Οι αερομεταφορές αλλάζουν: Αεροπλάνα υδρογόνου, ηλεκτρική πρόωση και νέοι κανονισμοί

Από την ιστορική πτήση των αδελφών Ράιτ το 1903 έως την ανάπτυξη των υπερηχητικών αεροσκαφών, η ιστορία της αεροπορίας καθοδηγείται από την τεχνολογία και την ανθρώπινη φιλοδοξία.

Τώρα, καθώς προχωρά ο 21ος αιώνας, ο αεροπορικός κλάδος συνεχίζει να δείχνει την όρεξή του για καινοτομία και ριζοσπαστικό σχεδιασμό.

Τον περασμένο Σεπτέμβριο, για παράδειγμα, ένα αεροπλάνο με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου ικανό να μεταφέρει επιβάτες διέσχισε τον ουρανό πάνω από την Αγγλία στην παρθενική του πτήση.

Τον ίδιο μήνα επίσης η Airbus έδωσε στη δημοσιότητα λεπτομέρειες για τρία αεροπλάνα που θα κινούνται με υδρογόνο, με τον ευρωπαϊκό γίγαντα της αεροδιαστημικής να ισχυρίζεται ότι θα μπορούσαν να τεθούν σε λειτουργία μέχρι το έτος 2035.

Πιο πρόσφατα, η United Airlines ανακοίνωσε ότι υπέγραψε εμπορική συμφωνία για την αγορά αεροσκαφών από εταιρεία που ονομάζεται Boom Supersonic.

Σε μια σχετική ανακοίνωση, η United τόνισε ότι το αεροσκάφος Overture – το οποίο δεν έχει ακόμη κατασκευαστεί – πρόκειται να «βελτιστοποιηθεί για να λειτουργεί με 100% βιώσιμα καύσιμα αεροπορίας».

H United Airlines ανακοίνωσε ότι υπέγραψε εμπορική συμφωνία για την αγορά αεροσκαφών από εταιρεία που ονομάζεται Boom Supersonic.

Όλα τα παραπάνω συνδέονται εμφατικά με τεχνολογίες που έχουν σχεδιαστεί για τη μείωση του περιβαλλοντικού αποτυπώματος της αεροπορίας, παρόλο που ο αριθμός των πτήσεων πέρυσι μειώθηκε λόγω της πανδημίας του κορωνοϊού.

Σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Ενέργειας, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από τις αερομεταφορές «έχουν αυξηθεί ραγδαία τις τελευταίες δύο δεκαετίες», φτάνοντας σχεδόν τον 1 γιγατόνο το 2019. Αυτό, κατά τον ΔΟΕ, ισοδυναμεί με «περίπου 2,8% των παγκόσμιων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από την καύση ορυκτών καυσίμων».

Επίσης, το Παγκόσμιο Ταμείο Άγριας Ζωής περιγράφει τον αεροπορικό κλάδο ως «μία από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες πηγές εκπομπών αερίων θερμοκηπίου που συμβάλλουν στην παγκόσμια κλιματική αλλαγή». Προσθέτει ότι τα αεροπορικά ταξίδια είναι «αυτή τη στιγμή η πιο έντονη δραστηριότητα εκπομπής αερίων του άνθρακα που μπορεί να κάνει ένα άτομο».

Ποικιλία λύσεων

Ο Λέιν Γκρέι, διευθυντής της αεροδιαστημικής στο Πανεπιστήμιο Cranfield του Ηνωμένου Βασιλείου, σε τηλεφωνική συνέντευξη με το CNBC, περιέγραψε τη μηδενική εκπομπή άνθρακα ως «κορυφαία προτεραιότητα» για τη βιομηχανία και προσπάθησε να τονίσει τη σημασία της ανάπτυξης μιας σειράς λύσεων για την αντιμετώπιση της πρόκλησης.

«Ο πολύ μεγάλος οδηγός της τεχνολογίας εστιάζεται στο σύστημα πρόωσης», εξήγησε, «αλλά αυτό δεν αφαιρεί τη σημασία των νέων τεχνολογιών γύρω από… νέα ελαφριά υλικά, βελτιωμένα σύνθετα υλικά άνθρακα και τη βελτίωση των ίδιων των συστημάτων.»

Επεξηγώντας την άποψή του, ο Γκρέι έδωσε ένα παράδειγμα σε σχέση με το γιατί οι καινοτομίες στα αεροπλάνα που πετούν πάνω από το κεφάλι μας δεν πρέπει να αντιμετωπίζονται μεμονωμένα.

«Χρειάζεται πολλή προσπάθεια για τη μείωση του βάρους σε ένα αεροπλάνο που για μισή ώρα κάνει κύκλους σε ένα αεροδρόμιο», είπε.

«Επομένως, η όλη αλληλεπίδραση της διαχείρισης εναέριας κυκλοφορίας με το ίδιο το αεροσκάφος είναι πολύ σημαντική υπόθεση και νέες τεχνολογίες στη διαχείριση του εναέριου χώρου αναδύονται συνεχώς».

Ηλεκτρική πρόωση

Παράλληλα με την ανάπτυξη αεροπλάνων με κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, υπήρξε επίσης πολλή συζήτηση σχετικά με την ηλεκτρική πρόωση τα τελευταία χρόνια, με εταιρείες όπως η Volocopter και η Lilium να αναπτύσσουν τα eVTOL ή ηλεκτρικά αεροσκάφη κατακόρυφης απογείωσης και προσγείωσης.

Το κλειδί με τεχνολογίες όπως αυτές είναι οι τύποι ταξιδιών στις οποίες μπορούν να εφαρμοστούν.

«Αν δείτε τις κυψέλες καυσίμου υδρογόνου και δείτε τις μπαταρίες, αυτό πραγματικά στοχεύει πολύ στα μικρότερα αεροσκάφη, δηλαδή στην ακτίνα των 1.000 χιλιομέτρων», δήλωσε ο Γκρέι.

«Πρέπει να επικεντρωθούμε στις πτήσεις μεγαλύτερης εμβέλειας, σε πτήσεις μεγαλύτερες από 1.000 χιλιόμετρα, συγκεκριμένα σε πτήσεις μεγαλύτερες από 3.000 χιλιόμετρα».

Αλλαγή καυσίμων

Αυτή η εστίαση σε ταξίδια μεγάλων αποστάσεων θα είναι σημαντική τα επόμενα χρόνια, παρόλο που αποτελούν ένα μικρό ποσοστό πτήσεων.

Σύμφωνα με μια ενημέρωση για την αειφορία από το Eurocontrol που δημοσιεύτηκε νωρίτερα αυτό το έτος, «περίπου το 6% των πτήσεων από ευρωπαϊκά αεροδρόμια ήταν σε μεγάλες αποστάσεις» το 2020, άνω των 4.000 χιλιομέτρων.

Ο ευρωπαϊκός διακυβερνητικός οργανισμός ανέφερε ότι «περισσότερες από τις μισές εκπομπές CO2 της ευρωπαϊκής αεροπορίας προέρχονταν από αυτό το μικρό ποσοστό του συνολικού αριθμού πτήσεων».

Αυτή η άποψη επαναλήφθηκε από τον Τζο Νταρντέν, διευθυντή της Transport & Environmen, που είναι μια διεθνής καμπάνια που εδρεύει στις Βρυξέλλες.

«Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι το μεγαλύτερο κομμάτι των αεροπορικών εκπομπών συνδέεται με πτήσεις μεγάλων αποστάσεων, επειδή πετάτε περισσότερο, πετάτε ψηλότερα», είπε στο CNBC.

«Επομένως, γενικά παράγετε περισσότερο CO2 … αυτές οι πτήσεις μεγάλων αποστάσεων μπορούν να μικρύνουν το αποτύπωμά τους σε άνθρακα μόνο αντικαθιστώντας την κηροζίνη που χρησιμοποιούν.»

Σε αυτά τα μακρύτερα ταξίδια, τα βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα (SAF) θα μπορούσαν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στο μέλλον.

Αν και ο Οργανισμός Ασφάλειας της Αεροπορίας της Ευρωπαϊκής Ένωσης αναφέρει ότι «δεν υπάρχει ούτε ένας διεθνώς συμφωνημένος ορισμός» για τα βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα, η πρωταρχική ιδέα είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μείωση των εκπομπών ενός αεροσκάφους.

Από την πλευρά της, η Airbus περιγράφει τα SAF ως «προϊόντα που παράγονται από ανανεώσιμες πρώτες ύλες». Προσθέτει ότι οι πιο κοινές πρώτες ύλες βασίζονται σε καλλιέργειες ή χρησιμοποιημένο μαγειρικό λάδι και ζωικό λίπος.

Η προέλευση των πρώτων υλών που χρησιμοποιούνται για τα καύσιμα SAF είναι επίσης σημαντικό θέμα, εξήγησε ο Γκρέι. «Εάν αυτό που κάνετε … για να παράγετε βιώσιμα αεροπορικά καύσιμα μεταφέρετε καύσιμα σε όλο τον κόσμο χρησιμοποιώντας πρώτες ύλες από την άλλη πλευρά του πλανήτη, τότε είναι πραγματικά βιώσιμο;»

«Η μεγάλη προσπάθεια αυτή τη στιγμή είναι να δούμε πώς μπορείτε να παράγετε βιώσιμα καύσιμα αεροπορίας με … πράσινο τρόπο». Αυτό θα μπορούσε να είναι καύσιμο από απόβλητα ή τοπικούς πόρους, πρόσθεσε ο Γκρέι.

Όλο και μεγαλύτερο ενδιαφέρον παρουσιάσει το καύσιμο η e- κηροζίνη, που ονομάζεται επίσης και συνθετική κηροζίνη. Σύμφωνα με μια ενημέρωση από την T&E που δημοσιεύθηκε τον Φεβρουάριο, η e- κηροζίνη παράγεται με συνδυασμό διοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου.

«Αυτό που είναι υπέροχο είναι ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί στα τζετ χωρίς καμία τροποποίηση του κινητήρα και της τεχνολογίας του αεροπλάνου», δήλωσε ο Νταρνέεν.

«Είναι ένα καύσιμο ουδέτερο από άνθρακα, είναι κάτι που μπορεί εύκολα να χρησιμοποιηθεί», πρόσθεσε. «Το μόνο πρόβλημα είναι ότι είναι πολύ ακριβό.»

Η μείωση του κόστους θα είναι πράγματι καθοριστική για τα επόμενα χρόνια, αλλά οργανισμοί όπως η T&E θέλουν να τονίσουν τα πιθανά περιβαλλοντικά οφέλη από τη χρήση του.

Εάν το CO2 «παγιδεύεται στην ατμόσφαιρα» και το υδρογόνο παράγεται χρησιμοποιώντας ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η T&E λέει «η καύση της e-κηροζίνης, εκτός από ορισμένες υπολειπόμενες εκπομπές, θα είναι κοντά στο ουδέτερο CO2».

Το μέλλον

Ενώ η τεχνολογία μπορεί να εξελίσσεται, ο κόσμος πρέπει επίσης να βρει κανόνες και κανονισμούς που εστιάζονται στο περιβαλλοντικό αποτύπωμα των αεροπορικών ταξιδιών.

Παραδείγματα αυτών των προσπαθειών περιλαμβάνουν το πρόγραμμα αντιστάθμισης και μείωσης άνθρακα για τη διεθνή αεροπορία και την Ευρωπαϊκή Ένωση, συμπεριλαμβανομένων των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από την αεροπορία στο σύστημα εμπορίας εκπομπών από το έτος 2012.