Elbiler, tog, sporvogne og både findes allerede. Det fører logisk til spørgsmålet: hvorfor ser vi ikke store elektriske fly? Og vil vi se dem når som helst snart?
Hvorfor har vi elbiler og tog, men få elektriske fly? Hovedårsagen er, at det er meget enklere at radikalt ændre en bil eller tog, selvom de ligner meget traditionelle fossile brændstofbiler på ydersiden.
Landkøretøjer kan let klare den ekstra masse fra elopbevaring eller elektriske fremdrivningssystemer, men fly er meget mere følsomme.
For eksempel øger en bils masse med 35% til en stigning i energiforbruget af 13-20%. Men for et plan er energiforbruget direkte proportionalt med massen: At øge dens masse med 35% betyder, at det har brug for 35% mere energi (alt andet lige).
Men det er kun en del af historien. Fly kører også meget længere end køretøjer, som betyder, at en flyvning kræver langt mere energi end en gennemsnitlig køretur. Fly skal opbevare ombord al den energi, der er nødvendig for at flytte dens masse for hver flyvning (i modsætning til et tog, der er tilsluttet et elektrisk net). Brug af en tung energikilde betyder således, at der er behov for mere energi til en flyvning, som fører til ekstra masse, og så videre og så videre.
For et fly er masse afgørende, og derfor vejer luftfartsselskaber hurtigt bagage. Elektriske fly har brug for batterier med nok energi pr. Kg batteri, eller massebøden betyder, at de simpelthen ikke kan flyve lange afstande.
Fly med kort rækkevidde
På trods af dette er elektriske fly i horisonten - men du vil ikke se elektriske 747'er snart.
Dagens bedste tilgængelige lithium-ion-batteripakker giver omkring 200 wattimer (Wh) pr. Kg, ca. 60 gange mindre end nuværende flybrændstof. Denne type batteri kan føre små elektriske lufttaxier med op til fire passagerer over en afstand på omkring 100km. For længere ture er der behov for mere energitætte celler.
Kortdistancerede elektriske pendlerfly, der bærer op til 30 personer til mindre end 800 km, kræver f.eks. Specifikt mellem 750 og 2,000Wh / kg, hvilket er noget 6-17% af petroleumsbaseret jetbrændstofs energiindhold. Selv større fly kræver stadig lettere batterier. For eksempel bruger et fly, der transporterer 140-passagerer i 1,500km, ca. 30kg parafin pr. Passager. Med den aktuelle batteriteknologi er der behov for næsten 1,000kg batterier pr. Passager.
For at gøre regionale pendelfly fuldt elektriske kræver en reduktion i batteriets vægt fire til ti gange. Den langsigtede historiske forbedringsgrad i batterienergi har været omkring 3-4% pr. År, fordobling omtrent hvert andet årtier. Baseret på en fortsættelse af denne historiske tendens, kunne den firfoldige forbedring, der kræves for et fuldt elektrisk pendelfly, potentielt nås omkring midten af århundrede.
Selvom dette kan virke en utrolig lang ventetid, er dette i overensstemmelse med tidsskalaen for ændringer i luftfartsindustrien for både infrastruktur og flydesigns livscykler. Et nyt fly tager omkring 5-10 år at designe og forbliver derefter i drift i to til tre årtier. Nogle fly flyver stadig 50 år efter deres første flyvning.
Her kommer hybriderne
Betyder dette langdistanceflyvning altid vil stole på fossile brændstoffer? Ikke nødvendigvis.
Mens fuldt elektriske store fly kræver et stort, men endnu ikke-opfundet skift i energilagring, er der andre måder at reducere miljøpåvirkningen ved at flyve.
Hybridelektriske fly kombinerer brændstof med elektrisk fremdrift. Denne klasse af fly inkluderer design uden batterier, hvor det elektriske fremdrivningssystem tjener til at forbedre trykeffektiviteten og reducere den nødvendige mængde brændstof.
Hybridelektriske fly med batterier er også under udvikling, hvor batterierne kan give ekstra strøm under specifikke omstændigheder. Batterier kan derefter for eksempel give ren start og landing for at reducere emissionerne i nærheden af lufthavne.
Elektriske fly er heller ikke den eneste måde at reducere flyets direkte kulstofaftryk. Alternative brændstoffer såsom biobrændstoffer og brint undersøges også.
Biobrændstoffer, som er brændstoffer, der stammer fra planter eller alger, blev først brugt på en kommerciel flyvning i 2008 og flere flyselskaber har udført forsøg med dem. Selvom den ikke er bredt vedtaget, undersøger i øjeblikket betydelig forskning bæredygtige biobrændstoffer, der ikke påvirker ferskvandskilder eller fødevareproduktion.
While biofuels do still produce CO?, they don’t require significant changes to existing aircraft or airport infrastructure. Hydrogen, on the other hand, requires a complete redesign of the fuelling infrastructure of the airport and also has a significant impact on the design of the aircraft itself.
Mens brint er meget let - indeholder brint tre gange mere energi pr. kg than kerosene – its density is very low, even when stored as a liquid at -250?. This means that fuel can no longer be stored in the wing but needs to be moved to relatively heavy and bulky tanks inside the fuselage. Despite these drawbacks, hydrogen-fuelled long-distance flights can consume op til 12% mindre energi end parafin.
Om forfatteren
Dries Verstraete, universitetslektor i rumfartsdesign og fremdrift, University of Sydney
Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs oprindelige artikel.
Video: Future Aircraft - NASA-dokumentar
{vembed Y=Y1gAusOW-RU}
Relaterede bøger
Nedtrapning: Den mest omfattende plan, der nogensinde er blevet foreslået til at vende global opvarmning
af Paul Hawken og Tom Steyer
I lyset af udbredt frygt og apati er en international koalition af forskere, fagfolk og forskere mødtes for at tilbyde et sæt realistiske og dristige løsninger på klimaforandringer. Hundrede teknikker og fremgangsmåder er beskrevet her - nogle er velkendte; nogle du måske aldrig har hørt om. De spænder fra ren energi til at uddanne piger i lande med lavere indkomst til praksis i landbruget, der trækker kulstof ud af luften. Løsningerne findes, er økonomisk levedygtige, og samfund overalt i verden vedtager i øjeblikket dem med dygtighed og beslutsomhed. Fås på Amazon
Design af klimaløsninger: En politikvejledning til lav-kulstofenergi
af Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Da virkningerne af klimaændringerne allerede er over os, er behovet for at reducere de globale drivhusgasemissioner intet mindre end presserende. Det er en skræmmende udfordring, men teknologierne og strategierne til at imødekomme den findes i dag. Et lille sæt energipolitikker, der er designet og implementeret godt, kan sætte os på vejen mod en fremtid med lav kulstofemission. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken skal være fokuseret og omkostningseffektiv. One-size-fits-all-tilgange får simpelthen ikke jobbet gjort. Politiske beslutningstagere har brug for en klar, omfattende ressource, der skitserer de energipolitikker, der har størst indflydelse på vores klimafremtid, og beskriver, hvordan disse politikker skal designes godt. Fås på Amazon
Dette ændrer alt: kapitalisme vs. klima
af Naomi Klein
In Dette ændrer alt Naomi Klein hævder, at klimaforandringer ikke kun er et andet spørgsmål, der skal indbringes pænt mellem skatter og sundhedsvæsen. Det er en alarm, der opfordrer os til at løse et økonomisk system, der allerede svigter os på mange måder. Klein bygger omhyggeligt sagen for, hvor massivt at reducere vores drivhusemissioner er vores bedste chance for samtidig at mindske gabende uligheder, forestille os vores ødelagte demokratier og genopbygge vores slanke lokale økonomier. Hun udsætter den ideologiske desperation af klimaændringsnægterne, de messianske vrangforestillinger fra de ville være geoengineers og den tragiske nederlag fra for mange mainstream grønne initiativer. Og hun demonstrerer netop, hvorfor markedet ikke har - og ikke kan - løse klimakrisen, men i stedet forværre tingene med stadig mere ekstreme og økologisk ødelæggende udvindingsmetoder ledsaget af voldsom katastrofekapitalisme. Fås på Amazon
Fra udgiveren:
Køb på Amazon går til at bekæmpe omkostningerne ved at bringe dig InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, , ClimateImpactNews.com uden omkostninger og uden annoncører, der sporer dine browservaner. Selv hvis du klikker på et link, men ikke køber disse valgte produkter, betaler alt andet, du køber i det samme besøg på Amazon, en lille provision. Der er ingen ekstra omkostninger for dig, så vær venlig at bidrage til indsatsen. Du kan også bruge dette link at bruge til Amazon når som helst, så du kan hjælpe med at støtte vores indsats.
