Kiedy polecimy samolotem napędzanym wodorem?

Nie jest tajemnicą, że branża lotnicza zastanawia się, jakie rozwiązania wdrożyć, by ograniczyć emisję gazów cieplarnianych. Wraz z przyjęciem globalnego porozumienia odnośnie wdrożenia mechanizmu kompensacji i redukcji CO2 w międzynarodowym lotnictwie cywilnym – zwanym CORSIA(Carbon Offset and Reduction Scheme for International Aviation) i ogólną zmianą w kierunku uczynienia biznesu bardziej zrównoważonym, coraz więcej firm korzysta z ekologicznych paliw odrzutowych.

Jak zwraca uwagę serwis Simple Flying, debata na temat samolotów napędzanych wodorem trwa już od jakiegoś czasu. Wcześniej uważano, że akumulatory wodoru są zbyt ciężkie, by stanowić realne rozwiązanie do zastosowania w lotnictwie. Jednak obecnie wiele firm obecnie stawia sobie za cel obejście tego problemu. W jaki sposób?

Jak działają samoloty napędzane wodorem?

Wodór jest najczęściej występującym pierwiastkiem na naszej planecie, stąd też perspektywa napędzania samolotów wodorem wydaje się być bardzo atrakcyjna. Mimo, że branża od lat pochyla się nad problematyką takiego zastosowania, to do tej pory nie udało się urealnić fantazji naukowców. Nie oznacza to jednak, że nie przeprowadzono testów.

Samoloty napędzane wodorem czerpią energię ze sprężonego ciekłego wodoru. Proces ten polega na połączeniu wodoru i tlenu w ogniwie paliwowym, a reakcja tych dwóch pierwiastków powoduje powstanie trzech produktów ubocznych: wody, ciepła i – przede wszystkim – elektryczności.

Różnica w tym procesie w porównaniu ze spalaniem paliw kopalnych polega na tym, że CO2 nie jest uwalniany do atmosfery. W rezultacie samoloty wodorowe są bardziej przyjazne dla środowiska i pozwoliłyby liniom lotniczym wywiązać się ze zobowiązań dotyczących wzrostu neutralnego pod względem emisji dwutlenku węgla.

Jakie są korzyści?

Wodorowe ogniwa paliwowe drastycznie zmniejszają ślad węglowy przemysłu lotniczego. Oznaczałoby to mniejszą emisję CO2 wytwarzaną w naszej atmosferze, ale są też inne dodatkowe zalety tego rozwiązania.

Samoloty wodorowe nie tylko zmniejszyłyby zanieczyszczenie powietrza, ale także hałas. Znaczącym czynnikiem jest także obfitość wodoru w naszej atmosferze, biorąc pod uwagę, że ostatecznie wyczerpiemy zapasy paliw kopalnych. W tym sensie energia wodorowa jest bardziej zrównoważoną inwestycją w przyszłości.

Zwiększenie dostępności paliwa wodorowego

Niestety, obecnie nie ma infrastruktury przeznaczonej do tankowania samolotów, która byłaby realną alternatywą dla paliw kopalnych. Aby energia wodorowa stała się rzeczywistością, musi się to zmienić.

Przygotowywane są już plany opracowania pierwszej w Europie komercyjnej instalacji paliw lotniczych na bazie wodoru. Projekt jest prowadzony przez Norsk e-Fuel, konsorcjum czterech firm, które chcą stworzyć technologię, która powinna pasować do istniejącej infrastruktury. Wspólne przedsięwzięcie firm Sunfire, Valinor, Climeworks i Paul Wurth (SMS Group) przewiduje, że elektrownia będzie działać od 2023 r.

Za trzy krótkie lata fabryka będzie oferować maksymalną pojemność 10 mln litrów paliwa do silników odrzutowych na bazie wodoru. W ciągu następnych trzech lat Norsk e-Fuel wyprodukuje 100 mln litrów paliwa wodorowego dla lotnictwa komercyjnego.

Zbyt piękne by było prawdziwe?

Pomimo wszystkich zalet energii wodorowej, istnieją znaczące wady projektu. Po pierwsze, nie jest jasne, w jaki sposób najlepiej wykorzystać energię wodoru w samolotach.

Przy bezpośrednim zastosowaniu oznaczałoby to mniej zmian w samolotach, ponieważ nie potrzebowałyby wodorowego ogniwa paliwowego, którego ogromną zaletą jest większa wydajność.

Z kolei takie wodorowe ogniwa paliwowe wymaga znacznych zmian w przechowywaniu paliwa w samolotach, a także większej masy startowej.

Problemem jest zaprojektowanie lekkiego samolotu kompatybilnego z wodorem, a także tankowanie. Bez znaczącego globalnego zainteresowania inwestowaniem w technologię wodorową wydajność operacyjna linii lotniczych będzie zagrożona. To, dokąd latają, będzie podyktowane i ograniczone do tego, gdzie mogą tankować i jak daleko zabierze ich energia wodorowa.

Chociaż linie lotnicze są świadome swoich zobowiązań środowiskowych, inwestowanie w energię wodorową wymaga od nich wiary w powodzenie tej misji. Na zmiany potrzeba czasu. Jak przewidują eksperci, pierwsze samoloty napędzane wodorem mogą się wzbić się w powietrze w 2040 roku.