Wodór wchodzi cały na biało. Latanie bez spalin jest bliżej niż myślisz
Loty napędzane wodorem otwierają nowe możliwości podróżowania. Już niedługo prawie wszystkie podróże lotnicze w promieniu 1200 km będą mogły odbywać się samolotami napędzanymi wodorem.
Opublikowane badania, przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Technicznego Chalmersa w Göteborgu, pokazują, że w 2045 r. lotnictwo napędzane wodorem mogłoby działać na 97 proc. wszystkich tras i dotyczyć lotów 58 proc. pasażerów. Oznacza to, że krótsze loty, do 1200 km, staną się domeną samolotów wodorowych, drastycznie redukując emisję CO2.
Jeśli wszystko pójdzie dobrze, teraz wszystko potoczy się już szybko. Pierwsze komercyjne loty wodorowe w Szwecji mogą być faktem w 2028 r.
- mówi Tomas Grönstedt, profesor w Chalmers.
Przełom ze Szwecji
Sekretem sukcesu wodoru jest przełomowa technologia wymiany ciepła opracowana w Szwecji. Nowe systemy tego typu umożliwiają znacznie wydajniejsze wykorzystanie wodoru, co przekłada się na zwiększenie zasięgu o imponujące wartości.
Branża oczekuje, że w przypadku lotów na dłuższych dystansach będzie można w dalszym ciągu stosować ten sam typ silników turbowentylatorowych, co w dzisiejszych samolotach, co oznacza, że układ paliwowy musi być dostosowany tak, aby był w stanie wytrzymać zimno ciekłego wodoru.
Aby utrzymać niską masę samolotu, wodór należy przechowywać w postaci płynnej, co wymaga temperatury w zbiorniku około -250 stopni C. Wtrysk takiego zimnego paliwa do spalania oznacza znacznie zmniejszony efekt, a co za tym idzie zwiększone zużycie paliwa.
Wymienniki ciepła korzystają z zimnego paliwa
Aby sprostać temu wyzwaniu, naukowcy z Chalmers od kilku lat pracują nad opracowaniem zupełnie nowego typu wymiennika ciepła. Technologia, oczekująca obecnie na opatentowanie, wykorzystuje niską temperaturę przechowywania wodoru do chłodzenia części silnika, a następnie wykorzystuje ciepło odpadowe z gazów spalinowych do wstępnego podgrzania paliwa o kilkaset stopni przed wtryskiem do komory spalania.
Wzrost temperatury o każdy stopień zmniejsza zużycie paliwa i zwiększa zasięg. Udało nam się wykazać, że samoloty krótko- i średniodystansowe wyposażone w nowy wymiennik ciepła mogą zmniejszyć zużycie paliwa o blisko osiem procent. Biorąc pod uwagę, że silnik lotniczy to dojrzała i ugruntowana technologia, jest to bardzo dobry wynik z jednego komponentu
- mówi Carlos Xisto, docent w katedrze dynamiki płynów w Chalmers i jeden z autorów niedawno opublikowanego artykułu naukowego.
Naukowcy stwierdzają również, że przy większej optymalizacji tego typu technologia wymienników ciepła w zwykłym samolocie typu Airbus A320 mogłaby zapewnić zwiększony zasięg nawet o dziesięć procent, co stanowi równowartość trasy Göteborg-Berlin (co odpowiada około 750 km).
Wyniki badań szwedzkich naukowców opublikowano w magazynie Applied Thermal Engineering.
Duże inwestycje, duże wyzwania
Prace nad rozwiązaniami dotyczącymi przyszłości wodoru w lotnictwie są bardzo zaawansowane. Kilka firm poinformowało o dużych inwestycjach w loty wodorowe w nadchodzących latach.
Wyzwania leżą bowiem nie w technologii, ale raczej właśnie w wymaganych dużych inwestycjach oraz w rozwoju infrastruktury, modeli biznesowych i partnerstw, tak aby móc produkować, transportować i przechowywać wodór.
Oczekuje się, że pełne przejście na lotnictwo wodorowe będzie wymagało około 100 mln t ekologicznego wodoru rocznie. Branża spodziewa się, że do 2050 r. 30–40 proc. światowego lotnictwa będzie zasilane wodorem.
Choć wodór wciąż znajduje się w fazie rozwoju, rosnące zaangażowanie badaczy i firm z branży lotniczej wskazuje, że już wkrótce możemy spodziewać się komercyjnych lotów wodorowych. To ekscytująca perspektywa, która otwiera drzwi do bardziej zrównoważonej i przyjaznej dla środowiska przyszłości lotnictwa.
Wodór, paliwo przyszłości. Więcej na ten temat przeczytasz na Spider's Web:
