Kõik, mida peate teadma vesinikkütusega õhusõidukite kohta: kas see on jätkusuutliku lennunduse tulevik?

Aastaks 2050 püüavad ärilennundus ja lennundus üldiselt olla süsiniku seisukohast neutraalsed.

Selle jätkusuutliku lennunduse suunas liikumise raames on käimas mitmed lahendused, näiteks SAFi biokütuste kasutamine või elektrilised õhusõidukid ja mudelid, nagu Volocopter, Alice’i elektriline lennuk või CityAirBus.

Mitmed lennukitootjad töötavad aga veel ühe alternatiivi kallal: vesinikkütusega õhusõiduki kallal.

AEROAFFAIRES tutvustab seda alternatiivset lahendust heitevaba lennunduse jaoks.

Mis on vesinik ja kuidas seda lennunduses kasutatakse?

Lennundussektori dekarboniseerimine on lennukitootjate eesmärk praegusest kuni 2050. aastani. Vesinik on pikaajaline lahendus, mida praegu uuritakse. Kuid mis on vesinik? Millised on selle eelised?

Vesinik on üks kahest elemendist, mis moodustavad vee. See on ka kõige kergem element Maal (osa perioodilisustabelist). Seda leidub veekogudes, järvedes, ookeanides ja isegi atmosfääris.

Kuidas see toimib? Vesinikku põletatakse mootori gaasiturbiinides põlemiskambris. Seejärel muundatakse vabanev energia tänu kütuseelemendile elektrienergiaks, mis annab mootorile energiat.

Lennuki sees saab vesinikku säilitada gaasilisel või vedelal kujul -235 kraadi juures. Kuna selle tihedus on väiksem kui praegusel parafiinil, saab tulevikus muuta lennukite konstruktsioone.

Lõpuks, vesinik ei saasta, sest selle tekitatud heitkogused ei ole midagi muud kui veeaur, nii et see on võimalus, millest me saame kinni haarata, et saavutada 2050. aastaks heitkoguste nulltase.

Millised on erinevused rohelise, sinise ja halli vesiniku vahel?

Erinevate vesinikutüüpide mõistmine on oluline nende keskkonnamõju hindamiseks. Neid kõiki ei toodeta ühtemoodi:

• Hall vesinik
  • Toodetakse maagaasist või kivisöest aurureformimise teel.
  • Heitub suures koguses CO₂, mistõttu on see kõige saastavam vorm.
• Sinine vesinik
  • Toodetakse sama meetodi abil nagu hall vesinik, kuid eraldunud CO₂ kogumise ja säilitamisega.
  • Vähem saastav kui hall, kuid sõltub siiski fossiilsetest kütustest.
• Roheline vesinik
  • Saadakse vee elektrolüüsist, kasutades taastuvenergiat (päike, tuul).
  • Ei tekita otsest CO₂-heidet, on tõeliselt puhas ja säästev.

Ainult roheline vesinik on tõeliselt kooskõlas säästva lennunduse eesmärkidega. Airbus ja teised suured lennundussektori osalejad kasutavad just seda tüüpi vesinikku.

Vesinikkütusega õhusõidukid vs. elektrilised õhusõidukid: millised on erinevused?

Mõlemad tehnoloogiad on suunatud õhutranspordi dekarboniseerimisele, kuid nad põhinevad erinevatel põhimõtetel ja kasutusviisidel. Järgnevalt on esitatud selge võrdlus peamistest erinevustest:

Vesinikkütusega õhusõidukid

• Kasutab energiaallikana vesinikku (põletatakse mootoris või muundatakse kütuseelemendi abil elektriks).
• Pakub keskmist kuni pikka lennukaugust, mis sobib eriti hästi piirkondlikeks ja tulevasteks kauglendudeks.
• Kütust laetakse paakide täitmisega, mis on kiirem protsess kui akude laadimine.
• Parem kandevõime kui elektrilennukil, kuna kütuse kaal on väiksem.
• Sihtrühmadeks on ärilennud, eralennukid ja piirkondadevahelised lennuliinid.

Elektrilised õhusõidukid

• Toitub laetavatest elektriakudest.
• Väike kuni keskmine lennukaugus, mida piirab akude energiatihedus.
• Nõuab pikka laadimisaega, mis piirab lendude sagedust.
• Piiratud kandevõime, mis tuleneb pardaakude kaalust.
• Kasutatakse peamiselt kerglennukite, õhutaksode või lühikeste linnasiseste lendude puhul.
  

Lihtsustatult öeldes sobivad vesinikkütusega õhusõidukid paremini kauglendudeks ja kaubanduslikuks kasvuks, samas kui elektrilised õhusõidukid on praegu reserveeritud lühiajalise lennuliikluse jaoks.

Millised on vesinikkütusega õhusõidukite praegused eelised ja piirangud?

Eelised

• Null otsene heide (ainult veeaur)
• Suurepärane massiline energiatihedus
• Sobib piirkondlikeks ja keskmise pikkusega lendudeks
• Ühildub taastuvenergia tootmisega

Praegused piirangud

Hoolimata oma potentsiaalist seisab vesinikkütusega õhusõiduk silmitsi suurte takistustega:

• Olematu või piiratud ülemaailmne infrastruktuur: väga vähesed lennujaamad on varustatud.
• Keeruline krüotehniline ladustamine: -253 °C vedeliku vesiniku puhul.
• Ohutus: vesinik on väga tuleohtlik, mis nõuab väga rangeid standardeid.
• Kõrge hind: spetsiaalne tehnoloogia ja materjalid on endiselt kallid.
• Kaal ja maht: paagid võtavad rohkem ruumi kui parafiin.
• Piiratud roheline tootmine: suurem osa maailma vesinikust on endiselt “hall”.

Vesinikkütusega õhusõidukitel on suurepärane ökoloogiline potentsiaal, kuid veel on palju tehnoloogilisi ja logistilisi probleeme, mis tuleb lahendada.

Millised riigid investeerivad vesinikkütusega lennundusse?

Paljud valitsused ja tootjad kogu maailmas investeerivad suuri summasid vesinikkütusega lennunduse arendamisse. Järgnevalt on esitatud peamised algatused riikide kaupa:

• 🇫🇷 Prantsusmaa
  • Airbus ZEROe programm
  • Beyond Aero vesiniku eralennuki arendamine
  • Valitsuse toetus riikliku vesinikukava kaudu
• 🇩🇪 Saksamaa
  • Osalemine HY4 projektis
  • Lufthansa Technik’i investeeringud
  • Tihe tehnoloogiline koostöö Airbusiga
• 🇺🇸 Ameerika Ühendriigid
  • Pratt & Whitney vesinikmootoriprojektid
  • Universal Hydrogeni moodullahenduste kasutuselevõtt
  • Boom Supersonic’i süsinikdioksiidivaba lennundustehnika alased teadusuuringud
• 🇯🇵 Jaapan
  • Infrastruktuuri arendamine Kawasaki Heavy Industries’i kaudu
  • Valitsuse tegevuskava vesiniku kasutamise kohta piirkondlikus lennunduses
• 🇬🇧 Ühendkuningriik
  • ZeroAvia juhtpositsioon väikeste vesinikõhusõidukite valdkonnas
  • Rolls-Royce’i täiustatud teadusuuringud
  • Piirkondlike vähese heitega projektide rahastamine
    

Euroopa, Ameerika Ühendriigid ja Jaapan on praegu maailma lennundustööstuses vesinikualase innovatsiooni peamised vedurid.

Erinevad vesinikkütusega õhusõidukite ja eralennukite projektid

Paljud lennundusmaailma spetsialistid uurivad seda alternatiivi parafiini kasutamisele. Jätkusuutliku lennunduse eesmärki silmas pidades hakkavad erinevad projektid järk-järgult realiseeruma.

Hiljuti ühendasid näiteks GE Aviation ja Safran oma jõud Airbusiga, et katsetada vesinikkütusega mootorit.

Toulouse’is asuv lennundusettevõte Beyond Aerospace, mis asutati 2020. aastal, plaanib pärast hiljutist vahendite kogumist luua vesiniku jõul töötava eralennuki.

AEROAFFAIRES tutvustab teisi vesinikuprojekte lennundussektoris.

1. Airbus ja tema ZEROe lennukiprogramm

Airbus teeb praegu koostööd mitme mootoritootjaga, et varustada oma õhusõidukeid. Nende hulka kuuluvad Pratt & Whitney, CFM International, Safran ja General Electric. Airbus avalikustab järk-järgult plaanid vesinikkütusega õhusõidukite jaoks.

Eelkõige oma 3 erineva kontseptsiooniga, mida nimetatakse ZEROe, mis tähendab null heitkoguseid. Aastaks 2035 soovib lennukitootja, et õhus oleksid täielikult vesiniku jõul töötavad CO2-neutraalsed õhusõidukid.

Airbus on praegu A380 lennukiga katsejärgus. Aastaks 2025 on lennukitootja loonud süsteemi, mis toidab ühte lennuki neljast mootorist vesiniku abil.

Hetkel on A380 katselennukil 5. mootor, mis töötab vesinikuga. 4 paaki, milles on kokku 400 kg vesinikku, on paigutatud õhusõiduki lähedale ja tagaossa, et varustada katsetatavat mootorit vedela vesinikuga.

Lennukitootja sõnul määratletakse projekti raames “vesiniku jõuseadme spetsifikatsioonid, jälgitakse lennukatseid ja antakse A380-le katsestend vesinikmootori katsetamiseks reisilennufaasis”.

Teised 4 mootorit, mis asuvad tiiva all, töötavad vesinikmootori testimise ajal tavapäraselt.

Foto: Airbus

2. Pratt & Whitney ja tema vesinikmootor

Ameerika mootoritootja on vesinikuga tegelenud juba mõnda aega. Tegelikult tõstatas Pratt & Whitney esimest korda vesinikkütusega õhusõidukite loomise võimaluse juba 1957. aastal. Ameerika ettevõte oli üks esimesi, kes seda sektorit kasutas ja katsetas vesiniku pakutavaid võimalusi.

Praeguseks on Pratt & Whitney avaldanud, et töötab uue vesinikmootori kallal, mis hakkab lõpuks käivitama õhusõidukeid ja eralennukeid. Veelgi enam, lennundusettevõte teeb juba praegu koostööd lennukitootjatega, eelkõige Airbusiga.

Airbus tarnib umbes 35% mootoritest Airbus A320 Neo mudelile, samuti kõiki mootoreid tootja A220 mudelile. Pratt & Whitney idee on ehitada mootor, mis suudab kasutada algselt kasutatud parafiini asemel vedelat vesinikku.

Et minna sammu võrra kaugemale, on kavas taaskasutada ka vesinikust põlemisprotsessi käigus tekkivat veeauru. Tuleviku “Zero Emission” on teel!

3. Partnerlused lennujaamade varustamiseks vesinikuga

Lennundushiiud teevad juba koostööd, et pakkuda vesinikurajatisi lennujaamades. See on nii Air Liquide’i, Airbusi ja Vinci Airportsi puhul, kes ühendavad jõud, et minna üle säästvale lennundusele.

Nad on välja kuulutanud kümneaastase kava, et aidata lennujaamu ja muid rajatisi vesinikuga varustada. Esimene pilootlennujaam, mis sellest kasu saab, on Lyon-Saint Exupéry. Aastal 2023 saab see vesinikgaasi jaotuspunktid.

Esialgu kasutatakse vesinikku maapealsete seadmete, näiteks lennuraja sõidukite ja käitlusmasinate varustamiseks.

Seejärel kasutatakse neid jaotuspunkte kuni 2030. aastani lennukite varustamiseks vedela vesinikuga.

AEROAFFAIRES: pühendunud säästvale lennundusele

Alates 1991. aastast on AEROAFFAIRES aidanud oma klientidel rentida eralennukeid, millel on selge eesmärk: ühendada mugavus, jõudlus ja keskkonnaalane pühendumus.

• 100 % süsinikdioksiidi kompenseerimine iga lennu puhul.
• Juurdepääs 20 000 lennukile kogu maailmas.
• rohkem kui 120 000 reisijat, klientide rahulolu hinnang 4,9/5.

Soovite rohkem teavet meie vastutustundlike lennutranspordilahenduste kohta või soovite broneerida lennu? Võtke meiega ühendust 24 tundi ööpäevas, 7 päeva nädalas, sealhulgas nädalavahetustel ja riigipühadel:

Prantsusmaa +33 (0)1 44 09 91 82 | USA +1845 373 3456 | Ühendkuningriik +44 84 4986 0547

Hankigeveebipõhine hinnapakkumine vaid paari klikiga.