28 نوامبر 2024 -نوشته مارتین گریناکر -اعتبار عکس: ایرباس
گیوم فاوری، مدیرعامل ایرباس در نشستی که در، انجمن صنایع هوافضا، امنیت و دفاع اروپا (ASD) در بروکسل برگزار شد، گفت: “ما واقعاً به هیدروژن برای آینده هوانوردی اعتقاد داریم.”
اما فاوری خاطرنشان کرد، مانع اصلی، طراحی و ساخت هواپیماها نیست، بلکه غلبه بر کمبودهای فعلی انرژی هیدروژنی و نصب زیرساخت های مورد نیاز برای اطمینان از عرضه کافی سوخت پایدار خواهد بود.
هوانوردی بین 2 تا 2.5 درصد از انتشار CO2 جهانی را به خود اختصاص می دهد، اما پیش بینی می شود که در دهه های آینده اگر اقدامی انجام نشود، این میزان افزایش می یابد، زیرا پروازهای بیشتر و بیشتر انجام می شود.
هیدروژن یکی از چندین جایگزین ممکن برای بنزین است و به تدریج خود را به عنوان فناوری منتخب در اروپا تثبیت می کند، اما از نظر فنی و تجاری بسیار دور است.با این حال، گزینه های جایگزین مسیری برای پرواز بدون CO2 فراهم نمی کنند. به جز پیشرفت تکنولوژیکی، باتری ها بیش از حد سنگین هستند که مناسب نیستند. یکی دیگر از رقبا، سوخت پایدار هوانوردی (SAF) که از مواد تجدیدپذیر یا ضایعاتی تولید می‌شود، با هواپیماها و زیرساخت‌های موجود سازگار است و اثرات زیست‌محیطی آن بسیار کمتر از نفت است، اما SAF همچنان CO2 را در جو آزاد می‌کند.
با توجه به این محدودیت‌ها، هیدروژن به عنوان راه‌حل طولانی‌مدت تلقی می‌شود، اما بدون موانع نیست. به دلیل چگالی کم، گاز باید مایع شود و در دمای 253- درجه سانتیگراد ذخیره شود، اما حتی در این شکل مایع سه برابر حجم نفت سفید برای مقدار یکسان انرژی را اشغال می کند.
روبرتو سینگولانی، مدیرعامل شرکت چندملیتی ایتالیایی لئوناردو در این نشست گفت: «این به معنای طراحی مجدد کامل هواپیما است.سپس این واقعیت وجود دارد که همانطور که همه چیز وجود دارد، بیشتر هیدروژن با اصلاح گاز طبیعی ساخته می شود، فرآیندی که مقادیر زیادی CO2 را در جو آزاد می کند. هیدروژن سبز که از طریق الکترولیز آب با استفاده از برق تجدیدپذیر تولید می شود، در حال حاضر بسیار کم است و هوانوردی با سایر صنایع انرژی بر رقابت خواهد کرد.
Cingolani گفت: «هیدروژن سبز در حال حاضر 5 تا 7 یورو به ازای هر کیلوگرم است، بنابراین گرانتر از هر سوخت دیگری در نظر گرفته می شود. او گفت که هیدروژن امیدوارکننده است، اما «کار زیادی برای انجام دادن وجود دارد».
Faury که رئیس ASD است، انتظار دارد نصب زیرساخت برای تولید و توزیع هیدروژن سبز مانعی مهم‌تر از چالش مهندسی طراحی مجدد هواپیما باشد. او گفت: «احتمالاً خیلی بعد از زمانی که ما بتوانیم هواپیما را در اختیار داشته باشیم، خواهد رسید. ما باید در سوخت‌های پایدار هوانوردی سریعتر عمل کنیم، زیرا احتمالاً بیشتر از آنچه فکر می‌کردیم به SAF نیاز خواهیم داشت.»
بودجه اتحادیه اروپا
هیدروژن محور تعهد مشترک هوانوردی پاک اتحادیه اروپا است. اکسل کرین، مدیر اجرایی آن گفت: «ما قصد داریم این فرصت را برای سوزاندن مستقیم هیدروژن در موتور یا از طریق سلول سوختی برای ایجاد انرژی الکتریکی که می‌تواند هواپیما را به حرکت درآورد، بررسی کنیم.
هدف مشارکت عمومی و خصوصی این است که تا سال 2035 هواپیماهایی را مستقر کند که 30 درصد مصرف سوخت بیشتری داشته باشند و در صورت ترکیب با SAF یا هیدروژن، CO2 را تا 90 درصد کاهش دهند.
SAF می تواند به سوخت های زیستی یا سوخت های الکترونیکی اشاره کند که با استفاده از CO2 جذب شده ساخته می شوند. به گفته کرین، بیشتر بحث در مورد سوخت های زیستی است، اما بعید است که این سوخت ها بتواند 500 میلیون تن SAF را که سالانه تا سال 2050 مورد نیاز است، تامین کند.
“وقتی به این مقادیر نگاه می کنید، می بینم که تنها فرصت سوخت الکترونیکی است، زیرا آنها مقیاس پذیر هستند. و وقتی به هزینه سوخت های الکترونیکی در مقایسه با هیدروژن نگاه می کنید، برای سوخت های الکترونیکی چندان درخشان به نظر نمی رسد.
پرواز مافوق صوت
در حالی که مشارکت هوانوردی پاک بر روی فناوری‌های هواپیماهای منطقه‌ای و کوتاه و متوسط متمرکز است، استارت‌آپ سوئیسی Destinus به پروازهای فراآتلانتیک و جهانی توجه دارد.
هدف سازنده هواپیما ساخت یک هواپیمای مافوق صوت تا سال 2035 است. در حالی که هواپیماهای مافوق صوت مانند کنکورد انگلیسی-فرانسوی سریعتر از سرعت صوت حرکت می کنند، مافوق صوت به سرعت های بالاتر از 5 ماخ یا پنج برابر سرعت صوت اشاره دارد.
اگر می‌خواهید وسایل نقلیه‌ای بسازید که خیلی سریع پرواز می‌کنند، واقعاً داغ می‌شوند، بنابراین به یک مایع خنک‌کننده نیاز دارید. بارت ون هوو، رئیس مطالعات پیشرفته در Destinus گفت: سوخت‌های برودتی چیزی ایده‌آل برای آن هستند، بنابراین شما هدفی را به سوخت سرد اضافه می‌کنید.
آرشیوهای ناسا نشان می دهد که دانشمندان از دهه 1950 استفاده از هیدروژن را برای دستیابی به سرعت های بالا در نظر گرفته اند و این کار در نهایت در شاتل فضایی مورد استفاده قرار گرفت، اما ساخت هواپیماهای مافوق صوت بزرگ بسیار دشوار به نظر می رسید، زیرا آنها باید صاف و تیز باشند.
با وجود چگالی کم، ون هوو می گوید که هیدروژن می تواند یک سوخت کارآمد در سرعت های بالا باشد . او به Science|Business گفت: «اگر این هواپیماها با سرعت پنج تا شش برابر سرعت صوت پرواز کنند و به اندازه کافی بزرگ باشند، یکباره 20000 کیلومتر به آن سوی جهان می‌روند.»
بر اساس برآوردهای ون هوو، حتی تطبیق یک موتور موجود برای یک هواپیمای مافوق صوت با نیروی هیدروژن در آینده حداقل چندین میلیارد یورو هزینه خواهد داشت. این یک دنیا با کمک مالی خصوصی 100 میلیون یورویی Destinus، به اضافه چند کمک مالی اتحادیه اروپا و دولت اسپانیا فاصله دارد.
پروژه های مشارکتی در سطح اروپا می تواند پاسخگو باشد. Van Hove استدلال می کند که بسیاری از پروژه های موجود اتحادیه اروپا تحت تسلط شرکت های بزرگی هستند که انگیزه کمتری برای نوآوری سریع نسبت به استارت آپ هایی دارند که برای بقای خود می جنگند.
او گفت: «آنچه ما نیاز داریم تأمین مالی پروازهای آزمایشی است که شامل شرکت‌هایی می‌شود که می‌توانند به سرعت پروازها را انجام دهند، نه تنها آن پروژه‌های تحقیق و توسعه بلندمدت که احتمالاً در برخی از صنایع بزرگ در نهایت، زمانی که هیاهو به پایان برسد، دچار رکود خواهند شد».
در همین حال، Destinus یک مرکز آزمایش هیدروژن مایع در سوئیس افتتاح کرده است که همچنین قصد دارد آن را به دانشمندان، دانشگاه ها و مشاغلی که برنامه های کاربردی هیدروژن را توسعه می دهند اجاره دهد.
Destinus یک شرکت دو منظوره است که فروش هواپیماهای بدون سرنشین به اوکراین را به عنوان راهی برای افزایش درآمد و آزمایش فناوری های خود آغاز کرده است. اخیراً چندین گزارش معتبر از اتحادیه اروپا خواسته اند که تحقیق و توسعه با استفاده دوگانه را بپذیرد. ون هوو استدلال می کند که کشورهای عضو در حال حاضر بیش از حد نگران حمایت از صنایع ملی با بودجه دفاعی خود هستند.
“اگر شرکتی اکنون پول مورد نیاز خود را دریافت می کند، احتمالاً نمی خواهد وارد رقابتی شود که به عنوان قرعه کشی در سراسر قاره تلقی می شود، اما من فکر می کنم این دقیقاً همان چیزی است که ما نیاز داریم: شروع رقابت و مقداری نوآوری،.
