Самый большой в мире самолет на водородных топливных элементах успешно совершил свой первый полет.

На прошлой неделе демонстрационный образец водородных топливных элементов компании Universal Hydrogen совершил свой первый полет в Мосс-Лейк, штат Вашингтон. Испытательный полет длился 15 минут и достиг высоты 3500 футов. Испытательная платформа основана на Dash8-300, крупнейшем в мире самолете на водородных топливных элементах.

Самолет по прозвищу Молния МакКлин вылетел из международного аэропорта округа Грант (KMWH) в 8:45 утра 2 марта и через 15 минут достиг крейсерской высоты 3500 футов. Полет, основанный на специальном сертификате летной годности FAA, является первым из двухлетних испытательных полетов, кульминация которых ожидается в 2025 году. Самолет, который был преобразован из регионального реактивного самолета ATR 72, сохраняет только один оригинальный газотурбинный двигатель, работающий на ископаемом топливе. для безопасности, а остальные работают на чистом водороде.

Universal Hydrogen стремится к 2025 году полностью перевести региональные полеты на водородные топливные элементы. В этом испытании двигатель, работающий на чистом водородном топливном элементе, выбрасывает только воду и не загрязняет атмосферу. Поскольку это предварительные испытания, другой двигатель все еще работает на обычном топливе. Итак, если вы посмотрите на это, то увидите большую разницу между левым и правым двигателями, даже в диаметре и количестве лопастей. По данным Universal Hydrogren, самолеты, работающие на водородных топливных элементах, безопаснее, дешевле в эксплуатации и меньше влияют на окружающую среду. Их водородные топливные элементы являются модульными и могут быть загружены и выгружены через существующие грузовые помещения аэропорта, поэтому аэропорт может удовлетворить потребности самолетов с водородным двигателем без модификации. Теоретически, более крупные реактивные самолеты могли бы делать то же самое с турбовентиляторными двигателями, работающими на водородных топливных элементах, которые, как ожидается, будут использоваться к середине 2030-х годов.

Фактически, Пол Еременко, соучредитель и генеральный директор Universal Hydrogen, считает, что авиалайнеры должны будут работать на чистом водороде к середине 2030-х годов, иначе отрасли придется сократить количество рейсов, чтобы выполнить обязательные общеотраслевые цели по выбросам. Результатом будет резкий рост цен на билеты и борьба за билет. Поэтому необходимо срочно содействовать исследованиям и разработкам новых энергетических самолетов. Но этот первый полет также вселяет надежду в отрасль.

Миссию выполнил Алекс Кролл, опытный бывший летчик-испытатель ВВС США и ведущий летчик-испытатель компании. Он сказал, что во втором испытательном туре он смог летать полностью на генераторах водородных топливных элементов, не полагаясь на примитивные двигатели, работающие на ископаемом топливе. «Модифицированный самолет имеет отличные характеристики управляемости, а система питания на водородных топливных элементах производит значительно меньше шума и вибрации, чем обычные газотурбинные двигатели», — сказал Кролл.

У Universal Hydrogen есть десятки заказов пассажиров на региональные самолеты с водородным двигателем, в том числе у американской компании Connect Airlines. Джон Томас, исполнительный директор компании, назвал полет Молнии Макклейна «эпицентром декарбонизации мировой авиационной промышленности».

Почему самолеты с водородным двигателем являются вариантом сокращения выбросов углерода в авиации?

Изменение климата ставит воздушный транспорт под угрозу на десятилетия вперед.

По данным Института мировых ресурсов, некоммерческой исследовательской группы, базирующейся в Вашингтоне, авиация выбрасывает лишь одну шестую часть углекислого газа по сравнению с автомобилями и грузовиками. Однако самолеты перевозят в день гораздо меньше пассажиров, чем легковые и грузовые автомобили.

Четыре крупнейшие авиакомпании (American, United, Delta и Southwest) увеличили потребление реактивного топлива на 15 процентов в период с 2014 по 2019 год. тенденция к снижению с 2019 года.

Авиакомпании намерены к середине века стать углеродно-нейтральными, а некоторые вложили средства в экологичные виды топлива, чтобы позволить авиации играть активную роль в изменении климата.

Устойчивое топливо (SAF) — это биотопливо, изготовленное из растительного масла, животного жира, бытовых отходов или другого сырья. Топливо можно смешивать с обычным топливом для реактивных двигателей, и оно уже используется в испытательных полетах и ​​даже на регулярных пассажирских рейсах. Однако устойчивое топливо стоит дорого, примерно в три раза дороже, чем обычное топливо для реактивных двигателей. По мере того, как все больше авиакомпаний покупают и используют экологически чистое топливо, цены будут расти еще больше. Сторонники настаивают на стимулах, таких как налоговые льготы, для увеличения производства.

Устойчивое топливо рассматривается как промежуточное топливо, которое может сократить выбросы углерода до тех пор, пока не будут достигнуты более значительные прорывы, такие как электрические или водородные самолеты. Фактически эти технологии могут не найти широкого применения в авиации еще лет 20-30.

Компании пытаются спроектировать и построить электрические самолеты, но большинство из них представляют собой небольшие вертолетоподобные самолеты, которые взлетают и приземляются вертикально и вмещают лишь горстку пассажиров.

Создание большого электрического самолета, способного перевозить 200 пассажиров, что эквивалентно стандартному полету среднего размера, потребует более мощных аккумуляторов и более длительного времени полета. По этому стандарту аккумуляторы должны весить примерно в 40 раз больше, чем реактивное топливо, чтобы быть полностью заряженными. Но электрические самолеты невозможны без революции в аккумуляторных технологиях.

Водородная энергия является эффективным инструментом для достижения низкого уровня выбросов углерода и играет незаменимую роль в глобальном энергетическом переходе. Существенным преимуществом водородной энергии перед другими возобновляемыми источниками энергии является то, что ее можно накапливать в больших масштабах в любое время года. Среди них зеленый водород является единственным средством глубокой декарбонизации во многих отраслях, в том числе в отраслях промышленности, представленных нефтехимической, металлургической, химической промышленностью и транспортной отраслью, представленной авиацией. По данным Международной комиссии по водородной энергетике, к 2050 году рынок водородной энергетики достигнет 2,5 трлн долларов.

«Водород сам по себе является очень легким топливом», — сказал Ассошиэйтед Пресс Дэн Резерфорд, исследователь по обезуглероживанию автомобилей и самолетов в Международном совете по чистому транспорту, экологической группе. «Но для хранения водорода нужны большие резервуары, а сам резервуар очень тяжелый».

Кроме того, существуют недостатки и препятствия для внедрения водородного топлива. Например, в аэропортах потребуется новая массивная и дорогая инфраструктура для хранения газообразного водорода, охлажденного до жидкого состояния.

Тем не менее, Резерфорд сохраняет осторожный оптимизм в отношении водорода. Его команда считает, что к 2035 году самолеты с водородным двигателем смогут преодолевать около 2100 миль.