Elektriske fly er her – men de reducerer ikke CO₂-emissioner


Den britiske regering har planer om at forbyde salg af nye konventionelle benzin- og dieselbiler i 2040. Det er klart, at planen er, at alle borgere skal køre el- eller hybridelektriske biler eller – endnu bedre – ride cykler. Men kan elektrificering hjælpe med at reducere emissioner fra den anden kulstofintensive form for persontransport, der flyver?

Dette er et komplekst spørgsmål og hvor størrelsen betyder noget. Det er muligt for små fly at være drevet af elektricitet. Faktisk er flere virksomheder allerede ved at udvikle små elektriske fly, og de kunne komme på markedet inden for de næste par år.

Men for de store fly, som vi alle bruger oftere, er det usandsynligt, at det sker snart. Problemet er ikke fremdrivningsteknologien, men energilagring. Jetbrændstof indeholder omkring 30 gange mere energi pr. Kg end det mest avancerede lithium-ion-batteri, der i øjeblikket er tilgængeligt.

Verdens største passagerfly, Airbus A380, kan flyve 600 passagerer 15.000 kilometer i en enkelt flyvning. Men ifølge mine beregninger kunne det med batterier kun flyve lidt over 1.000 kilometer. Selv hvis alle passagerer og fragt blev udskiftet med batterier, ville rækkevidden stadig være mindre end 2.000 kilometer. For at beholde sin aktuelle rækkevidde har flyet brug for batterier, der vejer 30 gange mere end dets nuværende brændstofindtag, hvilket betyder, at det aldrig vil komme af jorden.

Denne kompromis er især dårlig for langdistanceflyvninger, fordi brændstoffet udgør halvdelen af ​​flyets vægt ved start. Hvad mere er, et konventionelt fly bliver lettere, når brændstoffet forbruges, men et elektrisk fly skal bære den samme batterivægt for hele flyvningen. Som sagt, størrelse betyder noget.

For et fem til ti-sæde let fly udgør brændstof sandsynligvis 10 procent til 20 procent af flyets vægt. Ved blot at udskifte brændstof til batterier kan det stadig reducere afstanden, flyet kan flyve med, upraktisk. Men at udskifte to eller tre passagerer med ekstra batterier ville give en rækkevidde fra 500 til 750 kilometer sammenlignet med en brændstofdrevet rækkevidde på over 1.000 kilometer.

Første kommercielle model

Der kan dog være en anden mulighed. Det israelske firma Eviation afslørede for nylig en prototypeversion af, hvad det hævder at være verdens første kommercielle altelektriske passagerfly. Flyet, der hedder Alice, bytter ikke bare jetbrændstof til batterier, men er et helt nyt designkoncept, der forbedrer den måde, fremdrivningssystemet er integreret i airframe. Med 9 passagerer med en rækkevidde på 1.000 km forventes Alice at komme i drift i 2022.

Alice kan være et praktisk alternativ til små, regionale rejser, men ikke for de fleste ruteplanlagte passagerflyvninger, endda ikke til korte afstande. Så hvordan kan elektrificering hjælpe her? At forbedre batteriteknologi er en mulighed. En ny teknologi kendt som lithium-air-batterier kan teoretisk nå den samme energitetthed som jetbrændstof. De er dog stadig på laboratoriefasen. I betragtning af luftfartsindustriens ekstremt sikkerhedsbevidste karakter er det usandsynligt at planlægge fremtidige fly på uprovet teknologi.

Hvad vi mere sandsynligt ser for kortdistanceflyvninger i de næste 20 til 30 år er hybridfly, der kombinerer nuværende turbofanmotorer med nye elektriske fremdrivningssystemer. Dette mere fleksible hybridsystem kunne optimeres for at tilvejebringe den høje drivkraft, der kræves til start og den energitæthed, der kræves til en lang sejlads.