Elektrofahrzeuge werden immer mehr - fast alle bekannten Autohersteller beschäftigen sich mit der Entwicklung von Fahrzeugen, die mit Elektrizität betrieben werden. Einige Unternehmen erwägen auch die Möglichkeit, Flugzeuge zu entwickeln, die nicht Kerosin für die Luftfahrt, sondern denselben Strom verwenden können. Darüber hinaus gibt es bereits erfolgreiche Beispiele für Entwicklungen - aber bisher ist all dies leider nicht über die Tests hinausgegangen.
Neulich wurden die Ergebnisse einer Studie veröffentlicht, deren Autoren die Praktikabilität von Elektroflugzeugen gründlich untersuchten. Sie versuchten zu verstehen, wann die Massenproduktion neuer Flugzeuge möglich werden würde.
Experten nahmen verschiedene Richtungen als Grundlage der Studie. Das erste ist das Problem einer ausreichenden Batteriekapazität. Sie müssen einen komfortablen Flug gewährleisten und dürfen erst entladen werden, wenn das Gerät am Standort ankommt. Die zweite Frage ist die Wirtschaftlichkeit der Schaffung von Elektroflugzeugen. Der dritte ist die Umweltbelastung.
Wie sich herausstellte, sind fast alle Bereiche komplexer, als es scheint. Zum Beispiel müssen in der dritten Frage viele Dinge untersucht werden. Dies ist die Sicherheit des Prozesses zur Herstellung von Batterien für die Umwelt, die Fähigkeit, "grüne" Energie zum Aufladen von Batterien zu verwenden und vieles mehr.
Was die erste Frage betrifft, haben die besten Li-Ionen-Batterien eine "Dichte" von 250 Wh * pro Kilogramm. Damit das elektrische Flugzeug wirtschaftlich ist, sollte dieser Indikator 3-8 mal höher sein. Wünschenswert - ca. 2000 V * h / kg.
Im Allgemeinen wächst die Batteriekapazität im Verhältnis zu ihrem Gewicht um etwa 3% pro Jahr - wir sprechen über die Entstehung neuer Technologien, die zur Erhöhung der "Dichte" beitragen. Es stellt sich heraus, dass sich diese Zahl alle 25 Jahre verdoppelt. So war es bisher und es ist durchaus möglich, was als nächstes passieren wird. Es besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die Technologie einfach die Entwicklungsgrenze erreicht und sich die Batterien nicht verdoppeln.
Wie dem auch sei, für ein Flugzeug vom Typ Boeing 727 werden Batterien mit einer Gesamtkapazität von 800-1.200 W * h / kg benötigt. Es wird daher notwendig sein, noch einige Jahrzehnte zu warten, bis die Schaffung eines neuen Verkehrstyps möglich wird. Die gute Nachricht ist, dass Elektromotoren effizienter sind als Verbrennungsmotoren.
In Bezug auf die Emissionsreduzierung wird der derzeitige Ersatz konventioneller Flugzeuge durch elektrische Flugzeuge die Emissionen schädlicher Substanzen nicht reduzieren. Wenn die Infrastruktur moderner ist und die Verluste innerhalb des Netzwerks geringer sind, wird das Elektroflugzeug „sauberer“ als normale Liner.
Darüber hinaus wird Ökostrom immer billiger, sodass die Nachfrage nach Ökostrom allmählich steigt. Dementsprechend nimmt die Anzahl verschiedener Arten alternativer Kraftwerke zu, die noch günstigeren Strom liefern. Wenn Sie damit elektrische Flugzeuge aufladen, verringert sich das Emissionsvolumen von Schadstoffen, die zur Erzeugung einer bestimmten Strommenge erforderlich sind, allmählich. Übrigens, wenn wir das Modell der Wirtschaftlichkeit von Elektroflugzeugen nehmen, dann wird es im Moment nur dann rentabel sein, wenn Öl 100 USD pro Barrel kostet.
Wenn Elektroflugzeuge in einer Entfernung von etwa 1100 km fliegen können, können sie auf kommerziellen Flügen eingesetzt werden. In diesem Fall beginnen elektrische Flugzeuge allmählich, herkömmliche zu ersetzen. Infolgedessen wird mit dem Verhältnis von Elektroflugzeugen zu konventionellen 50/50 der Energiebedarf erheblich steigen. Wenn Elektroflugzeuge 2200 km zurücklegen können, können sie ungefähr 80% des weltweiten Luftverkehrs ersetzen. Dementsprechend wird der Strombedarf noch weiter steigen.
Wie dem auch sei, die Schlussfolgerung der Wissenschaftler ist eindeutig - wir müssen etwa 30 Jahre warten, bis der Einsatz von Elektroflugzeugen ein profitables Geschäft für Unternehmen ist. Dementsprechend werden sie schrittweise in die Infrastruktur des Personen- und Warentransports eingeführt.
Nature Energy , 2018. DOI:
10.1038 / s41560-018-0294-x
