Tot ce trebuie să știți despre aeronavele alimentate cu hidrogen: viitorul aviației durabile?

Până în 2050, aviația de afaceri și aviația în general vor trebui să fie neutre din punct de vedere al emisiilor de carbon.

Ca parte a acestei evoluții către o aviație durabilă, sunt în curs de elaborare o serie de soluții, cum ar fi utilizarea biocombustibililor SAF sau a aeronavelor și modelelor electrice, precum Volocopter, aeronava electrică Alice sau CityAirBus.

Cu toate acestea, o serie de producători de aeronave lucrează la o altă alternativă: aeronavele alimentate cu hidrogen.

AEROAFFAIRES prezintă această soluție alternativă pentru aviația cu emisii zero.

Ce este hidrogenul și cum este el utilizat în aviație?

Decarbonizarea sectorului aviației este obiectivul producătorilor de aeronave până în 2050. Hidrogenul este o soluție pe termen lung care este în curs de studiu. Dar ce este hidrogenul? Care sunt avantajele sale?

Hidrogenul este unul dintre cele 2 elemente care formează apa. De asemenea, este cel mai ușor element de pe Pământ (face parte din tabelul periodic). Se găsește în corpurile de apă, lacuri, oceane și chiar în atmosferă.

Cum funcționează? Hidrogenul este ars în camerele de combustie ale turbinelor cu gaz ale motorului. Apoi, datorită unei pile de combustie, energia eliberată este transformată în energie electrică, care alimentează motorul.

În interiorul aeronavei, hidrogenul poate fi stocat sub formă gazoasă sau lichidă la -235 grade. Deoarece are o densitate mai mică decât parafina actuală, structurile aeronavelor pot fi modificate în viitor.

În cele din urmă, hidrogenul nu poluează, deoarece emisiile pe care le produce nu sunt altceva decât vapori de apă, deci este o oportunitate pe care o putem profita pentru a ajunge la emisii zero până în 2050.

Care sunt diferențele dintre hidrogenul verde, albastru și gri?

Înțelegerea diferitelor tipuri de hidrogen este esențială pentru evaluarea impactului lor asupra mediului. Acestea nu sunt toate produse în același mod:

• Hidrogen gri
  • Produs din gaze naturale sau cărbune prin intermediul unui proces numit reformare cu abur.
  • Emite o cantitate mare de CO₂, fiind cea mai poluantă formă.
• Hidrogen albastru
  • Produs folosind aceeași metodă ca hidrogenul gri, dar cu captarea și stocarea CO₂ emis.
  • Mai puțin poluant decât hidrogenul gri, dar încă dependent de combustibilii fosili.
• Hidrogen verde
  • Derivat din electroliza apei folosind energii regenerabile (solară, eoliană).
  • Nu generează emisii directe de CO₂, fiind cu adevărat curat și durabil.

Numai hidrogenul verde este cu adevărat compatibil cu obiectivele aviației durabile. Acesta este tipul spre care se îndreaptă Airbus și alți actori importanți din sectorul aeronautic.

Avioane alimentate cu hidrogen vs. aeronave electrice: care sunt diferențele?

Ambele tehnologii vizează decarbonizarea transportului aerian, dar se bazează pe principii și utilizări diferite. Iată o comparație clară a principalelor distincții:

Avioane alimentate cu hidrogen

• Utilizează hidrogenul ca sursă de energie (ars într-un motor sau transformat în electricitate prin intermediul unei celule de combustibil).
• Oferă autonomie medie și lungă, fiind deosebit de potrivite pentru zborurile regionale și viitoarele zboruri pe distanțe lungi.
• Carburantul este reîncărcat prin umplerea rezervoarelor, un proces mai rapid decât reîncărcarea bateriilor.
• Are o sarcină utilă mai mare decât cel electric, deoarece este mai puțin penalizat de greutatea combustibilului.
• Se adresează zborurilor comerciale, avioanelor private și rutelor interregionale.

Avion electric

• Propulsate de baterii electrice reîncărcabile.
• Autonomie mică până la medie, limitată de densitatea energetică a bateriilor.
• Necesită un timp lung de reîncărcare, ceea ce limitează frecvența rotațiilor.
• Are o sarcină utilă limitată din cauza greutății bateriilor de la bord.
• Utilizate în principal pentru aeronave ușoare, taxiuri aeriene sau zboruri intraurbane scurte.
  

În termeni simpli, aeronavele alimentate cu hidrogen sunt mai potrivite pentru zborurile pe distanțe lungi și pentru creșterea comercială, în timp ce aeronavele electrice sunt rezervate în prezent mobilității aeriene pe distanțe scurte.

Care sunt avantajele și limitele actuale ale aeronavelor alimentate cu hidrogen?

Avantaje

• Zero emisii directe (doar vapori de apă)
• Densitate excelentă a energiei masice
• Potrivit pentru zboruri regionale și pe distanțe medii
• Compatibil cu producția regenerabilă

Limitări actuale

În ciuda potențialului său, aeronava alimentată cu hidrogen se confruntă cu obstacole majore:

• Infrastructură globală inexistentă sau limitată: foarte puține aeroporturi sunt echipate.
• Stocarea criogenică complexă: -253°C pentru hidrogenul lichid.
• Siguranța: hidrogenul este foarte inflamabil, ceea ce necesită standarde foarte stricte.
• Costuri ridicate: tehnologia și materialele specializate sunt încă scumpe.
• Greutate și volum: rezervoarele ocupă mai mult spațiu decât parafina.
• Producție ecologică limitată: cea mai mare parte a hidrogenului din lume este încă „gri”.

Aeronavele alimentate cu hidrogen au un potențial ecologic excelent, dar există încă multe provocări tehnologice și logistice care trebuie depășite.

Care sunt țările care investesc în aviația alimentată cu hidrogen?

Multe guverne și producători din întreaga lume investesc masiv în dezvoltarea aviației alimentate cu hidrogen. Iată care sunt principalele inițiative pe țări:

• 🇫🇷 Franța
  • Programul Airbus ZEROe
  • Dezvoltarea avionului privat cu hidrogen Beyond Aero
  • Sprijin guvernamental prin intermediul planului național privind hidrogenul
• 🇩🇪 Germania
  • Participare la proiectul HY4
  • Investiție realizată de Lufthansa Technik
  • Cooperare tehnologică strânsă cu Airbus
• 🇺🇸 Statele Unite ale Americii
  • Proiecte de motoare cu hidrogen la Pratt & Whitney
  • Implementarea de soluții modulare de către Universal Hydrogen
  • Cercetare în domeniul aviației decarbonizate la Boom Supersonic
• 🇯🇵 Japonia
  • Dezvoltarea infrastructurii prin Kawasaki Heavy Industries
  • Foaie de parcurs guvernamentală pentru hidrogen în aviația regională
• 🇬🇧 Regatul Unit
  • Poziția de lider a ZeroAvia în domeniul aeronavelor mici cu hidrogen
  • Cercetare avansată la Rolls-Royce
  • Finanțare pentru proiecte regionale cu emisii reduse
    

Europa, Statele Unite și Japonia sunt în prezent principalele motoare ale inovării în domeniul hidrogenului în industria aerospațială mondială.

Diverse proiecte de avioane și jeturi private alimentate cu hidrogen

Mulți profesioniști din lumea aeronautică analizează această alternativă la utilizarea parafinei. Având în vedere obiectivul unei aviații durabile, diverse proiecte se concretizează treptat.

Recent, de exemplu, GE Aviation și Safran și-au unit forțele cu Airbus pentru a testa un motor alimentat cu hidrogen.

Iar Beyond Aerospace, o companie aerospațială din Toulouse înființată în 2020, intenționează să creeze un avion privat alimentat cu hidrogen, după ce a strâns recent fonduri.

AEROAFFAIRES prezintă alte proiecte cu hidrogen din sectorul aeronautic.

1. Airbus și programul său de aeronave ZEROe

Airbus colaborează în prezent cu mai mulți producători de motoare pentru echiparea aeronavelor sale. Printre aceștia se numără Pratt & Whitney, CFM International, Safran și General Electric. Airbus dezvăluie treptat planuri pentru avioane alimentate cu hidrogen.

În special cu cele 3 concepte diferite numite ZEROe, pentru zero emisii. Până în 2035, producătorul de aeronave dorește să aibă în aer avioane complet alimentate cu hidrogen, neutre din punct de vedere al emisiilor de CO2.

Airbus se află în prezent în faza de testare a unui A380. Până în 2025, constructorul de aeronave va pune la punct un sistem de alimentare cu hidrogen a unuia dintre cele 4 motoare ale aeronavei.

Pentru moment, A380 aflat pe banc de testare este echipat cu un al 5-lea motor, care funcționează cu hidrogen. 4 rezervoare care totalizează 400 kg de hidrogen sunt poziționate în apropierea și în partea din spate a aeronavei pentru a furniza hidrogen lichid motorului testat.

Potrivit constructorului de aeronave, proiectul va „defini specificațiile sistemului de propulsie pe hidrogen, va supraveghea testele de zbor și va pune la dispoziția A380 un banc de testare pentru testarea motorului pe hidrogen în faza de croazieră”.

Celelalte 4 motoare situate sub aripi vor continua să funcționeze normal în timpul fazelor de testare a motorului cu hidrogen.

Credit foto : Airbus

2. Pratt & Whitney și motorul său cu hidrogen

Producătorul american de motoare se uită la hidrogen de ceva timp. De fapt, Pratt & Whitney a evocat pentru prima dată posibilitatea de a crea aeronave propulsate cu hidrogen în 1957. Compania americană a fost una dintre primele care a exploatat acest sector și a testat posibilitățile oferite de hidrogen.

Până în prezent, Pratt & Whitney a dezvăluit că lucrează la un nou motor cu hidrogen care va propulsa în cele din urmă avioane și jeturi private. Mai mult, compania aerospațială lucrează deja mână în mână cu producătorii de aeronave, în special cu Airbus.

Airbus furnizează aproximativ 35% din motoarele pentru modelul Airbus A320 Neo, precum și toate motoarele pentru modelul A220 al producătorului. Ideea Pratt & Whitney este de a construi un motor capabil să utilizeze hidrogen lichid pentru a înlocui parafina utilizată inițial.

Pentru a face un pas mai departe, compania intenționează, de asemenea, să recupereze vaporii de apă produși de hidrogen în timpul procesului de combustie. Viitorul „zero emisii” este pe drum!

3. Parteneriate pentru dotarea aeroporturilor cu hidrogen

Giganții aeronautici fac deja echipă pentru a oferi instalații cu hidrogen în aeroporturi. Acesta este cazul Air Liquide, Airbus și Vinci Airports, care își unesc forțele pentru a face tranziția către o aviație durabilă.

Ei au anunțat un plan pe zece ani pentru a ajuta aeroporturile și alte instalații să fie aprovizionate cu hidrogen. Primul aeroport pilot beneficiar este Lyon-Saint Exupéry. În 2023, acesta va primi puncte de distribuție a hidrogenului gazos.

Inițial, hidrogenul va fi utilizat pentru alimentarea echipamentelor de la sol, cum ar fi vehiculele de pistă și mașinile de manipulare.

Apoi, până în 2030, aceste puncte de distribuție vor fi utilizate pentru alimentarea aeronavelor cu hidrogen lichid.

AEROAFFAIRES: un angajament pentru o aviație durabilă

Din 1991, AEROAFFAIRES își ajută clienții să închirieze avioane private, cu o ambiție clară: să îmbine confortul, performanța și angajamentul față de mediu.

• compensarea 100% a emisiilor de carbon pentru fiecare zbor.
• Acces la 20.000 de aeronave din întreaga lume.
• peste 120.000 de pasageri transportați, cu un grad de satisfacție a clienților de 4,9/5.

Doriți să aflați mai multe despre soluțiile noastre de transport aerian responsabil sau să rezervați un zbor? Contactați-ne 24 de ore pe zi, 7 zile pe săptămână, inclusiv în weekend și de sărbătorile legale:

Franța +33 (0)1 44 09 91 82 | SUA +1845 373 3456 | UK +44 84 4986 0547

Obținețio ofertă online în doar câteva clicuri.