science >> Wetenschap >  >> Natuur

Het verminderen van vliegtuigemissies een verheven doel, maar vooruitgang ongrijpbaar

Deze volledig elektrische Airbus, eenzitsvliegtuig te zien op de International Paris Air Show voldoet aan de emissie-uitdaging, maar de vraag is om schone technologie over te dragen aan de gigantische passagiersvliegtuigen

De vliegtuigindustrie wordt geconfronteerd met toenemende kritiek op de uitstoot van broeikasgassen die naar verwachting zal stijgen naarmate meer mensen de lucht in gaan, maar experts zeggen dat baanbrekende technologie voor schonere vliegtuigen nog tientallen jaren verwijderd is.

Tientallen bedrijven op de Paris Air Show deze week prijzen hun groene referenties aan, met de industrie die beloofd heeft de uitstoot van koolstofdioxide tegen 2050 te halveren ten opzichte van het niveau van 2005.

Van elektrische quadcopters tot nieuwe motoren aangedreven door aardgas of waterstof, de projecten die in Parijs worden getoond, beloven een revolutie teweeg te brengen in de manier waarop mensen uiteindelijk door de stad of over de hele wereld zullen reizen.

In 2005, echter, slechts 15, 000 vliegtuigen waren in dienst, een aantal dat naar verwachting naar 40 zal stijgen, 000 in de komende 20 jaar naarmate de vraag naar vliegreizen stijgt.

De industrie heeft de afgelopen tien jaar het brandstofverbruik met slechts 1-2 procent per jaar verhoogd, vooral omdat luchtvaartmaatschappijen de kosten van kerosine in de gaten moeten houden.

"Het is geen milieuvriendelijkheid, " zei Richard Aboulafia, een luchtvaartexpert bij de Teal Group. "Je hoeft minder brandstof te verbranden, je doet gewoon, in vergelijking met uw concurrentie."

Het vooruitzicht van een steeds drukker wordende lucht betekent dat een verbeterd verkeersbeheer een snelle efficiëntieverbetering kan opleveren, door routes directer te maken en tijdens de vlucht minder hoogteverschillen te vereisen.

"We zouden het brandstofverbruik met 10 procent kunnen verlagen als we de vluchtcontrole zouden optimaliseren, " zei Nicolas Jeuland, een expert op het gebied van "toekomstige brandstoffen" bij de Franse motorfabrikant Safran.

Maar om het doel voor 2050 te halen, ingenieurs zullen enorme hindernissen moeten nemen om de afhankelijkheid van fossiele brandstoffen te verminderen.

"We kunnen niet zomaar zeggen dat we over 40 jaar de antwoorden hebben - we moeten nu gaan werken, ' zei Jeuland.

Fabrikanten zoals Safran hebben elektromotoren ontwikkeld die zijn ontworpen voor toekomstige hybride en elektrische vliegtuigen

Elektrische dromen

Batterijen zijn een verleidelijk alternatief, ofwel alleen voor kleinere helikopters of in een hybride systeem met traditionele motoren.

Een EcoPulse-jetproject dat maandag op de vliegshow is onthuld, heeft tot doel een zeven-propeller te bouwen, zeszits jet tegen 2022 die een bereik van zo'n 500 kilometer (310 mijl) zou kunnen hebben.

"De elektromotoren worden gebruikt bij het opstijgen, waardoor het minder luidruchtig wordt, en dan kan de verbrandingsmotor de elektrische batterijen opladen, " zei Nicolas Orance van het Franse luchtvaartbedrijf Daher, die het project samen met Airbus en Safran ontwikkelt.

Dergelijke vliegtuigen kunnen bijzonder concurrerend zijn voor kortere vluchten in de VS, die weinig treinnetwerken heeft tussen middelgrote steden.

Maar om het elektrische idee op te schalen naar grotere vliegtuigen, is een enorme sprong voorwaarts in batterijtechnologie vereist.

"Als je naar een plek als de A320 wilde vliegen, het zou 170 ton van de beste batterijen nodig hebben die vandaag beschikbaar zijn - het is onmogelijk, " zei Jeuland, verwijzend naar Airbus's werkpaard met één gangpad passagiersvliegtuig.

Batterijen zouden ingenieurs ook nodig hebben om vliegtuigen opnieuw te ontwerpen, die momenteel met een zware brandstoflading opstijgen maar veel minder wegen bij de landing, nadat de tanks bijna leeg zijn.

Maar batterijen zijn zwaar, of ze nu opgeladen zijn of niet, en vliegtuigen zouden waarschijnlijk een steviger landingsgestel nodig hebben om de belasting te weerstaan.

"In de komende vier of vijf jaar, we hebben batterijen die sneller kunnen worden opgeladen en lichter zullen zijn, " zei Jerome Bouchard, een luchtvaartexpert bij het adviesbureau Oliver Wyman.

Studies die de bijdrage van het luchtvervoer aan luchtvervuiling aantonen, hebben het zoeken naar oplossingen dringend gemaakt

Biobrandstoffen?

Het is bewezen dat het maken van synthetische vliegtuigbrandstof uit planten zoals maïs of jatropha werkt. met Air France ooit een wekelijkse vlucht Parijs-Toulouse op biobrandstof in de schijnwerpers.

De technologie heeft het voordeel dat er geen ontwerprevisies van huidige vliegtuigen nodig zijn, zodat de uitrol snel kon plaatsvinden.

Maar de koolstofwinsten komen stroomopwaarts, omdat planten de koolstof vastleggen tijdens het groeien - biobrandstoffen verbranden niet schoner dan traditionele fossiele brandstoffen.

En ze zijn veel duurder kost minstens twee keer zoveel als standaard vliegtuigbrandstof, terwijl sommige critici zeggen dat het omzetten van velden in biobrandstoffen de hoeveelheid bouwland vermindert die nodig is om een ​​zich snel ontwikkelende wereld te voeden.

Bouchard schat dat biobrandstoffen "slechts een klein deel uitmaken van de brandstofmix van een vliegtuig, "van vijf tot maximaal 30 procent.

Waterstof

Waterstofbrandstofcellen bieden de belofte om de CO2-uitstoot te verminderen, omdat het voornamelijk alleen water als bijproduct produceert.

Motoren op waterstof zijn ook krachtiger dan batterijversies, terwijl ze een groter werkbereik bieden en gemakkelijker kunnen worden bijgetankt, zoals autofabrikanten de afgelopen jaren al hebben ontdekt.

"Een waterstofvliegtuig is de ideale oplossing in de toekomst, maar het is verre van eenvoudig, ' zei Jeuland.

Het gas zou cryogeen moeten worden opgeslagen als vloeistof voor brandstofcellen, en enorme hoeveelheden zouden nodig zijn om grotere vliegtuigen van stroom te voorzien.

"Nogmaals, het is een massaprobleem, omdat het benodigde volume waterstof vier tot zes keer zo groot is als het benodigde volume voor vliegtuigbrandstof, ' zei Bouchard.

Hetzelfde probleem geldt voor aardgas, die schoner brandt dan vliegtuigbrandstof, maar grote ontwerprevisies voor vliegtuigen zou vereisen.

© 2019 AFP