Marzenie o samolotach na zieloną energię
24 stycznia 2023
Tym, czym wśród pożeraczy benzyny był Concorde, samolot wszechczasów o ponadczasowo pięknej linii, dla pierwszej generacji zrównoważonego latania może stać się, lecz w nieco skromniejszej formie, elektryczny samolot o nazwie Alice. Jego pierwszy start miał miejsce 27.09.2022 na amerykańskim lotnisku Moses Lake w stanie Waszyngton.
Dziewięciomiejscowa Alice to jedyny jak dotąd samolot pasażerski zaprojektowany do latania wyłącznie na zasilaniu bateryjnym, zbudowany przez założoną w Izraelu firmę Eviation Aircraft, której obecna siedziba znajduje się na północno-zachodnim wybrzeżu Stanów Zjednoczonych. Alice wygląda bardzo atrakcyjnie, ale estetyczny design służy jedynie do optymalizacji jej właściwości lotniczych.
Problemem są baterie
Samolot został pomyślany nie jako typowa tuba ze skrzydłami i usterzeniem w ogonie, lecz bardziej wygląda jak smukły wieloryb z ostro ściętym nosem, który opada na dół, długimi, wąskimi skrzydłami i kadłubem, który jest szeroki w środku i zwęża się ku tyłowi. Kształt kadłuba zapewnia dodatkowy napęd, pomagając unieść w powietrze maszynę z ogromną masą akumulatorów, wynoszącą ponad trzy i pół tony. Dwa silniki elektryczne Magni650, każdy o mocy 634 kW (850 KM), są przymocowane do ogona w kształcie litery T, co powinno umożliwić osiągnięcie prędkości przelotowej 407 km/h.
Problemem elektrycznych samolotów, także Alice, jest niestety to, że ich akumulatory są za duże, za ciężkie i nie zapewniają wystarczającej ilości energii do wydajnych i dłuższych lotów. Po udanym pierwszym locie trwającym zaledwie osiem minut firma ponownie radykalnie zmniejszyła docelowy zasięg – do zaledwie 445 kilometrów zamiast poprzednich 815.
Oznacza to, że samoloty elektryczne na początku mogą być wykorzystywane tylko na niszowych rynkach. Mimo to cieszą się dużym zainteresowaniem: – Czysto elektryczne latanie jest bardzo „sexy”, bo ma bardzo wysoki stopień skuteczności wynoszący 90 procent, jeśli ładuje się akumulatory energią elektryczną z energii wiatrowej – wyjaśnia Björn Nagel, dyrektor Instytutu Architektury Systemów w Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki (DLR) w Hamburgu.
Pierwsze zamówienia
Pierwsze dostawy samolotu Alice zostały zaplanowane już na 2027 rok, „pod warunkiem, że technologia akumulatorów rozwinie się zgodnie z naszymi założeniami”, jak mówi szef Eviation Aircraft, Gregory Davis, a certyfikacja przebiegnie zgodnie z planem. Klientów jest całkiem sporo: Cape Air z północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych z 75 zamówieniami, który był pierwszym nabywcą, firma czarterowa GlobalX Airlines chce 50 samolotów, a Deutsche Post zamówiła ich dwanaście w wersji frachtowej dla DHL.
[podpis pod zdjęciem: Animacja komputerowa Alicji w wersji dla koncernu DHL]
Na liście klientów jest już niemiecka firma pasażerska: Evia Aero, powstająca obecnie „zrównoważona regionalna linia lotnicza” z Bremy, która podpisała list intencyjny w sprawie zakupu 25 samolotów. Pod koniec 2022 roku pierwsza duża pasażerska linia lotnicza Air New Zealand zadeklarowała chęć kupna 23 samolotów. W połowie stycznia tego roku przyszło kolejne zamówienie na 30 samolotów Alice z Meksyku.
Prace nad napędami elektrycznymi do samolotów prowadzone są również na południe od Monachium, w fabryce Airbusa w Ottobrunn, gdzie testowane są różne napędy hybrydowe, na przykład do taksówek powietrznych. W sąsiedzkim Neuperlach, w kampusie Siemensa, Rolls-Royce Electrical również pracuje nad przyszłością zielonego lotnictwa. Stanowisko testowe, na którym stoi prototyp Rolls-Royce'a RRP200D chroniony grubymi stalowymi drzwiami przed wzrokiem ciekawskich, wygląda raczej niepozornie. Ma zapoczątkować największą rewolucję w lotnictwie od czasu wynalezienia silnika odrzutowego w 1937 roku.
Czy nadchodzi rewolucja?
Sam silnik jest niepozorny: metalowy pierścień wielkości koła od wozu z obracającym się wewnątrz czymś w rodzaju pięcioramiennej szpuli. Nie więcej. Jest to wirnik z magnesami i łożyskami. W oczy rzuca się niesamowity minimalizm w porównaniu do monstrualnych i skomplikowanych silników spalinowych, które składają się z około 18 tys. ruchomych części. W elektrycznym silniku lotniczym jest tylko 18 obracających się elementów. To przedsmak rewolucji, na którą liczą w Rolls-Roysie i większości branży lotniczej.
Rzeczywistość wygląda jednak zgoła inaczej. Poszukiwania zrównoważonego, przyjaznego dla środowiska elektrycznego samolotu pasażerskiego nadal są dalekie od praktycznego zastosowania.
– Jesteśmy bardzo pesymistycznie nastawieni do lotów pasażerskich wyłącznie z napędem elektrycznym – mówi Björn Nagel z DLR. W Rolls-Roysie nastroje są dużo bardziej optymistyczne. Być może już w 2026 roku norweskie regionalne linie lotnicze Widerøe wprowadzą do regularnego użytku dziewięciomiejscowy śmigłowiec Tecnam P-Volt z dwoma silnikami elektrycznymi firmy Rolls-Royce.
– Jeśli się powiedzie, silnik będzie tylko lekko warczał – ma nadzieję Stefan Breunig, szef strategii w Rolls-Royce Electrical. W 2019 roku firma przetestowała generator o mocy 2,5 MW, który pewnego dnia mógłby zasilać elektrycznie większe samoloty regionalne z maksymalnie 50 miejscami.
Między sceptycyzmem a optymizmem
Gdyby tylko nie było problemu z pojemnością baterii… Samolot Tecnam P-Volt będzie mógł początkowo na jednym ładowaniu akumulatora przelecieć nieco ponad 150 km, wliczając w to zalecaną 30-minutową rezerwę energii. Może to wystarczyć do obsługi niektórych krótkich tras w Norwegii, ale będzie mało przydatne gdzie indziej.
– Jestem sceptycznie nastawiony wobec wszystkiego, co lata na akumulatorze elektrycznym, ze względu na problem z zasięgiem. To rozwiązanie, jak na razie, stricte niszowe. W najbliższej przyszłości nie zobaczymy też żadnych akumulatorów zdolnych do znacznie większego zagęszczenia energii – mówi Lars Enghardt, kierujący pracami nad elektryfikacją napędów lotniczych w DLR w Cottbus. Oczywiste jest, że istnieje tylko kilka zastosowań dla ograniczonej możliwości napędów czysto elektrycznych w lotnictwie komercyjnym, jak na przykład w Norwegii jako kraju pionierskim. W przypadku dłuższych tras i większych samolotów dominować będą koncepcje hybrydowe.
Nie zniechęca to Grazii Vittadini. Szefowa technologii w Rolls-Roysie, która wcześniej pełniła tę samą funkcję w Airbusie, podkreśla: – Traktujemy latanie elektryczne jak najbardziej poważnie i krok po kroku będziemy znajdować dla niego zastosowanie. Według optymistycznej Włoszki do 2035 roku otwierają się ogromne możliwości: – Do tego czasu zobaczymy samoloty latające w pełni elektrycznie, dla 30 pasażerów, dla nas Norwegia jest absolutnym pionierem w Europie.
Wyścig wokół latania na zieloną energię trwa…