أصبحت السيارات الكهربائية الآن أكثر فأكثر - تعمل جميع شركات صناعة السيارات المشهورة تقريبًا في إنشاء سيارات تعمل بالطاقة الكهربائية. بعض الشركات تدرس أيضا إمكانية إنشاء طائرة قادرة على استخدام ليس الكيروسين الطيران ، ولكن كل نفس الكهرباء. علاوة على ذلك ، هناك بالفعل أمثلة ناجحة للتطورات - ولكن لسوء الحظ ، كل هذا لم يتجاوز الاختبارات.
نشر اليوم الآخر نتائج دراسة قام مؤلفوها بدراسة التطبيق العملي للطائرة الكهربائية تمامًا. حاولوا أن يفهموا متى أصبح الإنتاج الضخم للطائرات الجديدة ممكنًا.
اتخذ الخبراء عدة اتجاهات كأساس للدراسة. الأول هو قضية سعة البطارية الكافية. يجب عليهم ضمان رحلة مريحة وعدم تفريغها حتى يصل الجهاز إلى الموقع. السؤال الثاني هو الجدوى الاقتصادية لإنشاء الطائرات الكهربائية. والثالث هو التأثير البيئي.
كما اتضح ، كل المناطق تقريبًا أكثر تعقيدًا مما قد يبدو. على سبيل المثال ، في السؤال الثالث ، يجب دراسة الكثير من الأشياء. هذا هو سلامة عملية إنتاج البطاريات للبيئة ، والقدرة على استخدام الطاقة "الخضراء" لإعادة شحن البطاريات وأكثر من ذلك بكثير.
بالنسبة للسؤال الأول ، فإن أفضل بطاريات Li-ion لها "كثافة" تبلغ 250 Wh * للكيلوغرام الواحد. لكي تكون الطائرة الكهربائية قابلة للحياة اقتصاديًا ، يجب أن يكون هذا المؤشر أعلى من 3-8 مرات. مرغوب فيه - حوالي 2000 فولت * ساعة / كجم.
بشكل عام ، تنمو سعة البطارية بالنسبة إلى وزنها بنحو 3٪ سنويًا - نحن نتحدث عن ظهور تقنيات جديدة تساعد على زيادة "الكثافة". اتضح أن هذا الرقم يتضاعف كل 25 سنة. لقد كان الأمر كذلك حتى الآن ، ومن الممكن تمامًا ما سيحدث بعد ذلك. صحيح ، هناك احتمال أن تصل التكنولوجيا ببساطة إلى الحد الأقصى للتنمية وأن البطاريات لن تتضاعف.
قد يكون الأمر كذلك ، ولكن بالنسبة للطائرات من طراز بوينج 727 ، هناك حاجة إلى بطاريات بطاقة إجمالية تبلغ 800-1200 واط * ساعة / كجم. وبالتالي ، سيتعين علينا الانتظار بضعة عقود أخرى حتى يصبح إنشاء نوع جديد من النقل ممكنًا. والخبر السار هو أن المحركات الكهربائية أكثر كفاءة من محركات الاحتراق الداخلي.
فيما يتعلق بمسألة تخفيض الانبعاثات ، فإن استبدال الطائرات التقليدية من النوع التقليدي حاليًا لن يقلل من انبعاثات المواد الضارة. إذا كانت البنية التحتية أكثر حداثة ، وكانت الخسائر داخل الشبكة أقل ، فستصبح الطائرة الكهربائية "أكثر نظافة" من الخطوط العادية.
علاوة على ذلك ، أصبحت الكهرباء الخضراء أرخص ، وبالتالي فإن الطلب عليها ينمو تدريجياً. وفقًا لذلك ، يتزايد عدد الأنواع المختلفة لمحطات الطاقة البديلة ، والتي توفر كهرباء أرخص. إذا كنت تستخدم لشحن الطائرات الكهربائية ، فإن حجم انبعاثات المواد الضارة اللازمة لتوليد كمية معينة من الكهرباء سوف ينخفض تدريجيا. بالمناسبة ، إذا أخذنا نموذج اقتصاد الطائرات الكهربائية ، فلن يكون في الوقت الحالي مربحًا إلا إذا كلف النفط 100 دولار للبرميل.
إذا كانت الطائرات الكهربائية تستطيع الطيران على بعد حوالي 1100 كم ، فيمكن استخدامها في الرحلات الجوية التجارية. في هذه الحالة ، ستبدأ الطائرات الكهربائية تدريجياً في استبدال الطائرات التقليدية. نتيجة لذلك ، مع نسبة الطائرات الكهربائية إلى 50/50 التقليدية ، سيزداد الطلب على الطاقة بشكل كبير. إذا تمكنت الطائرات الكهربائية من تغطية 2200 كم ، فسيكون بإمكانها استبدال حوالي 80٪ من النقل الجوي العالمي. وفقًا لذلك ، ستزداد الحاجة إلى الكهرباء أعلى من ذلك.
مهما كان الأمر ، فإن استنتاج العلماء لا لبس فيه - علينا أن ننتظر حوالي 30 عامًا حتى يصبح استخدام الطائرات الكهربائية عملاً مربحًا للأعمال التجارية. وفقا لذلك ، سيتم تدريجيا إدخالها في البنية التحتية لنقل الركاب ونقل البضائع.
Nature Energy ، 2018. DOI:
10.1038 / s41560-018-0294-x
