Водородные самолеты официально признаны читателями нашим одиннадцатым прорывом 2023 года по итогам открытого голосования! Это огромная честь для всей индустрии.
Кстати, если вы еще не видели полный список прорывных технологий этого года, обязательно ознакомьтесь с ним здесь.
Именно сейчас, когда эта технология получила народное признание, стартап Universal Hydrogen планирует свой тестовый полет уже завтра. Если все пройдет по плану, это будет крупнейший самолет, поднявшийся в воздух на водородных топливных элементах.
Поэтому на этой неделе мы подробно рассмотрим, чем занимается Universal Hydrogen, почему их генеральный директор хочет создать своего рода «капсулы Неспрессо» для авиации, и что ждет водородные самолеты в ближайшем будущем.
Авиация отвечает примерно за 3% мировых выбросов парниковых газов, и этот сектор продолжает расти. Подавляющее большинство современных самолетов работают на керосине — ископаемом топливе, которое при сжигании в двигателях выделяет существенное количество выбросов. Заменить этот тип авиационного топлива крайне сложно, поскольку оно обеспечивает высокую плотность энергии при минимальном весе.
Существует несколько путей к декарбонизации полетов. Батареи могут подойти для коротких рейсов на небольших самолетах. Другим вариантом является использование экологически чистого авиационного топлива (SAF) — оно может применяться в существующих самолетах, но его запасы могут быть ограничены, а стоимость высока. Подробнее о возможных путях можно прочитать в одном из недавних выпусков нашего издания.
Однако сейчас сосредоточимся на водороде. Исследования по использованию водорода в качестве топлива для самолетов ведутся еще с 1950-х годов. Интерес к этой теме вновь вспыхнул на фоне обострения климатических проблем, которые требуют отказа от ископаемого топлива.
Водород сейчас переживает настоящий бум. Увеличение мощностей возобновляемой энергетики делает «зеленый» водород — полученный с использованием возобновляемой электроэнергии — более доступным и дешевым. Кроме того, в Европе и США вводятся новые субсидии в поддержку водородных технологий.
Одновременно с этим наблюдается значительный прогресс в разработке водородных самолетов за последние годы. Стартап ZeroAvia уже проводит испытательные полеты небольших самолетов, частично работающих на водородных топливных элементах. Airbus также запустил собственную программу по тестированию водородных двигателей внутреннего сгорания.
И вот на этой неделе к гонке присоединяется Universal Hydrogen. Компания планирует тестовый полет своего самолета Dash 8-300 — региональной машины вместимостью более 40 пассажиров.
Основная цель — протестировать силовую установку. Она использует водородные топливные элементы, которые преобразуют водород и кислород в водяной пар, генерируя электричество для питания самолета.
Как поясняет генеральный директор и соучредитель Universal Hydrogen Пол Эремеко, самолет совершит полет, при котором одна сторона будет оснащена водородными топливными элементами, а другая продолжит использовать традиционный реактивный двигатель. Это стандартный подход при испытании новых систем в реальных условиях полета.
Даже при успешном испытании впереди долгий путь, прежде чем пассажиры или грузы окажутся на борту водородного самолета. Проблема в том, что вокруг самолетов существует огромная инфраструктура, и полный переход на водородное топливо может потребовать пересмотра многих ее элементов.
Возьмем, к примеру, заправку. Коммерческие аэропорты имеют отлаженную сеть для снабжения самолетов топливом. Керосин доставляется на место, как правило, грузовиками или по трубопроводам к центральной системе. Затем грузовики развозят его к самолетам на гейтах.
Эремеко отмечает, что эта система не будет оптимальной для водорода. Трубопроводы для водорода склонны к утечкам, а поддержание водорода в жидком состоянии требует криогенного охлаждения, что часто приводит к значительным потерям при переливании из одной емкости в другую.
Решение, которое видит Эремеко, напоминает один из моих любимых предметов быта: кофемашину Nespresso. Universal Hydrogen планирует создавать и использовать герметичные модули (капсулы), заполненные водородным топливом. Их можно будет легко загружать и выгружать из самолетов, исключая необходимость перекачки водорода между разными резервуарами.
На этой неделе тестовый полет не будет использовать эти капсулы, поскольку фокус сосредоточен на работе силовой установки. Dash 8-300 будет заправлен водородом из стационарных баков перед вылетом. Однако в будущих тестах система с капсулами будет проверена в воздухе, как сообщает Эремеко.
В долгосрочной перспективе Universal Hydrogen стремится создать комплексное решение для всех водородных самолетов, которые, по их прогнозам, начнут летать в ближайшие годы.
Кстати, для размещения этих топливных капсул на борту, по словам Эремеко, самолетам, возможно, придется стать немного длиннее. Другие эксперты считают, что форма самолетов, использующих водород, может измениться кардинально.
Эремеко убежден, что декарбонизация авиационной отрасли «абсолютно достижима». Проблема в том, что отрасли пора перестать делать постепенные шаги и решительно перейти к водороду.
Universal Hydrogen планирует запустить коммерческие рейсы к 2025 году, начав с небольших региональных маршрутов. В дальнейшем более крупные разработчики самолетов смогут интегрировать отсеки для водородных капсул в свои будущие конструкции, и такие лайнеры могут выйти на линию уже к середине 2030-х годов.
Еще кое-что
Пищевые отходы одних могут стать сокровищем для других.
Компании активно строят реакторы анаэробного сбраживания — это реакторы, где микробы разлагают органические материалы. По сути, это та же технология, что используется на станциях очистки сточных вод, но сейчас растет движение за применение анаэробного сбраживания для снижения выбросов метана от сельскохозяйственных и пищевых отходов. Подробности о том, как это работает и как может помочь климату, читайте в полной статье.
Следим за климатическими новостями
Автопроизводители оценивают, насколько быстро им следует переходить на электромобили, учитывая растущее давление по декарбонизации и реалистичные потребительские предпочтения. (Wall Street Journal)
→ Toyota остается среди компаний, делающих ставку на гибридные автомобили в ближайшей перспективе. О гибридной стратегии компании я писал в декабрьском материале. (MIT Technology Review)
Интерес к строительству ветровых и солнечных электростанций огромен. Однако в некоторых регионах США разработчики могут столкнуться с четырехлетним ожиданием разрешения на подключение к электросети. (New York Times)
Тепловые насосы опровергают скептиков, набирая популярность в Мэне — одном из самых холодных штатов США. (Grist)
→ Вам интересно, как эта технология обогревает и охлаждает дома? У меня есть для вас объяснение. (MIT Technology Review)
Создавать рыбу, не используя рыбу, — это очень сложно. Проблема не во вкусе, а в текстуре. Но новые разработки могут значительно улучшить ваш веганский суши-опыт. (Scientific American)
ЕС вводит новые правила для упаковки, стремясь сократить пластиковые отходы. Эти меры принимаются в преддверии саммита ООН по проблеме пластикового загрязнения, запланированного на май. (Bloomberg)
Больше финансирования на переработку аккумуляторов. Министерство энергетики США предоставило кредит в размере 375 миллионов долларов компании Li-Cycle на развитие ее предприятия в Рочестере, штат Нью-Йорк. (Canary Media)
→ Переработка литий-ионных аккумуляторов входит в список 10 прорывных технологий этого года. (MIT Technology Review)
Использование тепла из земных недр может помочь извлекать углеродные загрязнения из атмосферы. Геотермальная энергия плюс улавливание углерода = польза для планеты? (Washington Post)
Помните стартап, который экспериментировал с геоинженерией в Мексике? Взгляните на их попытки запустить очередной воздушный шар. (Time)
→ Мой коллега Джеймс Темпл первым сообщил о первом подобном выходе этой группы в декабре. (MIT Technology Review)
