Da li će avioni budućnosti leteti na vodonik?

Kao što znate, ceo svet je zabrinut zbog problema globalnog zagrevanja koji je povezan sa nedavnim prevelikim emisijama gasova – CO₂, CH₄, N₂O i O₃.

S tim u vezi, prema programu britanske vlade Jet Zero, avioindustrija Velike Britanije se obavezala da će postići „apsolutno nultu“ emisiju ugljen-dioksida do 2040. godine.

EU i SAD nameravaju da dostignu ovaj nivo do 2050. godine. Za ostvarivanje ovakvih ambicija biće potrebna alternativa klasičnom avionskom gorivu.

SAF kao prelazno rešenje do prelaska na eko-gorivo

Ekološki prihvatljivo avionsko gorivo (SAF, poznat i kao biokerozin), je delimičan izlaz. Ovo gorivo je napravljeno od biomase ili recikliranog ugljenika a ne od minerala. U pitanju je modifikovana verzija goriva Jet A i Jet A-1.

Avio-kompanije ga već koriste u kombinaciji sa tradicionalnim mlaznim gorivom. Sada se isporučuje na savremene velike aerodrome ne preko postojećih vodova za gorivo, već u rezervoarima.

Međutim, SAF je a priori skup i može se proizvoditi samo u ograničenim količinama. Stoga, operateri, prateći proizvođače, pokazuju značajno interesovanje za energetski intenzivan vodonik, čije sagorevanje ne proizvodi CO₂.

Tehnološke poteškoće

Vodonik je pogodan za industrijsku upotrebu u tečnom stanju, a to zahteva hlađenje do -253 °C. Rukovanje takvom supstancom je veoma složen tehnički zadatak. Zbog toga svi kontejneri i cevovodi moraju biti pažljivo i efikasno izolovani.

Međutim, francuski Air Liquide je pionir po ovom pitanju. Kompanija već pola veka proizvodi kriogeni vodonik za lansirne rakete Ariane Evropske svemirske agencije, kao i za automobile i druge industrijske potrebe u količinama većim od milion tona godišnje.

Air Liquide je deo konzorcijuma H2Fly, koji je ovog leta uspešno testirao letelicu sa pogonom na tečni vodonik. Ovo je bila dobra prilika za osoblje kompanije da testira sisteme za punjenje. Eksperiment je pokazao da u ovom delu operativnog lanca praktično nema ograničavajućih faktora, a ako se pojave, mogu se eliminisati.

Međutim sam objekat za skladištenje, distribuciju i dopunu gasa neće biti jeftin za aerodrom. Konsultantska kuća Bain & Company procenjuje da bi mogao da košta i do milijardu dolara.

Čini se da je rešenje pronađeno

S tim u vezi, kompanija Universal Hydrogen je izjavila da ima znanje i rešenje kako smanjiti cenu koncepta. Sipanje goriva se vrši van aerodroma, kod proizvođača gasnog kondenzata.

Izmišljeni su specijalni moduli-rezervoari za tečni vodonik, koji se isporučuju iz preduzeća na aerodrom. Modul je instaliran na standardnom mestu u avionu i povezan sa motorom. Dakle, nema potrebe za cevima, crevima i pumpama.

Tečni vodonik se čuva u modulu 4 dana. Par takvih proizvoda sadrži 360 kg vodonika, što obezbeđuje 805 km leta plus rezervu od 45 minuta leta.

Universal Hydrogen se dobrovoljno prijavio da konvertuje avion na kratkim relacijama, gde će se mehanička energija iz sagorevanja vodonika pretvoriti u električnu energiju za okretanje propelera. Prema planu, probni letovi počeće sledeće godine. Tehnički direktor kompanije, Mark Kazin, pojašnjava:

“Naša ideja je dobra jer nema potrebe za preopremanjem postojeće šeme za dopunu goriva, koju avio-kompanije u svakom slučaju treba da sačuvaju za ostatak svog segmenta flote. Očigledno, vodonik je pogodan samo za regionalne letove. Za letove na velike udaljenosti, redovno gorivo za mlazne avione je neophodno.”

Nepremostiva prepreka

Postoji još jedno usko grlo, o kome se već neko vreme sve više govori u vezi sa vodoničnom alternativom. Hajde da objasnimo jednostavnim primerom.

Radnim danima, 1.300 aviona poleće i sleće na londonski Hitrou, što podrazumeva dnevnu potrošnju od oko 20 miliona litara goriva (polovina ukupnih potreba za mlaznim gorivom u Velikoj Britaniji).

Da bi se obezbedio ovaj kontinuirani proces, kerozin se snabdeva aerodromskom infrastrukturom preko cevovoda za gorivo direktno iz rafinerije, a zatim se skladišti u rezervoarima na dve baze.

Paradoks situacije je da se uprava aerodroma, kao njen upravnik, ne bavi pitanjima snabdevanja avionskim gorivom, već je to u nadležnosti avio-kompanija i partnera – dobavljača kerozina.

Ipak, potrebno je razmisliti o rasporedu skladišta, dodeliti prostor za skladištenje, uspostaviti komunikacije, voditi računa o sistemima i sredstvima zaštite, itd. Za to je odgovoran menadžment aerodroma.

To jest, govorimo o ispunjavanju glavnog funkcionalnog zadatka: obezbeđivanju dovoljnog protoka uz garantovanu operativnu stabilnost. Dakle, bezbedno i redovno snabdevanje gorivom za gigantske aerodrome u svetu danas predstavlja ozbiljan problem, jer potrošnja goriva na terminalu ne može da raste beskonačno. I takav trend se primećuje.

Zaključak i prognoza

Generalno, još nije jasno da li će vodonik zameniti kerozin u budućnosti avijacije. Avioni na vodonik su u ranoj fazi razvoja. Za razliku od sadašnjeg aviona, čije je gorivo sakriveno u avionima, u avionu na vodonik on će se nalaziti u trupu, što će smanjiti korisni prostor.

Konačno, ostaje otvoreno pitanje da li će se proizvesti dovoljno zelenog vodonika da bi se zadovoljila potražnja.

Menadžer za planiranje i razvoj aerodroma u konsultantskoj kompaniji Landrum and Brown, Prakaš Dikšit, rezimira:

“Ne mogu da kažem kojim će energetskim pravcem krenuti avio industrija u bliskoj, doglednoj budućnosti. Verujem da svi shvataju da je „neto nula“ ono čemu treba da težimo. Kako ćemo to ekonomski postići trenutno je misterija. Što se tiče aviona na vodoničko gorivo, u narednoj deceniji bi mogli da se održe demonstracioni letovi. Međutim, potpuno uvođenje vodoničnih tehnologija izgleda daleko i nije sasvim izvesno.”