Kiedy w электросамолетах pojawi się sens?

Obecnie świat stara się przytrzymać węglowe emisji od szybkiego wzrostu. Ale w celu osiągnięcia długoterminowych celów, które postawiliśmy w celu stabilizacji klimatu, musimy zrobić o wiele więcej, niż pozyskać jakiś odnawialnych źródeł energii. Utrzymanie planety od ocieplenia do 2 stopni powyżej доиндустриального poziomu oznacza poważne czyszczenie od węgla używanego przez nas energii. I to znaczy, że nie tylko muszą być całkowicie niezależne od węgla w produkcji energii elektrycznej, ale i zacząć korzystać z tych czyste elektrony, aby zapewnić naszych potrzeb ogrzewania i transportu publicznego.

Jeśli chodzi o samochody i autobusy, ten proces już się rozpoczął. Ale jest jeden w zależności od wagi sposób transportu, gdzie akumulatora nam nie pomogą: podróże lotnicze. Stosunkowo niska gęstość baterii oznacza, że konieczna jest wiele takich, aby zasilane samolot. Z tego powodu wiele osób decyduje się, że musimy biopaliwa dla czystych powietrznych lotów. Jednak istnieją firmy, które planują rozwijać elektryczne pasażerskie samoloty.

Kto ma rację? Aby się tego dowiedzieć, międzynarodowa grupa inżynierów produkował ocenę tego, czy elektryczne samoloty na bateriach latać i stać się ekonomicznie opłacalne.

Elektryczne samoloty: w czym problem?

Naukowcy zwrócili się do szeregu problemów związanych. Po pierwsze, czy baterie osiągnąć gęstości energii, wystarczającej do tego, aby można je było użyć do podróży lotniczych. Po drugie, czy będą wydajne. Ponadto, został rozpatrzony i pytanie, czy samoloty na baterie pomóc nam osiągnąć nasze cele w zakresie emisji spalin.

Większość z tych problemów jest trudniejsze, niż się wydaje. Na przykład, samoloty nie tylko pogarszają proces ocieplenia wskutek emisji dwutlenku węgla; ich ślady również tworzą wysokie chmury, które mają изолирующим efektem. Ponadto, stopień, z którego baterii może pomóc nam pozbyć się emisji, jest bezpośrednio związana z ilością energii odnawialnej, dostępnej dla ich ładowania.

Skala problemu, zresztą łatwo zrozumieć. Najlepsze akumulatory litowo-jonowe mają obecnie gęstość energii 250 wat-godzin na kilogram. Zakłada się, że do pracy samolotu na bateriach zajmie nam co najmniej trzy, a może i osiem razy więcej gęstości (2000 wh/kg). Pojemność baterii zwiększa się o 3% rocznie. Czyli podwaja się mniej więcej przez 25 lat. Ten postęp nieco przyspieszył w ostatnim czasie, ale nawet jeśli założymy szybszy postęp, musimy czekać do połowy stulecia, zanim baterie staną się takimi, jak my od nich chcemy.

Zresztą, nie jest jasne, jak chemia doprowadzi nas do takich akumulatorów. Istnieją konstrukcje litowo-powietrznych i akumulator litowo-siarkowych akumulatorów o wysokiej gęstości energetycznej, ale mogą wyczerpać się wystarczająco szybko, aby karmić się intensywny wzrost.

W ogóle, autorzy postanowili modelować baterię na 800 wh/kg, która jest minimum, które jest niezbędne do samolotu wielkości 727. Jednak jako optymistyczne prognozy przeglądali także 1200 wh/kg opcja. Pierwsza bateria oznacza, że ciężar, który wznosi się bateriami prawie dwa razy więcej, niż w przypadku benzyny. Jednak to w połączeniu z faktem, że silniki elektryczne są bardziej wydajne niż silniki spalania. Ponadto, baterie mogą również zasilać pokładowe systemy, upraszczając konstrukcję samolotu.

Skróci czy to emisji dwutlenku węgla?

Zakładając, że te elektryczne samoloty uda się zbudować, zmniejszyć czy są emisje w rzeczywistości? Obecnie – nie. Biorąc pod uwagę średni poziom emisji związany z energią, takich jak, sieci energetycznej USA, emisje związane z energią elektryczną samolotu (w tym straty podczas biegu), będą o około 20% wyższa, niż emisje, produkowane przez nowoczesne, skuteczne lotnią. To nie znaczy, że będą one całkowicie bezużyteczne z punktu widzenia klimatu, nie. Jak tylko dodatkowe efekty na ocieplenie będą brane pod uwagę электросамолеты wyjdą do przodu o około 30%.

A jednak, przyszłe rozważania wszystko dość szybko się komplikują. Oczekuje się, że cena na odnawialne źródła energii będzie nadal spadać, co sprawi, że odnawialne źródła energii większą częścią systemu energetycznego i doprowadzi do zmniejszenia emisji. Autorzy badania oceniają, że zdecydowana większość ładowania będzie się działo w ciągu dnia – kiedy jest światło słoneczne. Jeśli przyjąć, że przyszłość produkcji energii słonecznej doprowadzi do rabatu na korzystanie z energii elektrycznej w ciągu dnia, to może pomóc gospodarce elektrycznych samolotów; obecnie są one ekonomicznie opłacalne tylko przy cenie paliwa około 100 dolarów za baryłkę.

To, jak to wszystko wpłynie na lot samolotem, zależy od pojemności przyszłych baterii. Według szacunków autorów, skuteczny zasięg 1100 km pozwoli prądem samolotów pokrywać 15% ogólnej liczby powietrznych świat (i jego zużycie paliwa) i prawie połowę ogólnej liczby lotów. To zwiększy całkowity popyt na energię elektryczną na jeden procent na całym świecie, choć wpłynie w większości krajów uprzemysłowionych. Zwiększenie zasięgu do 2200 kilometrów pozwoliło by zapewnić 80% globalnych lotów wyłącznie elektrycznymi samolotami.

Tak więc, w sumie, technologia jest na skraju rentowności i może ograniczyć ocieplenie spowodowane przezprzestronne transportem. Jednak bardzo ważne jest, że obie te sytuacje będą się poprawiać, ponieważ energia odnawialna oddaje większą część produkującego rynku. Niestety, jedyne, co powstrzymuje rozwój tej technologii, ponieważ baterie są po prostu nie mają wymaganej pojemności.

Być Może odbędzie się już 30 lat zanim zobaczymy samoloty pozbawione ryk silników odrzutowych.

Będziesz czekać? Powiedz w naszej