Minden, amit a hidrogénüzemű repülőgépekről tudni kell: a fenntartható repülés jövője?

2050-re az üzleti repülés és általában a légi közlekedés célja az lesz, hogy szén-dioxid-semleges legyen.

A fenntartható repülés felé való elmozdulás részeként számos megoldás van folyamatban, például a SAF bioüzemanyagok, vagy elektromos repülőgépek és modellek, mint a Volocopter, az Alice elektromos repülőgép vagy a CityAirBus használata.

Számos repülőgépgyártó azonban egy másik alternatíván is dolgozik: a hidrogénhajtású repülőgépeken.

Az AEROAFFAIRES bemutatja ezt az alternatív megoldást a kibocsátásmentes repülés számára.

Mi az a hidrogén és hogyan használják a repülésben?

A légiközlekedési ágazat szén-dioxid-mentesítését tűzték ki célul a repülőgépgyártók 2050-ig. A hidrogén egy hosszú távú megoldás, amelyet jelenleg tanulmányoznak. De mi is az a hidrogén? Mik az előnyei?

A hidrogén a vizet alkotó 2 elem egyike. Emellett a Föld legkönnyebb eleme (a periódusos rendszer része). Megtalálható a víztestekben, tavakban, óceánokban és még a légkörben is.

Hogyan működik? A hidrogént a motor gázturbináiban égetik el az égéstérben. Ezután a felszabaduló energiát egy üzemanyagcellának köszönhetően elektromos energiává alakítják át, amely aztán a motort hajtja.

A repülőgép belsejében a hidrogén gáznemű vagy folyékony formában tárolható -235 fokon. Mivel kisebb a sűrűsége, mint a jelenlegi paraffinnak, a jövőben a repülőgépek szerkezete átalakítható.

Végül pedig a hidrogén nem szennyez, mivel az általa termelt kibocsátás nem más, mint vízgőz, így ez egy olyan lehetőség, amelyet megragadhatunk, hogy 2050-re elérjük a nulla kibocsátást.

Mi a különbség a zöld, a kék és a szürke hidrogén között?

A különböző hidrogéntípusok megértése elengedhetetlen a környezeti hatásuk értékeléséhez. Nem mindegyiket ugyanolyan módon állítják elő:

• Szürke hidrogén
  • Földgázból vagy szénből állítják elő egy gőzreformálásnak nevezett eljárással.
  • Nagy mennyiségű CO₂-t bocsát ki, így ez a legszennyezőbb forma.
• Kék hidrogén
  • Ugyanazzal a módszerrel állítják elő, mint a szürke hidrogént, de a kibocsátott CO₂ megkötésével és tárolásával.
  • Kevésbé szennyező, mint a szürke, de még mindig fosszilis tüzelőanyagoktól függ.
• Zöld hidrogén
  • Víz elektrolíziséből származik, megújuló energiák (nap, szél) felhasználásával.
  • Nem termel közvetlen CO₂-kibocsátást, valóban tiszta és fenntartható.

Csak a zöld hidrogén felel meg igazán a fenntartható repülés céljainak. Ez az a típus, amely felé az Airbus és a repülési ágazat más jelentős szereplői fordulnak.

Hidrogénüzemű repülőgépek vs. elektromos repülőgépek: mi a különbség?

Mindkét technológia célja a légi közlekedés szén-dioxid-mentessé tétele, de eltérő elveken és felhasználási módokon alapulnak. Íme, a főbb különbségek egyértelmű összehasonlítása:

Hidrogénüzemű repülőgépek

• Hidrogént használ energiaforrásként (motorban elégetve vagy üzemanyagcellán keresztül elektromos árammá alakítva).
• Közepes vagy nagy hatótávolságot kínál, különösen alkalmas regionális és jövőbeli hosszú távú járatokra.
• Az üzemanyag feltöltése a tartályok feltöltésével történik, ami gyorsabb folyamat, mint az akkumulátorok feltöltése.
• Nagyobb hasznos teherbírással rendelkezik, mint az elektromos, mivel kevésbé befolyásolja az üzemanyag súlya.
• Kereskedelmi járatokat, magánrepülőket és interregionális útvonalakat céloz meg.

Elektromos repülőgépek

• Újratölthető elektromos akkumulátorokkal működik.
• Alacsony vagy közepes hatótávolság, amelyet az akkumulátorok energiasűrűsége korlátoz.
• Hosszú újratöltési időt igényel, ami korlátozza a fordulók gyakoriságát.
• A fedélzeti akkumulátorok súlya miatt korlátozott hasznos teherbírású.
• Elsősorban könnyű repülőgépekhez, légi taxikhoz vagy rövid, városon belüli repülésekhez használják.
  

Egyszerűbben fogalmazva, a hidrogénüzemű repülőgépek jobban megfelelnek a hosszú távú repülésekhez és a kereskedelmi növekedéshez, míg az elektromos repülőgépek jelenleg a rövid távú légi mobilitás számára vannak fenntartva.

Melyek a hidrogénüzemű repülőgépek jelenlegi előnyei és korlátai?

Előnyök

• Nulla közvetlen kibocsátás (csak vízgőz)
• Kiváló tömegenergia-sűrűség
• Alkalmas regionális és középtávú járatokra
• Kompatibilis a megújuló termeléssel

Jelenlegi korlátozások

A hidrogénhajtású repülőgép a benne rejlő lehetőségek ellenére komoly akadályokba ütközik:

• Nem létező vagy korlátozott globális infrastruktúra: nagyon kevés repülőtér van felszerelve.
• Bonyolult kriogén tárolás: -253°C a folyékony hidrogén esetében.
• Biztonság: a hidrogén erősen gyúlékony, ami nagyon szigorú szabványokat igényel.
• Magas költségek: a speciális technológia és az anyagok még mindig drágák.
• Súly és térfogat: a tartályok nagyobb helyet foglalnak el, mint a paraffin.
• Korlátozott zöld termelés: a világ hidrogéntermelésének nagy része még mindig „szürke”.

A hidrogénüzemű repülőgépek kiváló ökológiai potenciállal rendelkeznek, de még számos technológiai és logisztikai kihívást kell leküzdeni.

Mely országok fektetnek be a hidrogénüzemű légi közlekedésbe?

Világszerte számos kormány és gyártó fektet nagy összegeket a hidrogénüzemű légi közlekedés fejlesztésébe. Az alábbiakban országonként felsoroljuk a legfontosabb kezdeményezéseket:

• 🇫🇷 Franciaország
  • Airbus ZEROe program
  • A Beyond Aero hidrogénes magánrepülőgép fejlesztése
  • Kormányzati támogatás a nemzeti hidrogénterven keresztül
• 🇩🇪 Németország
  • Részvétel a HY4 projektben
  • A Lufthansa Technik beruházása
  • Szoros technológiai együttműködés az Airbusszal
• 🇺🇸 Egyesült Államok
  • Hidrogénhajtómű-projektek a Pratt & Whitney-nél
  • Moduláris megoldások alkalmazása az Universal Hydrogen által
  • A Boom Supersonic szén-dioxid-mentesített légi közlekedéssel kapcsolatos kutatásai
• 🇯🇵 Japán
  • Infrastruktúrafejlesztés a Kawasaki Heavy Industries révén
  • Kormányzati útiterv a regionális légi közlekedés hidrogénezésére
• 🇬🇧 Egyesült Királyság
  • A ZeroAvia vezető szerepe a kis hidrogénüzemű repülőgépek terén
  • Fejlett kutatás a Rolls-Royce-nál
  • Regionális alacsony kibocsátású projektek finanszírozása
    

A globális repülőgépiparban jelenleg Európa, az Egyesült Államok és Japán a hidrogén-innováció fő mozgatórugói.

A hidrogénüzemű repülőgépekre és magánrepülőgépekre vonatkozó különböző projektek

A repülés világának számos szakembere foglalkozik a paraffin használatának ezzel az alternatívájával. A fenntartható repülés célját szem előtt tartva a különböző projektek fokozatosan megvalósulnak.

Nemrégiben például a GE Aviation és a Safran összefogott az Airbusszal, hogy teszteljenek egy hidrogénhajtású hajtóművet.

A 2020-ban alapított toulouse-i székhelyű Beyond Aerospace repülőgépipari vállalat pedig egy hidrogénhajtású magánrepülőgép létrehozását tervezi, miután nemrégiben forrásokat gyűjtött.

Az AEROAFFAIRES bemutatja a repüléstechnikai ágazat egyéb hidrogénprojektjeit.

1. Az Airbus és a ZEROe repülőgépprogramja

Az Airbus jelenleg több hajtóműgyártóval dolgozik együtt, hogy felszerelje repülőgépeit. Ezek közé tartozik a Pratt & Whitney, a CFM International, a Safran és a General Electric. Az Airbus fokozatosan mutatja be a hidrogénhajtású repülőgépekre vonatkozó terveit.

Különösen a ZEROe, azaz nulla károsanyag-kibocsátású 3 különböző koncepciójával. A repülőgépgyártó 2035-re teljesen hidrogénhajtású, CO2-semleges repülőgépeket szeretne a levegőben látni.

Az Airbus jelenleg egy A380-as repülőgép tesztelési fázisában van. A repülőgépgyártó 2025-re kiépít egy olyan rendszert, amely a repülőgép 4 hajtóművének egyikét hidrogénnel táplálja.

A tesztpadon lévő A380-as egyelőre egy 5. hajtóművel van felszerelve, amely hidrogénnel működik. a repülőgép közelében és hátulján 4 tartály van elhelyezve, amelyek összesen 400 kg hidrogént tartalmaznak, hogy folyékony hidrogénnel lássák el a tesztelt hajtóművet.

A repülőgépgyártó szerint a projekt keretében „meghatározzák a hidrogénhajtás specifikációit, felügyelik a repülési teszteket, és próbapadot biztosítanak az A380-as számára a hidrogénhajtómű teszteléséhez az utazórepülés fázisában”.

A szárnyak alatt található másik 4 hajtómű a hidrogénhajtóművek tesztelési fázisai alatt továbbra is normál üzemben működik.

Fotóhitel: Airbus

2. A Pratt & Whitney és hidrogénhajtóműve

Az amerikai hajtóműgyártó már egy ideje foglalkozik a hidrogénnel. Valójában a Pratt & Whitney már 1957-ben felvetette a hidrogénhajtású repülőgépek létrehozásának lehetőségét. Az amerikai vállalat az elsők között volt, amely kiaknázta ezt az ágazatot, és tesztelte a hidrogénben rejlő lehetőségeket.

A mai napig a Pratt & Whitney elárulta, hogy egy új hidrogénmotoron dolgozik, amely végül repülőgépeket és magánrepülőket fog hajtani. Mi több, az űrkutatási vállalat már most kéz a kézben dolgozik a repülőgépgyártókkal, nevezetesen az Airbusszal.

Az Airbus a Airbus A320 Neo modellhez a hajtóművek mintegy 35%-át, valamint a gyártó A220-as modelljéhez az összes hajtóművet szállítja. A Pratt & Whitney elképzelése az, hogy olyan hajtóművet építsen, amely az eredetileg használt paraffin helyett folyékony hidrogént képes használni.

Egy lépéssel továbblépve a hidrogénből az égési folyamat során keletkező vízgőz visszanyerését is tervezi. A „zéró emisszió” jövője már úton van!

3. Partnerségek a repülőterek hidrogénnel való felszerelésére

A repüléstechnikai óriások már most összefognak, hogy hidrogénberendezéseket kínáljanak a repülőtereken. Ez a helyzet az Air Liquide, az Airbus és a Vinci repülőterek esetében, amelyek egyesítik erőiket a fenntartható légi közlekedésre való átállás érdekében.

Tízéves tervet jelentettek be, hogy segítsék a repülőterek és más létesítmények hidrogénnel való ellátását. Az első kísérleti repülőtér, amely ebből részesül, Lyon-Saint Exupéry. Ez a repülőtér 2023-ban hidrogéngáz-elosztó pontokat kap.

Kezdetben a hidrogént a földi berendezések, például a kifutópályán közlekedő járművek és a kezelőgépek energiaellátására használják majd.

Ezt követően 2030-ig ezek az elosztó pontok a repülőgépek folyékony hidrogénnel történő ellátására szolgálnak majd.

AEROAFFAIRES: elkötelezett a fenntartható légi közlekedés mellett

Az AEROAFFAIRES 1991 óta segít ügyfeleinek magánrepülőgépek bérlésében, egyértelmű céllal: a kényelem, a teljesítmény és a környezetvédelmi elkötelezettség ötvözése.

• 100%-os szén-dioxid-kiegyenlítés minden egyes repülésnél.
• Világszerte 20 000 repülőgéphez való hozzáférés.
• több mint 120 000 szállított utas, 4,9/5-ös ügyfél-elégedettségi értékeléssel.

Szeretne többet megtudni felelős légiközlekedési megoldásainkról, vagy szeretne repülőjegyet foglalni? Vegye fel velünk a kapcsolatot a nap 24 órájában, a hét 7 napján, beleértve a hétvégéket és a munkaszüneti napokat is:

Franciaország +33 (0)1 44 09 91 82 | USA +1845 373 3456 | Egyesült Királyság +44 84 4986 0547

Kérjenonline árajánlatot néhány kattintással.