Hvorfor har vi ikke elektriske fly?

Hvorfor har vi ikke elektriske fly?
CC BY-ND

Elbiler, tog, trikker og båter finnes allerede. Det fører logisk til spørsmålet: hvorfor ser vi ikke store elektriske fly? Og vil vi se dem når som helst snart?

Hvorfor har vi elbiler og tog, men få elektriske fly? Hovedårsaken er at det er mye enklere å radikalt endre en bil eller tog, selv om de ser veldig lik tradisjonelle kjøretøyer med fossilt brensel utenpå.

Landskjøretøyer kan lett takle den ekstra massen fra strømlagring eller elektriske fremdriftssystemer, men fly er mye mer følsomme.

For eksempel øker massen på en bil med 35% til en økning i energibruken av 13-20%. Men for et fly er energibruken direkte proporsjonal med massen: å øke massen med 35% betyr at den trenger 35% mer energi (alle andre ting er like).

Men det er bare en del av historien. Fly kjører også mye lenger enn bakkekjøretøyer, noe som betyr at en flyreise krever mye mer energi enn en gjennomsnittlig biltur. Fly må lagre ombord all energien som trengs for å flytte massen for hver flyging (i motsetning til et tog koblet til et elektrisk nett). Å bruke en tung energikilde betyr altså mer energi som trengs for en flyging, noe som fører til ekstra masse, og så videre.

For et fly er masse avgjørende, og det er grunnen til at flyselskapene veier bagasjen raskt. Elektriske fly trenger batterier med nok energi per kilo batteri, eller massstraffen betyr at de rett og slett ikke kan fly lange avstander.

Fly med kort avstand

Til tross for dette, er elektriske fly i horisonten - men du vil ikke se elektriske 747s snart.

Dagens beste tilgjengelige litiumionbatteripakker gir rundt 200 wattimer (Wh) per kilo, ca. 60 ganger mindre enn dagens flydrivstoff. Denne typen batterier kan drive små elektriske flytaxier med opptil fire passasjerer over en avstand på rundt 100km. For lengre turer trengs mer energitette celler.

Kortdistansede elektriske pendlerfly som frakter opptil 30 personer for mindre enn 800km, for eksempel, krever spesielt mellom 750 og 2,000Wh / kg, som er noe 6-17% av parafinbasert jetbrensels energiinnhold. Enda større fly krever stadig lettere batterier. For eksempel bruker et fly som frakter 140-passasjerer for 1,500km omtrent 30kg parafin per passasjer. Med dagens batteriteknologi trengs nesten 1,000kg batterier per passasjer.

For å gjøre regionale pendlerfly helt elektriske krever en fire til ti ganger reduksjon i batteriets vekt. Den langsiktige historiske forbedringshastigheten i batterienergi har ligget på rundt 3-4% per år, en fordobling omtrent hvert annet tiår. Basert på en videreføring av denne historiske trenden, kunne den firedoblet forbedring som trengs for et helelektrisk pendlerfly potensielt oppnås rundt midten av tallet.

Selv om dette kan virke en utrolig lang ventetid, er dette i samsvar med tidsskalaen for endring i luftfartsindustrien for både infrastruktur og flydesigns livssyklus. Et nytt fly tar rundt 5-10 år å designe, og vil da forbli i drift i to til tre tiår. Noen fly flyr fortsatt 50 år etter den første flyvningen.

Her kommer hybridene

Betyr dette at langflyging alltid vil stole på fossile brensler? Ikke nødvendigvis.

Mens helelektriske store fly krever et stort, men ennå ikke-oppfunnet skifte i energilagring, er det andre måter å redusere miljøpåvirkningen av å fly.

Hybridelektriske fly kombinerer drivstoff med elektrisk fremdrift. Denne flyklassen inkluderer design uten batterier, der det elektriske fremdriftssystemet tjener til å forbedre skyveffektiviteten og redusere mengden drivstoff som trengs.

Hybridelektriske fly med batterier er også i utvikling, der batteriene kan gi ekstra kraft under spesifikke omstendigheter. Batterier kan da for eksempel sørge for rent start og landing for å redusere utslippene nær flyplasser.

Elektriske fly er heller ikke den eneste måten å redusere flyets direkte karbonavtrykk. Alternative drivstoff, som biodrivstoff og hydrogen, blir også undersøkt.

Biodrivstoff, som er drivstoff som stammer fra planter eller alger, ble først brukt på en kommersiell flytur i 2008 og flere flyselskaper har utført forsøk med dem. Selv om den ikke er bredt vedtatt, undersøker for tiden betydelig bærekraftig biodrivstoff som ikke påvirker ferskvannskilder eller matproduksjon.

Mens biodrivstoff fremdeles produserer CO₂, krever de ikke vesentlige endringer i eksisterende fly- eller flyplassinfrastruktur. Hydrogen derimot krever en fullstendig redesign av flyplassens drivstoffinfrastruktur og har også en betydelig innvirkning på utformingen av selve flyet.

Mens hydrogen er veldig lett - inneholder hydrogen tre ganger mer energi per kilo enn parafin - dens densitet er veldig lav, selv når den er lagret som en væske ved -250 ℃. Dette betyr at drivstoff ikke lenger kan lagres i vingen, men må flyttes til relativt tunge og klumpete tanker inne i flykroppen. Til tross for disse ulempene, kan hydrogendrevne langdistanseflyging forbruke opptil 12% mindre energi enn parafin.

Om forfatteren

Dries Verstraete, universitetslektor i romfartsdesign og fremdrift, University of Sydney

Denne artikkelen er publisert fra Den Conversation under en Creative Commons-lisens. Les opprinnelige artikkelen.

Video: Future Aircraft - NASA Documentary

Relaterte bøker

Drawdown: Den mest omfattende planen som noen gang har foreslått å reversere global oppvarming

av Paul Hawken og Tom Steyer
9780143130444I møte med utbredt frykt og apati har en internasjonal koalisjon av forskere, fagfolk og forskere kommet sammen for å tilby et sett av realistiske og dristige løsninger på klimaendringer. Et hundre teknikker og praksis er beskrevet her-noen er velkjente; noe du kanskje aldri har hørt om. De spenner fra ren energi til å utdanne jenter i lavinntektsland til landbrukspraksis som trekker karbon ut av luften. Løsningene eksisterer, er økonomisk levedyktige, og samfunn over hele verden for tiden anvender dem med dyktighet og besluttsomhet. Tilgjengelig på Amazon

Utforming av klimaproblemer: En retningslinje for lavkol Energi

av Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Med virkningen av klimaendringer allerede på oss, er behovet for å kutte globale klimagassutslipp ikke noe mindre enn presserende. Det er en skremmende utfordring, men teknologiene og strategiene for å møte den finnes i dag. Et lite sett med energipolitikk, utformet og implementert godt, kan sette oss på vei til en lav-CO2-fremtid. Energisystemer er store og komplekse, så energipolitikken må være fokusert og kostnadseffektiv. One-size-fits-all tilnærminger bare vil ikke få jobben gjort. Politikere trenger en klar, omfattende ressurs som skisserer energipolitikken som vil få størst innvirkning på vår klima fremtid, og beskriver hvordan man utformer disse retningslinjene godt. Tilgjengelig på Amazon

Dette forandrer alt: kapitalisme vs klimaet

av Naomi Klein
1451697392In Dette endrer alt Naomi Klein hevder at klimaendringer ikke bare er et annet problem, som skal skjenkes nøye mellom skatt og helsevesen. Det er en alarm som kaller oss for å fikse et økonomisk system som allerede mangler oss på mange måter. Klein bygger omhyggelig saken for hvor massivt å redusere utslippene av drivhusgasser er vår beste mulighet til samtidig å redusere ulikheter i ulikhet, omdefinere våre ødelagte demokratier og gjenoppbygge våre slanke lokale økonomier. Hun avslører den ideologiske desperasjonen til klimaendringene, de rasjonelle vrangforestillinger fra de vilde geoengineers og den tragiske nederlaget av for mange grønne grenser. Og hun demonstrerer nettopp hvorfor markedet ikke har - og ikke kan løse klimakrisen, men vil i stedet gjøre ting verre, med stadig mer ekstreme og økologisk skadelige utvinningsmetoder, ledsaget av voldsomme katastrofkapitalisme. Tilgjengelig på Amazon

Fra Utgiver:
Innkjøp på Amazon går for å dekke kostnadene ved å bringe deg InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, og ClimateImpactNews.com uten kostnad og uten annonsører som sporer surfevaner. Selv om du klikker på en kobling, men ikke kjøper disse utvalgte produktene, betaler alt annet du kjøper i samme besøk på Amazon oss en liten provisjon. Det er ingen ekstra kostnader for deg, så vær så snill å bidra til innsatsen. Du kan også bruk denne lenken å bruke til Amazon når som helst slik at du kan bidra til å støtte vår innsats.

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

følg InnerSelf på

facebook-ikonettwitter-iconrss-ikonet

Få den siste via e-post

{Emailcloak = off}