Allt du behöver veta om vätgasdrivna flygplan: framtiden för hållbar luftfart?

År 2050 kommer affärsflyget, och flyget i allmänhet, att ha som mål att vara koldioxidneutralt.

Som ett led i denna utveckling mot ett hållbart flyg finns ett antal lösningar på gång, till exempel användning av biobränslen från SAF eller elektriska flygplan och modeller som Volocopter, det elektriska flygplanet Alice eller CityAirBus.

Ett antal flygplanstillverkare arbetar dock med ett annat alternativ: vätgasdrivna flygplan.

AEROAFFAIRES presenterar denna alternativa lösning för ett utsläppsfritt flyg.

Vad är vätgas och hur används det inom flyget?

Att minska koldioxidutsläppen inom flygsektorn är flygplanstillverkarnas mål fram till 2050. Vätgas är en långsiktig lösning som för närvarande studeras. Men vad är vätgas? Vilka är dess fördelar?

Väte är ett av de två grundämnen som bildar vatten. Det är också det lättaste grundämnet på jorden (en del av det periodiska systemet). Det finns i vattendrag, sjöar, hav och till och med i atmosfären.

Hur fungerar vätgas? Vätgasen förbränns i motorns gasturbiner i förbränningskamrarna. Tack vare en bränslecell omvandlas sedan den frigjorda energin till elektrisk energi, som sedan driver motorn.

Inuti flygplanet kan vätgas lagras i gas- eller vätskeform vid -235 grader. Eftersom vätgas har en lägre densitet än dagens paraffin kan flygplanskonstruktioner modifieras i framtiden.

Slutligen förorenar inte vätgas eftersom de utsläpp som produceras inte är något annat än vattenånga, så det är en möjlighet vi kan ta tillvara för att uppnå nollutsläpp till 2050.

Vilka är skillnaderna mellan grön, blå och grå vätgas?

Det är viktigt att förstå de olika typerna av vätgas för att kunna bedöma deras miljöpåverkan. De produceras inte alla på samma sätt:

• Grå vätgas
  • Produceras från naturgas eller kol via en process som kallas ångreformering.
  • Släpper ut en stor mängd CO₂, vilket gör det till den mest förorenande formen.
• Blå vätgas
  • Produceras med samma metod som grå, men med avskiljning och lagring av den CO₂ som släpps ut.
  • Mindre förorenande än grå, men fortfarande beroende av fossila bränslen.
• Grön vätgas
  • Utvinns genom elektrolys av vatten med hjälp av förnybar energi (sol, vind).
  • Genererar inga direkta koldioxidutsläpp, verkligen rent och hållbart.

Endast grön vätgas är verkligen förenlig med målen för hållbar luftfart. Det är den här typen som Airbus och andra stora aktörer inom flygsektorn vänder sig till.

Vätgasdrivna flygplan vs. elektriska flygplan: vad är skillnaderna?

Båda teknikerna syftar till att minska koldioxidutsläppen från flygtransporter, men de bygger på olika principer och användningsområden. Här följer en tydlig jämförelse av de viktigaste skillnaderna:

Vätgasdrivna flygplan

• Använder vätgas som energikälla (förbränns i en motor eller omvandlas till elektricitet via en bränslecell).
• Erbjuder medellång till lång räckvidd, särskilt lämpad för regionala och framtida långdistansflygningar.
• Bränslet laddas genom att fylla på tankarna, vilket är en snabbare process än att ladda batterierna.
• Har en högre nyttolast än eldrivna, eftersom den påverkas mindre av bränslets vikt.
• Riktar sig till kommersiella flygningar, privata jets och interregionala rutter.

Elektriska flygplan

• Drivs med uppladdningsbara elektriska batterier.
• Låg till medelhög räckvidd, begränsas av batteriernas energitäthet.
• Kräver lång laddningstid, vilket begränsar rotationsfrekvensen.
• Har en begränsad nyttolast på grund av vikten på de inbyggda batterierna.
• Används främst för lätta flygplan, flygtaxi eller korta flygningar inom städerna.
  

Enkelt uttryckt är vätgasdrivna flygplan bättre lämpade för långdistansflygningar och kommersiell tillväxt, medan elektriska flygplan för närvarande är reserverade för kortdistansflyg.

Vilka är de nuvarande fördelarna och begränsningarna med vätgasdrivna flygplan?

Fördelar med vätgas

• Noll direkta utsläpp (endast vattenånga)
• Utmärkt energitäthet i massa
• Lämplig för regionala flygningar och medeldistansflygningar
• Kompatibel med förnybar produktion

Nuvarande begränsningar

Trots sin potential står det vätgasdrivna flygplanet inför stora hinder:

• Obefintlig eller begränsad global infrastruktur: mycket få flygplatser är utrustade.
• Komplex kryogenisk lagring: -253°C för flytande väte.
• Säkerhet: vätgas är mycket brandfarligt, vilket kräver mycket strikta standarder.
• Hög kostnad: specialiserad teknik och material är fortfarande dyra.
• Vikt och volym: tankar tar upp mer utrymme än paraffin.
• Begränsad grön produktion: större delen av världens vätgas är fortfarande ”grå”.

Vätgasdrivna flygplan har en utmärkt ekologisk potential, men det finns fortfarande många tekniska och logistiska utmaningar som måste övervinnas.

Vilka länder investerar i vätgasdrivna flygplan?

Många regeringar och tillverkare runt om i världen investerar kraftigt i utvecklingen av vätgasdrivet flyg. Här är de viktigaste initiativen per land:

• 🇫🇷 Frankrike
  • Airbus ZEROe-program
  • Utveckling av Beyond Aeros vätgasdrivna privatjet
  • Statligt stöd via den nationella vätgasplanen
• 🇩🇪 Tyskland
  • Deltagande i HY4-projektet
  • Investering av Lufthansa Technik
  • Nära tekniskt samarbete med Airbus
• 🇺🇸 Förenta staterna
  • Vätgasmotorprojekt hos Pratt & Whitney
  • Utbyggnad av modulära lösningar hos Universal Hydrogen
  • Forskning om koldioxidfritt flyg vid Boom Supersonic
• 🇯🇵 Japan
  • Infrastrukturutveckling via Kawasaki Heavy Industries
  • Regeringens färdplan för vätgas i regional luftfart
• 🇬🇧 Storbritannien
  • ZeroAvias ledarskap inom små vätgasflygplan
  • Avancerad forskning vid Rolls-Royce
  • Finansiering av regionala projekt med låga utsläpp
    

Europa, USA och Japan är för närvarande de viktigaste drivkrafterna för vätgasinnovation inom den globala flygindustrin.

De olika projekten för vätgasdrivna flygplan och privatjets

Många yrkesverksamma inom flygvärlden undersöker detta alternativ till användningen av paraffin. Med målet om ett hållbart flyg i sikte håller olika projekt på att förverkligas.

Nyligen gick till exempel GE Aviation och Safran samman med Airbus för att testa en vätgasdriven motor.

Och Beyond Aerospace, ett Toulouse-baserat flyg- och rymdföretag som grundades 2020, planerar att skapa en vätgasdriven privatjet efter att nyligen ha samlat in pengar.

AEROAFFAIRES presenterar andra vätgasprojekt inom flygsektorn.

1. Airbus och dess ZEROe-flygplansprogram

Airbus samarbetar för närvarande med flera motortillverkare för att utrusta sina flygplan. Bland dessa finns Pratt & Whitney, CFM International, Safran och General Electric. Airbus presenterar gradvis planer för vätgasdrivna flygplan.

I synnerhet med sina 3 olika koncept som kallas ZEROe, för nollutsläpp. År 2035 vill flygplanstillverkaren ha helt vätgasdrivna, CO2-neutrala flygplan i luften.

Airbus befinner sig för närvarande i testfasen för en A380. År 2025 ska flygplanstillverkaren ha satt upp ett system för att driva en av flygplanets fyra motorer med vätgas.

För tillfället är A380 på testbädden utrustad med en 5:e motor som drivs med vätgas. 4 tankar med totalt 400 kg vätgas är placerade nära och baktill på flygplanet för att förse den motor som testas med flytande vätgas.

Enligt flygplanstillverkaren kommer projektet att ”definiera specifikationerna för vätgasdriftsystemet, övervaka flygproven och förse A380 med en testbänk för att testa vätgasmotorn i kryssningsfasen”.

De 4 andra motorerna som sitter under vingarna kommer att fortsätta att fungera normalt under vätgasmotorns testfaser.

Fotokredit: Airbus

2. Pratt & Whitney och dess vätgasmotor

Den amerikanska motortillverkaren har tittat på vätgas under en längre tid. Faktum är att Pratt & Whitney för första gången tog upp möjligheten att skapa vätgasdrivna flygplan redan 1957. Det amerikanska företaget var ett av de första att utnyttja denna sektor och testa de möjligheter som vätgasen erbjuder.

Hittills har Pratt & Whitney avslöjat att man arbetar på en ny vätgasmotor som så småningom kommer att driva flygplan och privata jetflygplan. Dessutom arbetar rymdföretaget redan hand i hand med flygplanstillverkare, i synnerhet Airbus.

Airbus levererar cirka 35% av motorerna till Airbus A320 Neo-modell, samt alla motorer till tillverkarens A220-modell. Pratt & Whitneys idé är att bygga en motor som kan använda flytande väte för att ersätta det paraffin som ursprungligen användes.

För att ta det hela ett steg längre planerar man också att återvinna den vattenånga som bildas av vätgasen under förbränningsprocessen. Framtiden för ”Zero Emission” är på väg!

3. Partnerskap för att utrusta flygplatser med vätgas

Jättar inom flygbranschen samarbetar redan för att erbjuda vätgasinstallationer på flygplatser. Detta är fallet med Air Liquide, Airbus och Vinci Airports, som går samman för att göra övergången till ett hållbart flyg.

De har tillkännagivit en tioårsplan för att hjälpa flygplatser och andra anläggningar att försörjas med vätgas. Den första pilotflygplatsen som kommer att gynnas är Lyon-Saint Exupéry. År 2023 kommer den att få distributionspunkter för vätgas.

Inledningsvis kommer vätgasen att användas för att driva markutrustning som banfordon och hanteringsmaskiner.

Därefter, fram till 2030, kommer dessa distributionspunkter att användas för att förse flygplan med flytande vätgas.

AEROAFFAIRES: engagerade i hållbar luftfart

Sedan 1991 har AEROAFFAIRES hjälpt sina kunder att hyra privata jetplan med en tydlig ambition: att kombinera komfort, prestanda och miljöengagemang.

• 100% koldioxidkompensation för varje flygning.
• Tillgång till 20.000 flygplan över hela världen.
• över 120 000 passagerare har transporterats med ett kundnöjdhetsbetyg på 4,9/5.

Vill du veta mer om våra lösningar för ansvarsfulla flygtransporter eller boka en flygning? Kontakta oss 24 timmar om dygnet, 7 dagar i veckan, inklusive helger och allmänna helgdagar:

Frankrike +33 (0)1 44 09 91 82 | USA +1845 373 3456 | Storbritannien +44 84 4986 0547

Fåen onlineoffert med bara några klick.