Geleceğin uçakları hidrojenle mi uçacak?

Bildiğiniz gibi, tüm dünya son zamanlarda aşırı miktarda sera gazı emisyonu (CO₂, CH₄, N₂O ve O₃) ile bağlantılı küresel ısınma sorunu konusunda endişeli. Bu bağlamda, İngiliz hükümetinin Jet Zero programına göre Birleşik Krallık havacılık endüstrisi, 2040 yılına kadar "kesinlikle sıfır" karbondioksit emisyonuna ulaşma sözü verdi. AB ve ABD 2050 yılına kadar bu seviyeye ulaşmayı planlıyor. Bu tür hedefleri gerçekleştirmek için klasik uçak yakıtına bir alternatif gerekli olacaktır.

Eko-yakıta geçişte yarım tedbir olarak SAF

Minerallerden elde edilmeyen çevre dostu havacılık yakıtı (biyokerozen olarak da bilinen SAF) kısmi bir çıkış yoludur. Bu yakıt biyokütleden veya geri dönüştürülmüş karbondan yapılır. Bu, Jet A ve Jet A-1 yakıtının değiştirilmiş bir versiyonudur. Havayolları bunu zaten geleneksel jet yakıtıyla birlikte kullanıyor. Artık modern büyük havaalanlarına mevcut yakıt hatları aracılığıyla değil, tanklarla teslim ediliyor.



Ancak SAF öncelikli olarak pahalıdır ve yalnızca sınırlı miktarlarda üretilebilir. Bu nedenle, geliştiricileri takip eden operatörler, yanması CO₂ üretmeyen enerji yoğun hidrojene büyük ilgi gösteriyor.

Teknolojik zorluklar

Ve her şey yoluna girecek, ama... Hidrojen, -253 °C'ye soğutulması gereken sıvılaştırılmış haldeki endüstriyel kullanıma uygundur. Böyle bir maddeyle uğraşmak çok zordur Teknik görev. Bu nedenle tüm konteynerler ve boru hatları dikkatli ve verimli bir şekilde yalıtılmalıdır.

Ancak Fransız Air Liquide bu konuda profesyoneldir. Yarım yüzyıldır şirket, Avrupa Uzay Ajansı'nın Ariane fırlatma araçlarının yanı sıra otomobiller ve diğer endüstriyel ihtiyaçlar için yılda 1 milyon tonun üzerinde miktarlarda kriyojenik hidrojen üretiyor.

Air Liquide, bu yaz sıvı hidrojenle çalışan bir uçağı başarıyla test eden H₂Fly konsorsiyumunun bir parçası. Bu, şirket personelinin dolum sistemlerini test etmesi için uygun bir fırsattı. Deney, operasyonel zincirin bu bölümünde neredeyse hiçbir sınırlayıcı faktörün bulunmadığını ve ortaya çıkarsa ortadan kaldırılabileceğini gösterdi.

Ancak gaz depolama, dağıtım ve yakıt ikmali tesisinin kendisi havaalanı için ucuz olmayacak. Danışmanlık firması Bain & Company, değerinin 1 milyar dolara kadar çıkabileceğini tahmin ediyor.

Çözüm bulunmuş gibi görünüyor

Bu konuda Universal Hydrogen şirketi, konseptin maliyetini düşürecek bilgi birikimine sahip olduğunu belirtti. Yakıt ikmali havaalanının dışında, gaz kondensat üreticisinde gerçekleştirilir. İşletmeden havaalanına teslim edilen sıvı hidrojen için özel modüller-tanklar icat edildi. Modül, uçakta standart bir yere kurulur ve motora bağlanır. Tüm! Borulara, hortumlara ve pompalara gerek yoktur.

Sıvı hidrojen modülde 4 gün boyunca depolanır. Bu tür bir çift ürün, 360 mil (500 km) uçuş artı 805 dakikalık yedek uçuş süresi sağlayan 45 kg hidrojen tutar.

Universal Hydrogen, yanan hidrojenden elde edilen mekanik enerjinin pervaneleri döndürmek için elektriğe dönüştürüleceği kısa mesafeli uçakları dönüştürmeye gönüllü oldu. Plana göre test uçuşları gelecek yıl başlayacak. Şirketin teknik direktörü Mark Kazin şöyle açıklıyor:

Örtülü ve şu ana kadar aşılamaz bir engel

Hidrojen alternatifiyle bağlantılı olarak bir süredir giderek daha fazla konuşulan bir başka darboğaz daha var. Basit bir örnekle açıklayalım. Hafta içi 1300 uçak Londra Heathrow'a kalkıyor ve iniyor; bu da günlük yaklaşık 20 milyon litre yakıt tüketimi anlamına geliyor (Birleşik Krallık'ın toplam jet yakıtı ihtiyacının yarısı). Bu sürekli süreci sağlamak için, gazyağı doğrudan rafineriden bir yakıt boru hattı aracılığıyla havaalanı altyapısına sağlanıyor ve ardından iki bazdaki tanklarda depolanıyor.

Durumun paradoksu, yöneticisi olan havaalanı yönetiminin uçak yakıtı sağlama sorunlarıyla ilgilenmemesidir; bu, havayollarının ve ortakların - gazyağı tedarikçilerinin - yetkinliğidir. Bununla birlikte, deponun yerleşimini düşünmek, depolama için yer ayırmak, iletişim kurmak, sistemlere ve koruma araçlarına dikkat etmek vb. Gereklidir. Bundan havalimanı yönetimi sorumludur.

Yani, asıl işlevsel görevin yerine getirilmesinden bahsediyoruz: garantili operasyonel istikrarla yeterli verimin sağlanması. Dolayısıyla dünyanın dev havalimanlarına güvenli ve düzenli yakıt ikmali günümüzde ciddi bir sorun teşkil etmektedir. Çünkü terminaldeki yakıt tüketimi sonsuza kadar artamaz. Ve böyle bir eğilim gözleniyor.

Sonuçlar ve tahminler

Genel olarak geleceğin havacılığında hidrojenin gazyağının yerini alıp almayacağı henüz belli değil. Hidrojenle çalışan uçaklar geliştirmenin ilk aşamalarındadır. Yakıtı uçakların içinde saklanan mevcut uçağın aksine, hidrojenle çalışan bir uçakta gövdeye yerleştirilecek ve bu da kullanılabilir alanı azaltacaktır. Son olarak, talebi karşılamaya yetecek kadar yeşil hidrojen üretilip üretilmeyeceği sorusu hala cevapsız.

Danışmanlık şirketi Landrum and Brown'ın havaalanı planlama ve geliştirme müdürü Prakash Dixit şöyle özetliyor: