מכוניות חשמליות, רכבות, חשמליות וסירות כבר קיימות. זה מוביל באופן הגיוני לשאלה: מדוע איננו רואים מטוסים חשמליים גדולים? והאם נראה אותם בקרוב?
מדוע יש לנו מכוניות חשמליות ורכבות, אך מעט מטוסים חשמליים? הסיבה העיקרית היא שהרבה יותר פשוט לשנות באופן קיצוני מכונית או רכבת, גם אם הם נראים דומים מאוד לרכבי דלק מאובנים מסורתיים מבחוץ.
כלי רכב יבשתיים יכולים להתמודד בקלות עם המסה הנוספת ממחסני חשמל או מערכות הנעה חשמלית, אך מטוסים רגישים בהרבה.
למשל, הגדלת מסת המכונית ב- 35% מביאה לעלייה בשימוש באנרגיה של 13-20%. אבל עבור מטוס, השימוש באנרגיה הוא ביחס ישר למסה: הגדלת המסה שלו ב- 35% פירושה שהוא זקוק ל- 35% יותר אנרגיה (כל שאר הדברים שווים).
אבל זה רק חלק מהסיפור. כלי טיס נוסעים גם הרבה יותר מכלי רכב קרקעיים, מה שאומר שטיסה דורשת אנרגיה רבה בהרבה מנסיעה בכביש ממוצע. על המטוסים לאחסן את כל האנרגיה הדרושה בכדי להזיז את המסה שלה בכל טיסה (בשונה מרכבת המחוברת לרשת חשמל). השימוש במקור אנרגיה כבד פירושו אפוא יותר אנרגיה הדרושה לטיסה, מה שמוביל למסה נוספת וכדומה.
מבחינת מטוס, המונית היא מכרעת, וזו הסיבה ששווי התעופה שוקלים בחופשיות מזוודות. מטוסים חשמליים זקוקים לסוללות עם מספיק אנרגיה לקילוגרם של סוללה, או שהעונש המוני פירושו שהם פשוט לא יכולים לטוס למרחקים ארוכים.
מטוסים לטווח קצר
למרות זאת מטוסים חשמליים באופק - אך בקרוב לא תראו 747s חשמליים.
חבילות סוללות הליתיום-יון הזמינות הטובות ביותר כיום מספקות כ- 200 ואט שעות (וואט) לקילוגרם, בערך פי 60 פחות מדלק המטוסים הנוכחי. סוללה מסוג זה יכולה להניע מוניות אוויר חשמליות קטנות עם עד ארבעה נוסעים במרחק של כ 100km. לטיולים ארוכים יותר, יש צורך בתאים צפופים יותר באנרגיה.
למשל, מטוסי נוסעים חשמליים לטווח קצר המובילים עד 30 אנשים בפחות מ- 800 ק"מ, למשל, דורשים באופן ספציפי בין 750 ל- 2,000Wh / kg, שהם כ- 6-17% מתכולת האנרגיה מבוססת נפט מבוססי נפט. אפילו מטוסים גדולים יותר דורשים סוללות קלות יותר ויותר. לדוגמה, מטוס הנושא נוסעי 140 לאורך 1,500km צורך כ 30kg נפט לכל נוסע. עם טכנולוגיית הסוללה הנוכחית, יש צורך כמעט בסוללות של 1,000kg לנוסע.
כדי להפוך מטוסי נוסעים אזוריים לחשמליים לחלוטין דורש הפחתה של ארבע עד עשרה במשקל הסוללה. קצב השיפור ההיסטורי לטווח הארוך באנרגיית הסוללה נע סביב 3-4% בשנה, והכפיל את עצמו בערך כל שני עשורים. בהתבסס על המשך של מגמה היסטורית זו, ניתן היה להגיע לשיפור פי ארבע הדרוש למטוס נוסעים חשמלי לחלוטין סביב אמצע המאה.
אמנם זה אולי נראה כהמתנה ארוכה להפליא, אך הדבר תואם את טווח הזמן המשתנה בתעשיית התעופה הן עבור מחזורי החיים של התשתית והן עבור מחזורי התכנון. מטוס חדש לוקח בערך 5-10 שנים לעיצוב, ואז יישאר בשירות במשך שניים עד שלושה עשורים. חלק מהמטוסים עדיין טסים 50 שנים לאחר טיסתם הראשונה.
הנה באים הכלאיים
האם המשמעות היא שטיסה למרחקים ארוכים תסתמך תמיד על דלקים מאובנים? לא בהכרח.
בעוד שמטוסים גדולים חשמליים לחלוטין דורשים שינוי גדול, אך עדיין יש להמציא באחסון אנרגיה, ישנן דרכים אחרות להפחית את ההשפעה הסביבתית של טיסה.
מטוסים היברידיים-חשמליים משלבים דלקים עם הנעה חשמלית. סוג מטוסים זה כולל תכנון ללא סוללות, כאשר מערכת ההנעה החשמלית משמשת לשיפור יעילות הדחיפה, והפחתת כמות הדלק הדרושה.
מטוסים חשמליים היברידיים עם סוללות נמצאים גם הם בפיתוח, כאשר הסוללות עשויות לספק כוח נוסף בנסיבות ספציפיות. לאחר מכן, למשל, יכולות סוללות לספק המראה ונחיתה נקיים כדי להפחית את הפליטות בסמוך לשדות תעופה.
מטוסים חשמליים הם גם לא הדרך היחידה להפחית את טביעת הרגל הפחמית הישירה של טיסה. דלקים אלטרנטיביים, כמו דלק ביולוגי ומימן, נחקרים גם הם.
דלקים ביולוגיים, שהם דלקים שמקורם צמחים או אצות, שימשו לראשונה בטיסה מסחרית ב- 2008 ו- מספר חברות תעופה ביצעו ניסויים איתם. אמנם לא אומץ באופן נרחב, אך כיום מחקרים משמעותיים בודקים דלקים ביולוגיים בת קיימא שאינם משפיעים על מקורות מים מתוקים או על ייצור מזון.
בעוד שדלקים ביולוגיים עדיין מייצרים CO?, הם אינם דורשים שינויים משמעותיים במטוסים קיימים או בתשתית נמל התעופה. מימן, לעומת זאת, דורש תכנון מחדש מלא של תשתית התדלוק של שדה התעופה ויש לו גם השפעה משמעותית על תכנון המטוס עצמו.
בעוד שמימן קל מאוד - מימן מכיל פי שלושה יותר אנרגיה לקילוגרם מאשר נפט - צפיפותו נמוכה מאוד, גם כאשר הוא מאוחסן כנוזל ב-250?. המשמעות היא שלא ניתן יותר לאחסן דלק בכנף אלא צריך להעביר אותו למיכלים כבדים ומסורבלים יחסית בתוך גוף המטוס. למרות החסרונות הללו, טיסות למרחקים ארוכים עשויים לצרוך עד 12% פחות אנרגיה מאשר נפט.
על המחבר
דריס ורסטייט, מרצה בכיר לתכנון והנעה וחלל, אוניברסיטת סידני
מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.
סרטון: מטוסים עתידיים - סרט תיעודי של נאס"א
{vembed Y = Y1gAusOW-RU}
ספרים קשורים
הוספה: התוכנית המקיפה ביותר שהציעה אי פעם להפוך את ההתחממות הגלובלית
מאת פול הוקן וטום שטייר
מול פחד ואדישות נרחבים, קואליציה בינלאומית של חוקרים, אנשי מקצוע ומדענים התאגדה כדי להציע מערך של פתרונות מציאותיים ונועזים לשינויי אקלים. מאה טכניקות ושיטות מתוארות כאן-כמה ידוע; כמה שמעולם לא שמעת עליהם. הם נעים מאנרגיה נקייה לחינוך בנות במדינות בעלות הכנסה נמוכה וכלה בפרקטיקות בשימוש בקרקע ששולפות פחמן מהאוויר. הפתרונות קיימים, הם קיימא מבחינה כלכלית, וקהילות ברחבי העולם מיישמות אותם כיום במיומנות ובנחישות. זמין באמזון
עיצוב פתרונות אקלים: מדריך מדיניות אנרגיה מעוטת פחמן
מאת האל הארווי, רובי אורוויס, ג'פרי רסמן
עם ההשפעות של שינויי האקלים כבר עלינו, הצורך לקצץ בפליטת גזי חממה עולמיים הוא לא פחות דחוף. זה אתגר מרתיע, אך הטכנולוגיות והאסטרטגיות לעמידה בו קיימות כיום. קבוצה קטנה של מדיניות אנרגיה, שתוכננה ומיושמת היטב, יכולה להכניס אותנו לנתיב לעתיד נמוך בפחמן. מערכות אנרגיה הן גדולות ומורכבות, ולכן מדיניות האנרגיה חייבת להיות ממוקדת וחסכונית. גישות המתאימות לכל אחד פשוט לא יעשו את העבודה. קובעי המדיניות זקוקים למשאב ברור ומקיף המתאר את מדיניות האנרגיה שתשפיע בצורה הגדולה ביותר על עתידנו באקלים, ומתאר כיצד לתכנן היטב מדיניות זו. זמין באמזון
זה משנה את הכל: קפיטליזם מול האקלים
מאת נעמי קליין
In זה משנה הכל נעמי קליין טוענת כי שינויי אקלים אינם סתם נושא נוסף שמוגש בצורה מסודרת בין מיסים לטיפול בבריאות. זו אזעקה שקוראת לנו לתקן מערכת כלכלית שכבר כושלת אותנו במובנים רבים. קליין בונה בקפדנות את המקרה לכך שהפחתה מאסיבית של פליטת החממה שלנו היא הסיכוי הטוב ביותר שלנו בו זמנית לצמצם את אי השוויון הפעור, לדמיין מחדש את הדמוקרטיות השבורות שלנו ולבנות מחדש את הכלכלות המקומיות המרוויחות שלנו. היא חושפת את הייאוש האידיאולוגי של מכחישי שינויי האקלים, את האשליות המשיחיות של אנשי ההנדסה הגיאולוגית, ואת התבוסתנות הטראגית של יותר מדי יוזמות ירוקות-מיינסטרימיות. והיא מדגימה בדיוק מדוע השוק לא - ולא יכול - לתקן את משבר האקלים, אלא במקום זאת יחמיר את המצב, עם שיטות מיצוי קיצוניות ופוגעות יותר ויותר מבחינה אקולוגית, המלוות בקפיטליזם אסון. זמין באמזון
מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.
