Energia és mobilitás zöld szemszögből

Helyzetjelentés az elektromos repülésről

2019. november 20. • írta: ZöldEnergia

Svédországban flygskam-nak, vagyis repülési bűntudatnak hívják azt a negatív érzést, ami akkor fog el, amikor úgy repülsz el Spanyolországba nyaralni, hogy közben tudod, hogy ezzel, mégha csak egy kicsit is, de hozzájárulsz a klímaváltozáshoz, írta a Bloomberg. A légitársaságok és a repülőgyártók már most számolnak azzal, hogy eljöhet annak a napja, amikor klímaváltozásra érzékeny vásárlók, az országonként változó, de várhatóan egyre szigorodó törvénykezéssel egyetemben, változást követelnek majd. Ez az egyik fontos mozgatórugója annak, hogy a kibocsátási számokat megpróbálják csökkenteni, aminek egyik módja az elektromos repülők fejlesztése és üzembeállítása lehet majd.

Lehetséges a tiszta elektromos üzemű repülés?

Igen, de kicsiben kell kezdeni. Az izraeli Eviation Aircraft Ltd. a júniusi Párizsi Air Show-n mutatta be a teljesen elektromos meghajtású kilenc utast szállítani tudó repülőgép prototípusát, az Alice-t (lásd a fenti képen), amely a tervek szerint három éven belül áll forgalomba rövid távú járatokon.

A Los Angeles-i Ampaire Inc. startup egy hat utast szállítani képes Cessna 337-es gépet alakított át egy hibrid rendszerű géppé, amiben a hagyományos belsőégésű motor mellett elektromos hajtás is található. A startup szerint az Electric EEL (magyarul Elektromos ANGOLNA) más 2021-ben üzembe állhat, és a tervek szerint nagyjából 50%-kal kevesebb üvegházhatású gáz kibocsátással rendelkezik majd.

Jelenleg kb. 100 különböző új, elektromos meghajtást is tartalmazó repülőgép fejlesztési program folyik a világon, a legtöbbje könnyű repülőgép típusokkal. Minél nagyobb a gép, annál nagyobbak a technológiai kihívások: az Airbus is bejelentette egy hibrid A320-s változat bevezetését, amely majd 240 utas képest szállítani, de biztosan nem 2035 előtt.

Miért nehéz ezt megoldani?

A legnagyobb kihívást az elektromos hajtáshoz szükséges energia tárolása jelenti: az akkumulátorok nagysága és tömege. A mostani lítium-ion alapú tárolás energiasűrűsége töredéke a kerozinban található hasznos energiának. Emiatt aztán hosszú távolságokra egyszerűen nem képesek még az elektromos repülők. Ehhez még hozzájön a komplikáló tényező, hogy az akkumulátorok tömege nem csökken, miközben elveszítik a töltést, vagyis a repülőgép sem lesz könnyebb a leszálláskor a hagyományos gépekkel szemben. Néhány hibrid megoldásnál az elektromos hajtást használja a gép a legjobban szennyező fel- és leszálláskor, és a kerozin alapú meghajtást a repülési magasság elérése után az erre optimalizált hajtóművekkel. Ilyen megoldásoknál az akkumulátorok tömege viszonylag alacsonyan tartható, és közben a kibocsátási normáknak is könnyebben felel meg a repülőgép.

A United Technologies Corp. úgynevezett Project 804 programja is ilyen megoldást tesztel most, egy átalakított Bombardier Dash 8 repülőgéppel. Az elektromos hajtást "rásegítésként" használja a gép felszálláskor és emelkedés közben, míg a hagyományos hajtómű elégséges a repülőmagasság tartásához. Ennél a gépnél a sugárhajtómű nem tölti vissza az akkumulátorokat. Az Airbus A320-es gépe viszont teljesen elektromos hajtást használ fel- és leszálláshoz, és ugyanezen elektromos meghajtóműveket használja a repülés során is, de a repülőmagasság elérésekor a sugárhajtóművet használják az akkumulátorok töltéséhez és szinten tartásához.

Miért kellene elektromos meghajtásra váltani?

Az földi közlekedéshez képest a légi közlekedés számára sokkal kevésbé szigorú kibocsátási normák vannak csak életben, és a szén-dioxid kibocsátás mértéke sincs korlátozva flotta szinten, mint pl. az autógyártók számára Európában vagy az Egyesült Államokban. A légi közlekedés jelenleg csak a teljes szén-dioxid kibocsátás 2%-ért felel, de a növekvő utasszám miatt ez az érték várhatóan számottevően megnő a következő évtizedben.

Ténylegesen csökkenthető a kibocsátás így?

Nos, ez rengeted dologtól függ. Egyrészről, csakúgy, mint az elektromos autók esetén, a felhasznált elektromos áram eredete nagyban befolyásolja a tényleges kibocsátás mértékét. Egy olyan repülő, amely repülés közben kerozint felhasználva tölti újra az akkumulátorait, semmivel sem "jobb", mint egy hagyományos gép. De a fel- és leszálláskor tisztán elektromos meghajtásra támaszkodó gépek komoly kibocsátáscsökkenést tudnának elérni.

Az elkövetkező évtizedekben jelentkező kibocsátás csökkenés mégis nagyon alacsony lesz. Egy Nature-ben megjelent cikk szerint a technológia mai állása szerint az elektromos repülők az 1100 km-nél rövidebb utak akár felét is kiválthatnák, de ezzel csak nagyjából 15%-os szén-dioxid kibocsátás csökkenést lehetne elérni. Ennél komolyabb csökkenéshez sokkal nagyobb kapacitású akkumulátorokra van szükség.

Mikor repülünk majd tisztán elektromos meghajtással?

A kisebb, rövidtávú ingázásra tervezett légi taxik állnak majd nagy valószínűséggel először munkába, már akár 2020-ban. A kínai RX4E, egy négyüléses teljesen elektromos jármű októberben hajtotta végre az első próbarepüléseket. Ennél valamivel nagyobb, 10 és 20 utas szállítására alkalmas gépek valószínűleg a következő évtized közepén jelennek meg majd a piacon, míg a 40 utas kapacitású gépek talán 2030 környékén állnak majd szolgálatba.

A nagy kapacitású utasszállítókra viszont ennél is többet kell majd várni. Az Airbus fejlesztői szerint legalább 15 évre lesz ehhez szükség. A Rolls-Royce Holdings Plc hajtóműgyártó vállalattal együtt dolgozva egy 2 megawatt teljesítményű hibrid motort tesztelnek majd az elkövetkező két évben, de ennek teljesítménye még nem elég még egy keskeny/törzsű gép levegőben tartásához sem. A tiszta elektromos meghajtás az utasszállítók esetében még messzebb van, hiszen a jelenlegi akkumulátor technológiák energiasűrűsége egyszerűen messze alulmarad a hagyományos meghajtásokkal szemben. A legmerészebb becslések szerint is legalább 2050-ig kell várni egy ilyen repülőgépre.

Kik dolgoznak még elektromos repülőkön?

A kínai EHang Air Mobility Group jövőre szeretné megkezdeni egy 300 ezer dolláros repülő eladásait, amelyeket főleg repülő taxikként, mentőkként vagy városnéző turistarepülőként fognak alkalmazni szerintük. A német Volocopter, amelyet a Daimler AG is támogat jövőre indítja el a próbarepüléseket Szingapúrban és 2021-re tervezi az teljes üzembeállást. A már fent említett izraeli Eviation az első próbarepülés jövőre tervezi az USA területén az Alice nevű gépükkel, és az amerikai gyártás beindulás után a hivatalos minősítést 2021-ben szeretnék megszerezni. Ezen felül az amerikai Zunum Aero és MagniX Technologies Pty Ltd valamint az angol Faradair fejlesztési programjai vannak előrehaladott állapotban.

15 komment

A bejegyzés trackback címe:

https://zoldenergia.blog.hu/api/trackback/id/tr7815309482

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

GABOR 2000 2019.11.20. 13:20:57

Csak a lényeg maradt ki... A magyar Magnus Aircraft-tal kellett volna kezdeni a cikket...

GABOR 2000 2019.11.20. 13:21:42

Csak a lényeg maradt ki: a magyar Magnus Aircraft-tal kellet volna kezdeni a cikket---

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.11.20. 13:40:51

Propelleres gépeknél világos az elektromos rásegítés működése, ám sugárhajtóműves gépeknél vajon hogyan?

A tisztán elektromos felszállásnál talán hatalmas kompresszorok fújják ki hátul nagy sebességgel az elöl beszívott levegőt? Rásegítésnél meg nagy teljesítményű fűtőszálak melegítik tovább az égéstérben elégetett üzemanyagot?

Vagy mégis hogyan, ha nem így?

midnightcoder2 2019.11.20. 13:49:51

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Propellerrel elérik a repülési magasságot, majd megy a sugárhajtómû.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.11.20. 13:55:13

@midnightcoder2:

Erre én is gondoltam, de érdemes csak ezért ellátni a gépet propellerekkel és az ezekhez szükséges elektromotorokkal? Mégpedig nagy teljesítményűekkel, mert épp a felszálláshoz kellenek ilyenek. A plusz tömeg az utazómagasság elérése után már csak plusz fogyasztást eredményez. Na meg a propellerek akkor is növelik a közegellenállást, ha csak "üresben" forognak.

Vagy még így is van megtakarítás?

nemecsekerno_007 2019.11.20. 13:59:34

@GABOR 2000: Jaja, de az nemzetieskedés lett volna. Az meg ciki, bizonyos körökben :)

nemecsekerno_007 2019.11.20. 15:32:31

@GABOR 2000: Bárki írhat cikket manapság már. Ezért terjed az áltudomány is...

Boar. 2019.11.20. 15:47:13

A statisztika sokmindent elbír. Látni kellene, hogy számolják a kibocsátást...
mert ha utasonként nézzük, figyelembe véve, hány utas helyét veszik el az akkumlátorok, megeshet, mégsem olyan szép az a menyasszony...

Helyszíni zsemle 2019.11.20. 19:43:28

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Nem biztos hogy kell kulon legcsavar. Lehet hogy olyan megoldas, lesz hogy villanymotorral hajtjak majd a sugarhajtomu turbinajat.
Model repulo meretben van tisztan elektromos sugarhajtomu.
www.youtube.com/watch?v=avMjvrwSsA4
youtu.be/pYg__RV553Y
A nagy gepeknel nem tudni milyen lesz.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.11.20. 20:22:29

@Helyszíni zsemle:

Utánaolvastam és megtudtam, hogy a polgári szubszonikus sugárhajtóműveknél a hevítés nélkül, csak a kompresszor által kifújt levegő tömege a többszörösét teszi ki az üzemanyaggal felhevített levegőének, és a tolóerőt is hasonló arányben állítja elő. Tehát abszolút reális és működőképes lehet, amit írtál.

Köszönöm a válaszodat.

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.11.20. 20:25:38

Szóval lehet szidni a posztot, ám én mégis a posztnak köszönhetően - ha nem is magából a posztból - tanultam ma is valamit. :)

ZöldEnergia 2019.11.20. 20:32:52

@Kovacs Nocraft Jozsefne: Köszönöm. Ez lenne a lényege a posztoknak... hogy felkeltsék a kíváncsiságot.

ZöldEnergia 2019.11.20. 20:34:18

@GABOR 2000: Ha van kedved róla írni egy posztot, akár itt is közölheted.

Alick 2019.11.20. 21:46:17

A legegyszerűbb környezetbarát repülés az antigravitáció feltalálása lenne. :)

Kovacs Nocraft Jozsefne 2019.11.20. 22:10:53

@Alick:

:D Tudom, hogy csak poénkodsz, de vegyük egy pillanatra komolyan. A helyzet az, hogy a repülőgép által felhasznált energia legnagyobb hányada a közegellenállás legyőzésére fordítódik. Eltekintve persze az utazómagasság eléréséhez szükséges energiától, itt valóban megtakarítás lenne az antigravitáció, ám ez csak rövid utakon tenné ki az összes felhasznált energia érdemi hányadát.