεις και περιβαλλοντική δέσμευση.

• 100% αντιστάθμιση του διοξειδίου του άνθρακα για κάθε πτήση.
• Πρόσβαση σε 20.000 αεροσκάφη παγκοσμίως.
• μεταφορά 120.000+ επιβατών με βαθμολογία ικανοποίησης πελατών 4,9/5.

Θα θέλατε να μάθετε περισσότερα για τις υπεύθυνες λύσεις αερομεταφορών μας ή να κάνετε κράτηση πτήσης Επικοινωνήστε μαζί μας 24 ώρες την ημέρα, 7 ημέρες την εβδομάδα, συμπεριλαμβανομένων των Σαββατοκύριακων και των αργιών:

Γαλλία +33 (0)1 44 09 91 82 | ΗΠΑ +1845 373 3456 | Ηνωμένο Βασίλειο +44 84 4986 0547

Αποκτήστεμια ηλεκτρονική προσφορά με λίγα μόνο κλικ.