Vše, co potřebujete vědět o letadlech na vodíkový pohon: budoucnost udržitelného letectví?

Do roku 2050 se obchodní letectví a letectví obecně bude snažit o uhlíkovou neutralitu.

V rámci tohoto směřování k udržitelnému letectví se připravuje řada řešení, například využívání biopaliv SAF nebo elektrických letadel a modelů, jako je Volocopter, elektrické letadlo Alice nebo CityAirBus.

Řada výrobců letadel však pracuje na další alternativě: letadlech na vodíkový pohon.

AEROAFFAIRES představuje toto alternativní řešení pro letectví s nulovými emisemi.

Co je to vodík a jak se využívá v letectví?

Dekarbonizace leteckého sektoru je cílem výrobců letadel v období do roku 2050. Vodík je dlouhodobé řešení, které se v současné době zkoumá. Co je to však vodík? Jaké jsou jeho výhody?

Vodík je jedním ze dvou prvků, které tvoří vodu. Je to také nejlehčí prvek na Zemi (součást periodické tabulky prvků). Vyskytuje se ve vodních nádržích, jezerech, oceánech a dokonce i v atmosféře.

Jak funguje? Vodík se spaluje v plynových turbínách motoru ve spalovacích komorách. Uvolněná energie se pak díky palivovému článku přemění na elektrickou energii, která pak pohání motor.

Uvnitř letadla může být vodík skladován v plynné nebo kapalné formě při teplotě -235 stupňů. Protože má nižší hustotu než současný parafín, lze v budoucnu upravovat konstrukce letadel.

V neposlední řadě vodík neznečišťuje životní prostředí, protože emise, které produkuje, nejsou ničím jiným než vodní párou, takže je to příležitost, kterou můžeme využít k dosažení nulových emisí do roku 2050.

Jaké jsou rozdíly mezi zeleným, modrým a šedým vodíkem?

Pochopení různých typů vodíku je nezbytné pro posouzení jejich dopadu na životní prostředí. Všechny se nevyrábějí stejným způsobem:

• Šedý vodík
  • Vyrábí se ze zemního plynu nebo uhlí procesem zvaným parní reforming.
  • Vypouští velké množství CO₂, což z něj činí nejvíce znečišťující formu.
• Modrý vodík
  • Vyrábí se stejnou metodou jako šedý, ale se zachycováním a ukládáním emitovaného CO₂.
  • Méně znečišťující než šedý, ale stále závislý na fosilních palivech.
• Zelený vodík
  • Získává se elektrolýzou vody s využitím obnovitelných zdrojů energie (sluneční, větrná).
  • Neprodukuje žádné přímé emise CO₂, je skutečně čistý a udržitelný.

Pouze zelený vodík je skutečně slučitelný s cíli udržitelného letectví. Právě k tomuto typu se obrací společnost Airbus a další významní hráči v leteckém odvětví.

Letadla na vodíkový pohon vs. letadla na elektrický pohon: jaké jsou rozdíly?

Obě technologie jsou zaměřeny na dekarbonizaci letecké dopravy, jsou však založeny na odlišných principech a způsobech využití. Zde je přehledné srovnání hlavních rozdílů:

Letadla na vodíkový pohon

• Využívá vodík jako zdroj energie (spaluje se v motoru nebo se přeměňuje na elektřinu pomocí palivového článku).
• Nabízí střední až dlouhý dolet, vhodný zejména pro regionální a budoucí dálkové lety.
• Palivo se dobíjí plněním nádrží, což je rychlejší proces než dobíjení baterií.
• Má vyšší užitečné zatížení než elektrické, protože je méně ovlivněno hmotností paliva.
• Zaměřuje se na komerční lety, soukromá letadla a meziregionální trasy.

Elektrická letadla

• Poháněno dobíjecími elektrickými bateriemi.
• Nízký až střední dolet, omezený hustotou energie baterií.
• Vyžaduje dlouhou dobu dobíjení, což omezuje četnost rotací.
• Má omezené užitečné zatížení kvůli hmotnosti palubních baterií.
• Používá se hlavně pro lehká letadla, letecké taxíky nebo krátké vnitroměstské lety.
  

Zjednodušeně řečeno, letadla na vodíkový pohon jsou vhodnější pro lety na dlouhé vzdálenosti a pro komerční růst, zatímco elektrická letadla jsou v současné době vyhrazena pro leteckou mobilitu na krátké vzdálenosti.

Jaké jsou současné výhody a omezení letadel na vodíkový pohon?

Výhody

• Nulové přímé emise (pouze vodní pára)
• Vynikající hmotnostní hustota energie
• Vhodné pro regionální a středně dlouhé lety
• Kompatibilní s výrobou z obnovitelných zdrojů

Současná omezení

Navzdory svému potenciálu se letadla na vodíkový pohon potýkají s velkými překážkami:

• Neexistující nebo omezená globální infrastruktura: jen velmi málo letišť je jimi vybaveno.
• Složité kryogenní skladování: -253 °C pro kapalný vodík.
• Bezpečnost: vodík je vysoce hořlavý, což vyžaduje velmi přísné normy.
• Vysoké náklady: specializované technologie a materiály jsou stále drahé.
• Hmotnost a objem: nádrže zabírají více místa než parafín.
• Omezená ekologická výroba: většina světové produkce vodíku je stále „šedá“.

Letadla na vodíkový pohon mají vynikající ekologický potenciál, ale stále je třeba překonat mnoho technologických a logistických problémů.

Které země investují do letectví na vodíkový pohon?

Mnoho vlád a výrobců na celém světě investuje velké prostředky do vývoje letectví na vodíkový pohon. Zde jsou uvedeny hlavní iniciativy podle jednotlivých zemí:

• 🇫🇷 Francie
  • Program Airbus ZEROe
  • Vývoj soukromého vodíkového letadla Beyond Aero
  • Vládní podpora prostřednictvím národního vodíkového plánu
• 🇩🇪 Německo
  • Účast na projektu HY4
  • Investice společnosti Lufthansa Technik
  • Úzká technologická spolupráce s Airbusem
• 🇺🇸 Spojené státy
  • Projekty vodíkových motorů ve společnosti Pratt & Whitney
  • Nasazení modulárních řešení společnosti Universal Hydrogen
  • Výzkum v oblasti dekarbonizovaného letectví ve společnosti Boom Supersonic
• 🇯🇵 Japonsko
  • Rozvoj infrastruktury prostřednictvím společnosti Kawasaki Heavy Industries
  • Vládní plán pro vodík v regionálním letectví
• 🇬🇧 Spojené království
  • Vedoucí postavení společnosti ZeroAvia v oblasti malých vodíkových letadel
  • Pokročilý výzkum ve společnosti Rolls-Royce
  • Financování regionálních projektů s nízkými emisemi
    

Evropa, Spojené státy a Japonsko jsou v současné době hlavními tahouny vodíkových inovací ve světovém leteckém průmyslu.

Různé projekty letadel na vodíkový pohon a soukromých tryskáčů

Mnoho odborníků v leteckém světě se zabývá touto alternativou k používání parafínu. S cílem udržitelného letectví na dohled se postupně realizují různé projekty.

Nedávno například společnosti GE Aviation a Safran spojily své síly s Airbusem, aby otestovaly motor poháněný vodíkem.

A společnost Beyond Aerospace se sídlem v Toulouse, která byla založena v roce 2020, plánuje po nedávném získání finančních prostředků vytvořit soukromé letadlo poháněné vodíkem.

AEROAFFAIRES představuje další vodíkové projekty v leteckém sektoru.

1. Airbus a jeho program letadel ZEROe

Společnost Airbus v současné době spolupracuje s několika výrobci motorů, kterými chce vybavit svá letadla. Patří mezi ně společnosti Pratt & Whitney, CFM International, Safran a General Electric. Airbus postupně odhaluje plány na letadla poháněná vodíkem.

Zejména se svými třemi různými koncepty nazvanými ZEROe, což znamená nulové emise. Do roku 2035 chce mít výrobce letadel ve vzduchu letadla plně poháněná vodíkem a s nulovými emisemi CO2.

Airbus je v současné době ve fázi testování letounu A380. Do roku 2025 výrobce letadel nastaví systém, který bude pohánět jeden ze 4 motorů letadla vodíkem.

V současné době je A380 na zkušebním stanovišti vybaven pátým motorem, který je poháněn vodíkem. v blízkosti letadla a v jeho zadní části jsou umístěny 4 nádrže o celkovém objemu 400 kg vodíku, které dodávají kapalný vodík do testovaného motoru.

Podle výrobce letadla projekt „definuje specifikace vodíkového pohonného systému, dohlíží na letové zkoušky a poskytuje letounu A380 zkušební stolici pro testování vodíkového motoru v cestovní fázi“.

Ostatní 4 motory umístěné pod křídly budou během fází testování vodíkového motoru nadále normálně pracovat.

Foto: Airbus

2. Pratt & Whitney a jeho vodíkový motor

Americký výrobce motorů se vodíkem zabývá již delší dobu. Ve skutečnosti společnost Pratt & Whitney poprvé nadnesla možnost vytvoření letadla poháněného vodíkem již v roce 1957. Americká společnost byla jednou z prvních, která toto odvětví začala využívat a testovat možnosti, které vodík nabízí.

K dnešnímu dni společnost Pratt & Whitney prozradila, že pracuje na novém vodíkovém motoru, který bude nakonec pohánět letadla a soukromé tryskáče. Navíc tato letecká společnost již spolupracuje s výrobci letadel, zejména s Airbusem.

Airbus dodává přibližně 35 % motorů pro model Airbus A320 Neo a také všechny motory pro model A220 tohoto výrobce. Záměrem společnosti Pratt & Whitney je zkonstruovat motor schopný využívat kapalný vodík, který by nahradil původně používaný parafín.

Aby se posunula o krok dále, plánuje také rekuperaci vodní páry, která vzniká při spalování vodíku. Budoucnost „nulových emisí“ je na cestě!

3. Partnerství pro vybavení letišť vodíkem

Letecké giganty se již spojily, aby nabídly vodíkové instalace na letištích. Je to případ společností Air Liquide, Airbus a Vinci Airports, které spojily své síly, aby uskutečnily přechod na udržitelnou leteckou dopravu.

Oznámily desetiletý plán, který má pomoci letištím a dalším zařízením zásobovat se vodíkem. Prvním pilotním letištěm, které bude mít prospěch, je Lyon-Saint Exupéry. V roce 2023 získá distribuční místa pro vodíkový plyn.

Zpočátku bude vodík využíván k napájení pozemních zařízení, jako jsou vozidla na vzletové a přistávací dráze a manipulační stroje.

Poté budou tato distribuční místa až do roku 2030 využívána k zásobování letadel kapalným vodíkem.

AEROAFFAIRES: odhodlaný podporovat udržitelnou leteckou dopravu

Od roku 1991 pomáhá společnost AEROAFFAIRES svým zákazníkům pronajímat soukromá letadla s jasnou ambicí: spojit pohodlí, výkon a ekologickou angažovanost.

• 100% kompenzace emisí uhlíku při každém letu.
• Přístup k 20 000 letadel po celém světě.
• více než 120 000 přepravených cestujících s hodnocením spokojenosti zákazníků 4,9/5.

Chcete se dozvědět více o našich řešeních odpovědné letecké dopravy nebo si rezervovat let? Kontaktujte nás 24 hodin denně, 7 dní v týdnu, včetně víkendů a svátků:

Francie +33 (0)1 44 09 91 82 | USA +1845 373 3456 | Velká Británie +44 84 4986 0547

Získejteonline nabídku na několik kliknutí.