Samoloty na baterie. Dlaczego jeszcze nie możemy nimi latać?

Francja przygotowuje prawdziwą transportową rewolucję. Francuski parlament pracuje właśnie nad ustawą zakazującą krajowych połączeń lotniczych na trasach, które pociąg pokonuje w mniej niż dwie i pół godziny. W imię redukowania emisji.

Zakaz krótkich lotów krajowych to element większego programu, który do 2030 r. ma ściąć francuskie emisje aż o 40 proc. w porównaniu z 1990 r. - Inwestujemy 2 mld euro rocznie w prace nad bardziej efektywnymi, nowocześniejszymi samolotami produkującymi mniej emisji - zapewniała podczas debaty w parlamencie przedstawicielka rządzącej Francją partii "La Republique en Marche": - To będzie dla nas powód do dumy.

Parlament wziął na cel lotnictwo, bo samoloty są jednymi z głównych źródeł emisji gazów cieplarnianych. Zwłaszcza na krótkich trasach, bo najwięcej paliwa spala się przy starcie i lądowaniu. Na lotach krótkodystansowych samoloty emitują średnio 251 gram CO2 na każdy kilometr pokonany przez pasażera. Na dalekodystansowych o 60 gram mniej. Dla porównania, autobus to emisje około 100 gram, a pociąg 40 gram na pasażerokilometr.

Projekt wywołał rzecz jasna kontrowersje, szczególnie, że podczas, gdy parlament radził nad rewolucyjnymi zmianami, rząd zdecydował się wesprzeć Air France sumą 4 mld. euro. - Środowisko jest najważniejsze, ale nie możemy zapominać o społecznej i gospodarczej roli lotnictwa - przekonywał opozycyjny parlamentarzysta Francois Pupponi z francuskiej Partii Socjalistycznej.

Nie wszyscy jednak uważają, że rząd się zagalopował. Organizacje prośrodowiskowe i społeczne twierdzą, że nowa ustawa nie wprowadzi dostatecznie radykalnych zmian, na które Francja już dziś mogłaby sobie pozwolić. Pojawiają się postulaty, by zakazać lotów na trasach, które pociąg pokonuje w cztery godziny. - Na przykład loty na trasie Paryż-Nicea, z których w 2019 r. skorzystały 3 mln pasażerów, generują rocznie 225 tys. ton CO2 - tłumaczyła swoje niezadowolenie Daniele Obono, parlamentarzystka partii La France Insoumise.

Lotnictwo odpowiada za ponad 2 proc. wszystkich emisji generowanych przez ludzkość i ponad 12 proc. emisji transportowych. Dlatego coraz więcej mówi się o tym, jak powinno zmienić się w przyszłości.

Norwegia już w marcu ubiegłego roku ogłosiła program elektryfikacji lotniczych połączeń krótkodystansowych. Opracowany przez tamtejszy zarząd lotnictwa cywilnego plan zakłada, że już za 10 lat uruchomione zostaną pierwsze krajowe połączenia obsługiwane przez elektryczne samoloty. Do 2040 r. norweskie krajowe lotnictwo ma być oparte w 100 proc. na elektrycznych samolotach.

"W interesie Norwegii - zarówno z perspektywy ochrony środowiska i klimatu, jak i z perspektywy polityki transportowej - jest opracowanie zero i niskoemisyjnych samolotów, które będą w stanie operować w nietypowej, norweskiej sieci transportu krótkodystansowego i w dominujących w kraju warunkach meteorologicznych" - stwierdzają autorzy raportu zarysowując założenia programu.

Problem z technologią

Problemem jest to, że w tej chwili żaden duży producent samolotów nie ma w swojej ofercie takich maszyn, a wszystkie w pełni elektryczne samoloty są niewielkie nawet, jak na standardy awionetek.

To jednak wkrótce może się zmienić. Norwedzy doliczyli się ponad 200 projektów mających na celu budowę elektrycznych i hybrydowych samolotów pasażerskich. Liczne linie lotnicze, w tym SAS czy EasyJet wyraziły zainteresowanie wejściem we współpracę z ich projektantami. "Wydaje się jasne, że nie istnieją nie dające się przezwyciężyć przeszkody techniczne stojące na drodze opracowania elektrycznych samolotów" - stwierdza norweski raport. Jego autorzy uważają, że zbudowanie i certyfikacja 19-miejscowych samolotów pasażerskich powinny być możliwe przed 2030 r., a opracowanie większych maszyn w kolejnych latach.

Główną przeszkodą są dziś akumulatory. Dominujące na rynku ogniwa litowo-jonowe oferują gęstość energii (czyli zdolność do przechowywania danej ilości energii w danej masie akumulatora) rzędu 250 Wh/kg. Prawdopodobnie w najbliższych latach osiągną gęstość 400-450 Wh/kg. Baterie nowej generacji mogą osiągnąć gęstość rzędu 650 Wh/kg, co bezpośrednio przełoży się na zasięg samolotów.

"Dla samolotów o zasięgu ponad 350-400 km obecne technologie będą wymagały zastosowania rozwiązań hybrydowych, w których samolot jest wyposażony w akumulatory i generator przedłużający zasięg, na przykład przy pomocy biopaliw" - stwierdza raport.

Do tej pory większość projektów "zielonego" lotnictwa było prowadzonych przez niewielkie lotnicze startupy. Giganci też widzą konieczność przemyślenia tego, jak ma wyglądać samolot przyszłości. Airbus przedstawił w zeszłym roku koncepcyjne projekty samolotów zasilanych wodorem, które emitowałyby tylko parę wodną.

Liderem nieoczekiwanie stała się jednak mała kanadyjska linia lotnicza Harbour Air. Przewoźnik, operujący na trasach na kanadyjskim zachodnim wybrzeżu, specjalizuje się w krótkich lotach między miastami rozrzuconymi po okolicznych wyspach, na przykład między Vancouver i Victorią.

Większość połączeń wykonuje przy pomocy liczących kilkadziesiąt lat wodnosamolotów, takich jak De Havilland Canada Beaver (którego projektantem był, w latach 40., legendarny polski konstruktor lotniczy Wsiewołod Jakimiuk). We współpracy z tworzącą elektryczne silniki lotnicze firmą Magnix, Harbour Air przerobiła w 2019 r. jednego ze swoich Beaverów na samolot elektryczny. Oryginalny silnik tłokowy Pratt & Whitney został wymieniony na dwukrotnie lżejszy i o połowę mocniejszy elektryczny silnik magni500.

Wymienne baterie pozwalają maszynie wykonać półgodzinny lot z rezerwą mocy na kolejnych 30 minut w powietrzu. Linia chce przerobić w ten sposób wszystkie 34 należące do niej maszyny. A to dopiero początek.- Pięć procent wszystkich połączeń lotniczych na świecie odbywa się na trasach krótszych, niż 150 km - tłumaczy Roei Ganzarski, prezes firmy Magnix. - To świetny rynek dla elektrycznego lotnictwa.

Twórcy elektrycznego Beavera chcą, by ich następna maszyna zabrała dziewięciu pasażerów na odległość 1000 km.