Vo Švédsku existuje termín “flygskam” alebo letecká hanba – previnilý pocit, že pomáhate ničiť planétu, keď nasadnete do lietadla. Letecké spoločnosti sú si dobre vedomé toho, že jedného dňa budú čeliť odporu enviromentálne zameraných zákazníkov a stále tvrdším reguláciám v leteckej doprave. Preto hľadajú spôsoby, ako znížiť uhlíkovú stopu, a to vývojom elektrických a hybridných lietadiel.
Dokážu elektrické lietadlá vôbec lietať?
Áno, ale musíme začať s malými strojmi. Spoločnosť Ampaire z Los Angeles začala tým, že prestavala malé lietadlo Cessna 337 pre 6 pasažierov na hybridný pohon. Toto lietadlo s názvom Electric EEL bude komerčne lietať v roku 2021 a zníži spotrebu paliva a emisií až o 50 %.
Izraelský startup Eviation Aircraft Ltd. vystavil na Parížskej leteckej výstave v júni tohto roku prototyp lietadla pre 9 pasažierov. Model má byť na trhu do troch rokov a zamerať sa chce na komerčné lety krátkych vzdialeností (do 1000 km). Na svete existuje asi 100 rôznych projektov elektrických lietadiel a strojov. Čím väčšie je lietadlo, tým neskôr príde na trh – gigant Airbus deklaruje predstavenie hybridnej verzie svojho najpredávanejšieho modelu A320 s kapacitou až 240 pasažierov – nie však skôr ako v roku 2035.
Kde je vlastne problém?
Problémom elektrických motorov je ich veľkosť a hmotnosť batérií potrebných na ich pohon. Súčasné lítium-iónové akumulátory ukladajú iba malú časť energie v porovnaní s kvapalným leteckým palivom. Sú príliš neúčinné pre veľké lietadlá a na dlhé lety. Okrem toho sa objem tekutého paliva a jeho hmotnosť v priebehu letu znižuje, čo nie je prípad batérií.
Hybridná technológia tento problém zmierňuje. Batérie môžu byť omnoho menšie a emisie tiež. V hybridných lietadlách sa elektrické motory môžu použiť na pohon silne znečisťujúcich vzletov a pristátí, zatiaľ čo v cestovnej nadmorskej výške pohon zabezpečia konvenčné prúdové motory.
Porovnanie s Priusom
Toyota Prius už od roku 1997 používa hybridnú technológiu. Môžu pracovať spoločne alebo samostatne a benzínový motor tiež môže nabíjať batérie. Projekt 804 výrobcu leteckých motorov United Technologies Corp. testuje podobný „paralelný“ systém pohonu pre lietadlá. Spoločnosť namontovala do lietadla Bombardier Dash 8 elektromotor ako pomocný pohon pri vzlete a pristátí a konvenčný prúdový motor pre zvyšok letu. V tomto pohone sa batéria nenabíja prúdovým motorom počas letu.
Projekt hybridného Airbus A320 použije klasický hybridný pohon, kde spaľovací motor nabíja batérie.
Čo vedie k tlaku na elektrifikáciu?
Na rozdiel od automobilov, ktoré už dlho museli dodržiavať stále tvrdšie emisné normy, sa na lietadlá v súčasnosti nevzťahujú podobné limity. Letecký priemysel dnes v celosvetovom meradle predstavuje asi 2 % emisií CO2, hoci rastúci počet cestujúcich znamená aj vyššie emisie v budúcnosti.
Môžeme takto vo veľkom znížiť emisie?
Ako aj v prípade automobilov, uhlíková stopa hybridného lietadla závisí od toho, do akej miery využíva elektrický pohon a aký je zdroj nabíjanej energie. Lietadlo, ktoré nabíja batériu vo vzduchu spaľovaním leteckého paliva, zníži emisie len minimálne. Plne elektrické a plug-in hybridné lietadlá nabíjané pred vzletom energiou z obnoviteľných zdrojov by mohli mať veľký dopad na emisie.
Štúdia uverejnená v časopise Nature v roku 2018 odhadla, že so súčasnou technológiou elektrické alebo hybridné lietadlá s doletom do 1100 km dokážu pokryť až 50 % všetkých letov a znížiť emisie uhlíka v leteckej doprave o 15 %. Pre výraznejšie zníženie by musela byť na trhu technológia batérií s vyššou energetickou hustotou.
Kedy budú elektrické lietadlá reálne lietať?
Prvé komerčné elektrické letecké stroje budú malé autonómne drony určené na individuálnu prepravu v mestách. Tie by mali vstúpiť na trh už v roku 2020. Čínsky model RX4E, plne elektrický štvormiestny stroj, úspešne vykonal skúšobný let v októbri tohto roku.
Malé hybridné lietadlá pre 10 až 20 cestujúcich by mohli prísť v polovici budúceho desaťročia a väčšie regionálne lietadlá pre cca.40 cestujúcich okolo roku 2030. Hovorí to Stephane Cueille, technologický riaditeľ spoločnosti Safran SA, ktorá je špičkovým výrobcom prúdových motorov.
A čo veľké dopravné lietadlá?
Veľké komerčné dopravné lietadlá s plne elektrickým pohonom budú potrebovať omnoho dlhší čas. Realizácia projektu Airbus bude trvať najmenej 15 rokov. Európsky letecký gigant spolupracuje s Rolls-Royce Holdings Plc na vývoji hybridného motora. Motor, ktorý sa má otestovať v najbližších dvoch rokoch, však vygeneruje iba 2 megawatty výkonu, čo je oveľa menej, ako je potrebné na pohon len malých lietadiel. Batérie sú príliš ťažké na to, aby dosiahli rovnakú účinnosť ako letecké palivo. Podľa spoločnosti Safran budú veľké elektrické lietadlá na trhu najskôr v roku 2050.
Čínska skupina EHang Air Mobility Group hovorí, že na budúci rok začne predávať lietadlo za 300 000 dolárov a očakáva silný dopyt od záchranárov, leteckých taxislužieb a prevádzkovateľov turistických letov. Nemecká spoločnosť Volocopter GmbH, ktorá je čiastočne financovaná gigantom Daimler, tento rok otvorí v Singapure „Voloport“ pre skúšobné lety a očakáva komerčné lety už v roku 2021. Izraelský Eviation plánuje prvý let začiatkom budúceho roka v USA. Medzi ďalšie startupy patria americký Zunum Aero, MagniX Technologies a britský Faradair.