Kaikki mitä sinun tarvitsee tietää vetykäyttöisistä lentokoneista: kestävän ilmailun tulevaisuus?

Vuoteen 2050 mennessä liikelentotoiminnan ja yleisesti ilmailun tavoitteena on olla hiilineutraali.

Osana tätä siirtymistä kohti kestävää ilmailua on kehitteillä useita ratkaisuja, kuten SAF:n biopolttoaineiden käyttö tai sähkökäyttöiset lentokoneet ja mallit, kuten Volocopter, Alice-sähkölentokone tai CityAirBus.

Useat lentokonevalmistajat työskentelevät kuitenkin toisen vaihtoehdon parissa: vetykäyttöisten lentokoneiden parissa.

AEROAFFAIRES esittelee tämän vaihtoehtoisen ratkaisun päästöttömään ilmailuun.

Mitä vety on ja miten sitä käytetään ilmailussa?

Lentokonevalmistajat pyrkivät vähentämään ilmailualan hiilidioksidipäästöjä vuoteen 2050 mennessä. Vety on pitkän aikavälin ratkaisu, jota tutkitaan parhaillaan. Mutta mitä vety on? Mitkä ovat sen edut?

Vety on yksi niistä kahdesta alkuaineesta, jotka muodostavat veden. Se on myös maapallon kevyin alkuaine (osa jaksollista järjestelmää). Sitä esiintyy vesistöissä, järvissä, valtamerissä ja jopa ilmakehässä.

Miten se toimii? Vetyä poltetaan moottorin kaasuturbiineissa polttokammioissa. Tämän jälkeen vapautuva energia muutetaan polttokennon avulla sähköenergiaksi, joka antaa moottorille virtaa.

Lentokoneen sisällä vetyä voidaan säilyttää kaasumaisessa tai nestemäisessä muodossa -235 asteessa. Koska sen tiheys on pienempi kuin nykyisen parafiinin, lentokoneiden rakenteita voidaan tulevaisuudessa muuttaa.

Vety ei myöskään saastuta, koska sen tuottamat päästöt ovat pelkkää vesihöyryä, joten voimme tarttua tilaisuuteen ja saavuttaa nollapäästöt vuoteen 2050 mennessä.

Mitä eroja on vihreän, sinisen ja harmaan vedyn välillä?

Eri vetytyyppien ymmärtäminen on olennaista niiden ympäristövaikutusten arvioimiseksi. Niitä kaikkia ei tuoteta samalla tavalla:

• Harmaa vety
  • Tuotetaan maakaasusta tai kivihiilestä prosessilla, jota kutsutaan höyryreformoinniksi.
  • Päästää paljon CO₂-päästöjä, mikä tekee siitä saastuttavimman muodon.
• Sininen vety
  • Tuotetaan samalla menetelmällä kuin harmaata, mutta hiilidioksidipäästöt otetaan talteen ja varastoidaan.
  • Vähemmän saastuttava kuin harmaa, mutta silti riippuvainen fossiilisista polttoaineista.
• Vihreä vety
  • Saadaan veden elektrolyysistä käyttämällä uusiutuvia energialähteitä (aurinko, tuuli).
  • Ei tuota suoria CO₂-päästöjä, todella puhdasta ja kestävää.

Vain vihreä vety on todella yhteensopiva kestävän ilmailun tavoitteiden kanssa. Airbus ja muut ilmailualan suuret toimijat ovat siirtymässä tähän tyyppiin.

Vetykäyttöiset lentokoneet vs. sähkökäyttöiset lentokoneet: mitä eroja niissä on?

Molempien tekniikoiden tavoitteena on hiilidioksidipäästöjen vähentäminen lentoliikenteessä, mutta ne perustuvat erilaisiin periaatteisiin ja käyttötarkoituksiin. Tässä on selkeä vertailu tärkeimmistä eroista:

Vetyllä toimivat lentokoneet

• Käyttää vetyä energialähteenä (poltetaan moottorissa tai muunnetaan sähköksi polttokennon avulla).
• Tarjoaa keskipitkän tai pitkän kantaman, soveltuu erityisesti alueellisiin ja tuleviin kaukolentoihin.
• Polttoaine ladataan täyttämällä säiliöt, mikä on nopeampi prosessi kuin akkujen lataaminen.
• Hyötykuorma on suurempi kuin sähkökäyttöisen, koska polttoaineen paino vaikuttaa siihen vähemmän.
• Kohteena kaupalliset lennot, yksityislentokoneet ja alueiden väliset reitit.

Sähkölentokoneet

• Toimii ladattavilla sähköakkuilla.
• Pieni tai keskisuuri kantama, jota rajoittaa akkujen energiatiheys.
• Vaatii pitkän latausajan, mikä rajoittaa lentojen tiheyttä.
• Hyötykuorma on rajoitettu akkujen painon vuoksi.
• Käytetään pääasiassa kevyissä lentokoneissa, lentotakseissa tai lyhyillä kaupunkien sisäisillä lennoilla.
  

Yksinkertaisesti sanottuna vetykäyttöiset lentokoneet soveltuvat paremmin pitkän matkan lentoihin ja kaupalliseen kasvuun, kun taas sähkökäyttöiset lentokoneet on tällä hetkellä varattu lyhyen matkan lentoliikenteeseen.

Mitkä ovat vetykäyttöisten lentokoneiden nykyiset edut ja rajoitukset?

Edut

• Ei suoria päästöjä (vain vesihöyryä)
• Erinomainen massan energiatiheys
• Soveltuu alueellisille ja keskipitkän matkan lennoille
• Yhteensopiva uusiutuvan tuotannon kanssa

Nykyiset rajoitukset

Potentiaalistaan huolimatta vetykäyttöisellä lentokoneella on suuria esteitä:

• Maailmanlaajuinen infrastruktuuri on olematon tai rajallinen: hyvin harvat lentokentät ovat varustettuja.
• Monimutkainen kryogeeninen varastointi: nestemäisen vedyn lämpötila on -253 °C.
• Turvallisuus: vety on helposti syttyvää, mikä edellyttää erittäin tiukkoja standardeja.
• Korkeat kustannukset: erikoistunut teknologia ja materiaalit ovat vielä kalliita.
• Paino ja tilavuus: säiliöt vievät enemmän tilaa kuin parafiini.
• Rajallinen vihreä tuotanto: suurin osa maailman vedystä on edelleen ”harmaata”.

Vetyä käyttävillä lentokoneilla on erinomaiset ekologiset mahdollisuudet, mutta vielä on ratkaistava monia teknisiä ja logistisia haasteita.

Mitkä maat investoivat vetykäyttöiseen ilmailuun?

Monet hallitukset ja valmistajat ympäri maailmaa investoivat voimakkaasti vetykäyttöisen ilmailun kehittämiseen. Seuraavassa on lueteltu tärkeimmät aloitteet maittain:

• 🇫🇷 Ranska
  • Airbusin ZEROe-ohjelma
  • Beyond Aeron vetyä käyttävän yksityisen suihkukoneen kehittäminen
  • Hallituksen tuki kansallisen vetysuunnitelman kautta
• 🇩🇪 Saksa
  • Osallistuminen HY4-hankkeeseen
  • Lufthansa Technikin investointi
  • Tiivis teknologinen yhteistyö Airbusin kanssa
• 🇺🇸 Yhdysvallat
  • Pratt & Whitneyn vetymoottorihankkeet
  • Universal Hydrogenin modulaaristen ratkaisujen käyttöönotto
  • Hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen tähtäävä ilmailututkimus Boom Supersonicissa
• 🇯🇵 Japani
  • Infrastruktuurin kehittäminen Kawasaki Heavy Industriesin kautta
  • Hallituksen etenemissuunnitelma vetyä varten alueellisessa ilmailussa
• 🇬🇧 Yhdistynyt kuningaskunta
  • ZeroAvian johtava asema pienissä vetylentokoneissa
  • Rolls-Roycen kehittynyt tutkimus
  • Rahoitusta alueellisille vähäpäästöisille hankkeille
    

Eurooppa, Yhdysvallat ja Japani ovat tällä hetkellä vetyinnovaatioiden tärkeimmät veturiyritykset maailmanlaajuisessa ilmailu- ja avaruusteollisuudessa.

Vetyä käyttäviä lentokoneita ja yksityislentokoneita koskevat erilaiset hankkeet

Monet ilmailualan ammattilaiset tutkivat tätä vaihtoehtoa parafiinin käytölle. Kestävän ilmailun tavoite on tähtäimessä, ja erilaisia hankkeita on vähitellen toteutumassa.

Äskettäin esimerkiksi GE Aviation ja Safran yhdistivät voimansa Airbusin kanssa testatakseen vetykäyttöistä moottoria.

Beyond Aerospace, vuonna 2020 perustettu toulouselainen ilmailu- ja avaruusalan yritys, suunnittelee vetyä käyttävän yksityiskoneen luomista hankittuaan hiljattain varoja.

AEROAFFAIRES esittelee muita ilmailualan vetyhankkeita.

1. Airbus ja sen ZEROe-lentokoneohjelma

Airbus tekee parhaillaan yhteistyötä useiden moottorivalmistajien kanssa lentokoneidensa varustamiseksi. Näihin kuuluvat Pratt & Whitney, CFM International, Safran ja General Electric. Airbus esittelee vähitellen suunnitelmia vetykäyttöisistä lentokoneista.

Erityisesti sen kolme erilaista konseptia ovat nimeltään ZEROe, joka tarkoittaa nollapäästöjä. Vuoteen 2035 mennessä lentokonevalmistaja haluaa saada ilmaan täysin vetykäyttöisiä ja hiilidioksidipäästöiltään neutraaleja lentokoneita.

Airbusin A380-kone on tällä hetkellä testivaiheessa. Vuoteen 2025 mennessä lentokonevalmistaja on ottanut käyttöön järjestelmän, joka käyttää yhtä lentokoneen neljästä moottorista vetykäyttöön.

Tällä hetkellä koekäytössä olevassa A380:ssa on viides moottori, joka toimii vedyllä. neljä säiliötä, joissa on yhteensä 400 kiloa vetyä, on sijoitettu lähelle lentokonetta ja sen takaosaan, jotta testattavaan moottoriin voidaan syöttää nestemäistä vetyä.

Lentokonevalmistajan mukaan hankkeessa ”määritellään vetykäyttöisen työntövoimajärjestelmän eritelmät, valvotaan lentokokeita ja tarjotaan A380:lle testipenkki, jolla voidaan testata vetykäyttöistä moottoria matkalentovaiheessa”.

Siipien alla olevat neljä muuta moottoria jatkavat normaalia toimintaansa vetykoneen testausvaiheiden aikana.

Kuva: Airbus

2. Pratt & Whitney ja sen vetymoottori

Amerikkalainen moottorivalmistaja on tutkinut vetyä jo jonkin aikaa. Itse asiassa Pratt & Whitney otti ensimmäisen kerran esiin mahdollisuuden luoda vetykäyttöisiä lentokoneita jo vuonna 1957. Amerikkalainen yritys oli yksi ensimmäisistä, joka hyödynsi tätä alaa ja testasi vedyn tarjoamia mahdollisuuksia.

Tähän mennessä Pratt & Whitney on paljastanut, että se työskentelee uuden vetykäyttöisen moottorin parissa, jolla on aikanaan tarkoitus käyttää lentokoneita ja yksityislentokoneita. Lisäksi ilmailu- ja avaruusalan yritys tekee jo yhteistyötä lentokonevalmistajien, erityisesti Airbusin, kanssa.

Airbus toimittaa noin 35 prosenttia Airbus A320 Neo -mallin moottoreista sekä kaikki moottorit valmistajan A220-malliin. Pratt & Whitneyn ajatuksena on rakentaa moottori, joka pystyy käyttämään nestemäistä vetyä korvaamaan alun perin käytetyn parafiinin.

Vielä pidemmälle menevänä se aikoo myös ottaa talteen vedyn palamisprosessin aikana syntyvän vesihöyryn. Nollapäästöinen tulevaisuus on tulossa!

3. Kumppanuuksia lentokenttien varustamiseksi vedyllä

Ilmailualan jättiläiset ovat jo ryhtyneet yhteistyöhön tarjotakseen vetyasennuksia lentoasemille. Air Liquide, Airbus ja Vinci Airports yhdistävät voimansa siirtyäkseen kestävään ilmailuun.

Ne ovat ilmoittaneet kymmenvuotissuunnitelmasta, jonka tarkoituksena on auttaa lentoasemia ja muita laitoksia saamaan käyttöönsä vetyä. Ensimmäinen pilottilentokenttä, joka hyötyy tästä, on Lyon-Saint Exupéry. Vuonna 2023 se saa vetykaasun jakelupisteet.

Aluksi vetyä käytetään maalaitteiden, kuten kiitotieajoneuvojen ja käsittelykoneiden, käyttövoimana.

Sitten, vuoteen 2030 asti, näitä jakelupisteitä käytetään lentokoneiden nestemäisen vedyn syöttämiseen.

AEROAFFAIRES: sitoutunut kestävään ilmailuun

Vuodesta 1991 lähtien AEROAFFAIRES on auttanut asiakkaitaan vuokraamaan yksityislentokoneita, ja sillä on ollut selkeä tavoite: yhdistää mukavuus, suorituskyky ja ympäristösitoumus.

• 100 % hiilidioksidipäästöjen kompensointi jokaisella lennolla.
• Pääsy 20 000 lentokoneeseen maailmanlaajuisesti.
• yli 120 000 kuljetettua matkustajaa ja asiakastyytyväisyysluokitus 4,9/5.

Haluatko tietää lisää vastuullisista lentoliikenneratkaisuistamme tai varata lennon? Ota meihin yhteyttä 24 tuntia vuorokaudessa, 7 päivää viikossa, myös viikonloppuisin ja juhlapyhinä:

Ranska +33 (0)1 44 09 91 82 | Yhdysvallat +1845 373 3456 | Yhdistynyt kuningaskunta +44 84 4986 0547

Hankionline-tarjous muutamalla klikkauksella.