מדוע אין לנו מטוסים חשמליים?

מדוע אין לנו מטוסים חשמליים?CC BY-ND

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.

אמנם דלקים ביולוגיים עדיין מייצרים CO₂, אך הם אינם דורשים שינויים משמעותיים במטוסים או בתשתיות שדה תעופה קיימות. מימן, לעומת זאת, דורש תכנון מחודש של תשתיות התדלוק של שדה התעופה ויש לו גם השפעה משמעותית על עיצוב המטוס עצמו.

בעוד שמימן קל מאוד - מימן מכיל פי שלושה יותר אנרגיה לקילוגרם מאשר נפט - הצפיפות שלו נמוכה מאוד, אפילו כאשר היא מאוחסנת כנוזל ב -250 ℃. המשמעות היא שכבר לא ניתן לאחסן דלק באגף אלא צריך להעביר אותו לטנקים כבדים ומגושמים יחסית בתוך גוף המטוס. למרות החסרונות הללו, טיסות למרחקים ארוכים באמצעות דלק מימן יכולות 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.

ספרים קשורים

הוספה: התוכנית המקיפה ביותר שהציעה אי פעם להפוך את ההתחממות הגלובלית

מאת פול הוקן וטום שטייר
9780143130444מול 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
1610919564עם 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
1451697392In 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.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

עקוב אחר InnerSelf ב

אייקון פייסבוקאייקון טוויטרסמל YouTubeאייקון אינסטגרםסמל pintrestאייקון rss

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

הסרטים האחרונים

הגירת האקלים הגדולה החלה
הגירת האקלים הגדולה החלה
by משתמש סופר
משבר האקלים מכריח אלפים ברחבי העולם לברוח מכיוון שבתיהם הופכים יותר ויותר למגורים.
עידן הקרח האחרון מספר לנו מדוע עלינו לדאוג לשינוי בטמפרטורה
עידן הקרח האחרון מספר לנו מדוע עלינו לדאוג לשינוי בטמפרטורה
by אלן נ ויליאמס, et al
הדו"ח האחרון של הפאנל הבין-ממשלתי לשינויי אקלים (IPCC) קובע כי ללא ירידה משמעותית ...
כדור הארץ נשאר מגורים מיליארדי שנים - בדיוק איזה מזל קיבלנו?
כדור הארץ נשאר מגורים מיליארדי שנים - בדיוק איזה מזל קיבלנו?
by טובי טירל
לקח לאבולוציה 3 או 4 מיליארד שנים לייצר הומו ספיינס. אם האקלים היה נכשל לחלוטין פעם אחת בלבד באותו ...
כיצד מיפוי מזג האוויר לפני 12,000 שנה יכול לעזור לחזות שינויי אקלים עתידיים
כיצד מיפוי מזג האוויר לפני 12,000 שנה יכול לעזור לחזות שינויי אקלים עתידיים
by בריס ריי
סוף עידן הקרח האחרון, לפני כ -12,000 שנה, התאפיין בשלב קר אחרון שנקרא Dryas הצעיר יותר ...
הים הכספי אמור ליפול ב -9 מטרים ומעלה במאה הזו
הים הכספי אמור ליפול ב -9 מטרים ומעלה במאה הזו
by פרנק וסלינג 'ומתאו לטואדה
דמיין שאתה נמצא על החוף, משקיף אל הים. לפניך מונח 100 מטרים של חול צחיח שנראה כמו ...
ונוס הייתה עוד פעם כמו כדור הארץ, אך שינויי האקלים הפכו אותה לבלתי ראויה למגורים
ונוס הייתה עוד פעם כמו כדור הארץ, אך שינויי האקלים הפכו אותה לבלתי ראויה למגורים
by ריצ'רד ארנסט
אנו יכולים ללמוד הרבה על שינויי אקלים מוונוס, כוכב אחותנו. לנוגה יש כיום טמפרטורת שטח של ...
חמש אי אמונות באקלים: קורס התרסקות במידע מוטעה באקלים
חמשת אי האמונה באקלים: קורס התרסקות במידע מוטעה באקלים
by ג 'ון קוק
סרטון זה הוא קורס קריסה במידע מוטעה באקלים, המסכם את הטיעונים המרכזיים המשמשים להטלת ספק במציאות ...
הארקטי לא היה כל כך חם במשך 3 מיליון שנה וזה אומר שינויים גדולים עבור הפלנטה
הארקטי לא היה כל כך חם במשך 3 מיליון שנה וזה אומר שינויים גדולים עבור הפלנטה
by ג'ולי בריגהאם-גרט וסטיב פטיש
מדי שנה, כיסוי קרח הים באוקיאנוס הארקטי מצטמצם עד לנקודה נמוכה באמצע ספטמבר. השנה הוא מודד רק 1.44 ...

כתבות אחרונות

אנרגיה ירוקה2 3
ארבע הזדמנויות מימן ירוק למערב התיכון
by כריסטיאן טיי
כדי למנוע משבר אקלים, המערב התיכון, כמו שאר המדינה, יצטרך לשחרר את כלכלתו לחלוטין על ידי...
ug83qrfw
החסם העיקרי לתגובת דרישה צריך להסתיים
by ג'ון מור, על כדור הארץ
אם הרגולטורים הפדרליים יעשו את הדבר הנכון, ייתכן שלקוחות החשמל ברחבי המערב התיכון יוכלו בקרוב להרוויח כסף בזמן...
עצים לשתילה לאקלים2
לשתול עצים אלה כדי לשפר את חיי העיר
by מייק וויליאמס-רייס
מחקר חדש קובע אלונים חיים ושקמים אמריקאים כאלופים בין 17 "עצי סופר" שיעזרו להפוך ערים...
קרקעית הים הצפונית
מדוע עלינו להבין את הגיאולוגיה של קרקעית הים כדי לרתום את הרוחות
by נטשה בארלו, פרופסור חבר לשינוי סביבתי רבעוני, אוניברסיטת לידס
עבור כל מדינה שבורכה בגישה נוחה לים הצפוני הרדוד והסוער, רוח מהחוף תהיה המפתח למפגש רשת...
3 שיעורי אש בשדה קוצים לעיירות יער כאשר דיקסי פייר הורסת את גרינוויל ההיסטורית, קליפורניה
3 שיעורי אש בשדה קוצים לעיירות יער כאשר דיקסי פייר הורסת את גרינוויל ההיסטורית, קליפורניה
by בארט ג'ונסון, פרופסור לאדריכלות נוף, אוניברסיטת אורגון
שריפת שריפה בוערת ביער הרים חם ויבש שטפה את העיר Gold Rush, גרינוויל, קליפורניה, ב -4 באוגוסט,…
סין יכולה לעמוד ביעדי אנרגיה ואקלים המכסים את עוצמת הפחם
סין יכולה לעמוד ביעדי אנרגיה ואקלים המכסים את עוצמת הפחם
by אלווין לין
בפסגת האקלים של המנהיג באפריל, התחייב שי ג'ינפינג כי סין תשלוט בקפדנות בכוח הפחם ...
מים כחולים מוקפים דשא לבן מת
מפה עוקבת אחר 30 שנים של התכה שלג קיצונית ברחבי ארה"ב
by מיקיילה מייס-אריזונה
מפה חדשה של אירועי התכה שלג קיצוניים במהלך 30 השנים האחרונות מבהירה את התהליכים המניעים התכה מהירה.
מטוס משליך מעכב אש אדום על שריפת יער כשכבאים חונים לאורך כביש מביטים למעלה לשמיים הכתומים
המודל חוזה פרץ של 10 שנים של שריפה, ולאחר מכן ירידה הדרגתית
by חנה היקי-יו. וושינגטון
מבט על עתידם לטווח הארוך של שריפות היער מנבא פרץ ראשוני בן כעשור בערך של פעילות מדורות, ...

 קבל את הדוא"ל האחרון

מגזין שבועי השראה יומית

עמדות חדשות - אפשרויות חדשות

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | שוק InnerSelf
זכויות יוצרים © 1985 - פרסומי 2021 InnerSelf. כל הזכויות שמורות.