De herintroductie van luchtschepen in de transportmix van de wereld kan bijdragen aan het verlagen van de CO2-uitstoot van de transportsector en kan een rol spelen bij het tot stand brengen van een duurzame op waterstof gebaseerde economie. Volgens de auteurs van een door IIASA geleide studie, deze lichter dan luchtvliegtuigen zouden uiteindelijk de haalbaarheid van een 100 procent duurzame wereld kunnen vergroten.

Luchtschepen werden geïntroduceerd in de eerste helft van de 20e eeuw voordat conventionele vliegtuigen werden gebruikt voor het langeafstandsvervoer van vracht en passagiers. Het gebruik ervan in het vracht- en passagiersvervoer werd echter snel stopgezet om een ​​aantal redenen, inclusief het risico van een waterstofexplosie - waarvoor de ramp met Hindenburg van 1937 als een duidelijk voorbeeld diende; hun lagere snelheid in vergelijking met die van vliegtuigen; en het ontbreken van betrouwbare weersvoorspellingen. Vanaf dat moment, aanzienlijke vooruitgang in de materiaalwetenschappen, ons vermogen om het weer te voorspellen, en de dringende noodzaak om het energieverbruik en de CO . te verminderen ₂ uitstoot, luchtschepen gestaag terug in de politieke, bedrijf, en wetenschappelijke gesprekken als een mogelijk vervoersalternatief.

De transportsector is verantwoordelijk voor ongeveer 25 procent van de wereldwijde CO ₂ emissies veroorzaakt door mensen. Van deze emissies 3 procent komt van vrachtschepen, maar dit cijfer zal naar verwachting met 50 tot 250 procent stijgen tot 2050. Deze prognoses vereisen het vinden van nieuwe benaderingen voor het vervoer van vracht met een lagere vraag naar energie en minder CO ₂ uitstoot. In hun studie gepubliceerd in het Springer-tijdschrift Energieconversie en -beheer , onderzoekers van IIASA, Brazilië, Duitsland, en Maleisië onderzochten hoe een op luchtschepen gebaseerde industrie zou kunnen worden ontwikkeld met behulp van de jetstream als energiemedium om vracht over de hele wereld te vervoeren.

De jetstream is een kern van sterke wind die van west naar oost stroomt, ongeveer 8 tot 12 kilometer boven het aardoppervlak. Volgens de onderzoekers is luchtschepen die in de straalstroom vliegen, kunnen CO . verminderen ₂ emissies en brandstofverbruik, aangezien de straalstroom zelf de meeste energie zou leveren die nodig is om het luchtschip tussen bestemmingen te verplaatsen, resulterend in een rondreis van 16 dagen op het noordelijk halfrond, en 14 dagen op het zuidelijk halfrond. Dit is aanzienlijk minder tijd in vergelijking met de huidige zeevaartroutes, vooral op het zuidelijk halfrond.

De onderzoekers stellen dat de herintroductie van luchtschepen in de transportsector ook een alternatief kan bieden voor het transport van waterstof. Waterstof is een goede energiedrager en een waardevol alternatief voor energieopslag. Gezien het feit dat hernieuwbare elektriciteit, bijvoorbeeld, overtollige windenergie, kan worden omgezet in waterstof, er is optimisme dat de waterstofeconomie een fundamenteel onderdeel zal vormen van een schone en duurzame toekomst. Een van de uitdagingen bij het implementeren van een op waterstof gebaseerde economie is het afkoelen van de waterstof tot onder -253 °C om deze vloeibaar te maken. Het proces verbruikt bijna 30 procent van de belichaamde energie, met extra energie van ongeveer 3 procent die nodig is om de vloeibaar gemaakte waterstof te transporteren. In hun studie hebben de auteurs stellen echter voor dat in plaats van energie te gebruiken bij het vloeibaar maken, waterstof in gasvorm zou in het luchtschip of de ballon kunnen worden vervoerd en getransporteerd door de straalstroom met een lagere brandstofbehoefte. Zodra het luchtschip of de ballon zijn bestemming heeft bereikt, de lading kan worden gelost, waarbij ongeveer 60 of 80 procent van de waterstof wordt verwijderd die wordt gebruikt voor het hijsen, en 40 procent of 20 procent achterlatend, van de waterstof in het luchtschip of de ballon om voldoende drijfvermogen te bieden voor de terugreis zonder lading. Om het risico van verbranding van waterstof in het luchtschip aan te pakken, de auteurs stellen voor om de bewerking te automatiseren, bezig met laden, en het lossen van waterstof-luchtschepen en het ontwerpen van vliegroutes die steden vermijden om het risico op dodelijke slachtoffers bij een ongeval te verminderen.

Volgens hoofdauteur Julian Hunt, een IIASA postdoctoraal onderzoeker, een ander interessant aspect dat in deze studie naar voren kwam, is de mogelijkheid dat luchtschepen en ballonnen ook kunnen worden gebruikt om de efficiëntie van het vloeibaar maken van waterstof te verbeteren. Aangezien de temperatuur van de stratosfeer (waar de luchtschepen zullen vliegen om de jetstream te gebruiken) varieert tussen -50°C en -80°C, het betekent dat er minder energie nodig is om de -253°C-markering te halen als het proces aan boord van het luchtschip plaatsvindt. De energie die nodig is voor de extra koeling die nodig is, kan worden opgewekt met de waterstof in het luchtschip.

Hunt zegt dat dit proces ook een aantal extra mogelijkheden biedt:Het proces van het opwekken van energie uit waterstof levert water op:één ton waterstof levert negen ton water op. Dit water zou kunnen worden gebruikt om het gewicht van het luchtschip te vergroten en verder energie te besparen in zijn dalende baan. Een andere mogelijke toepassing voor het geproduceerde water is het maken van regen, wat inhoudt dat het water dat uit de stratosfeer wordt geproduceerd op een hoogte vrijkomt waar het zal bevriezen voordat het de troposfeer binnengaat, waar het dan weer zou smelten. Dit verlaagt de temperatuur en verhoogt de relatieve vochtigheid van de troposfeer totdat het verzadigt en begint te regenen. De regen zal op zijn beurt een convectieregenpatroon veroorzaken, waardoor er nog meer vocht en regen in het systeem komt. Dit proces zou kunnen worden gebruikt om waterstress te verminderen in regio's die te kampen hebben met tekorten.

"Luchtschepen zijn in het verleden gebruikt en hebben geweldige diensten geleverd aan de samenleving. Vanwege de huidige behoeften, luchtschepen moeten worden heroverwogen en teruggestuurd naar de lucht. Onze paper presenteert resultaten en argumenten die hiervoor pleiten. De ontwikkeling van een luchtschipindustrie zal de kosten van snelle levering van vrachtvervoer verlagen, vooral in gebieden ver van de kust. De mogelijkheid om waterstof te transporteren zonder het vloeibaar te maken, zou de kosten voor de ontwikkeling van een duurzame en op waterstof gebaseerde economie verlagen, uiteindelijk de haalbaarheid van een 100 procent hernieuwbare wereld vergroten, ’ besluit Hunt.