1 paveikslas. Elektrinių orlaivių aprėptis privačių reaktyvinių lėktuvų misijų (kiekvienas taškas-3000 skrydžių, naudojant turimus sėdynių kilometrų ir Medijos taškus)
Naudojant ambicingesnį ateities scenarijų, kuris prisiima 500 Wh/kg akumuliatoriaus energijos tankį, atsiranda galimybė padengti 1 214 282 skrydžius-daugiau nei dvigubai didesnį skaičių pagal dabartinę technologiją-ir tai yra 35% mažų ir vidutinių skrydžių.
Dėl to išmetamųjų teršalų kiekis būtų sutaupytas maždaug 2,15 milijono tonų CO2 (12% išmetamųjų teršalų 2023 m.), 6 260 tonų LTO NOx (29%) ir 59,2 tonos LTO PM2.5 (29%). Esant išplėstiniam diapazonui dėl didesnio akumuliatoriaus tankio, ŠESD mažinimo potencialas yra beveik tris kartus didesnis nei tai, ką galima pasiekti naudojant dabartinę 350 WH/kg akumuliatorių technologiją.
Lyginant anglies gyvavimo ciklą tarp reaktyvinio kuro, elektros ir vandenilio varomo orlaivio, paaiškėja, kad yra ribotas galimybė sumažinti ŠESD išmetimą.
Apskaičiuoti CO2 lygiavertis (CO2e) Išmetimas, mes manome, kad nuolatinis 305 g CO išmetimas2E/kWh už tinklo elektros energiją, paimtą iš nurodytos politikos scenarijaus scenarijaus atvejo JAV 2035 m. (TEA World Energy Outlook) ir 29 G Co2E/kWh-atsinaujinanti elektra, darant prielaidą, kad 50–50 kartų padalijama nuo vėjo ir saulės (Bieker, 2021).
Baterijų gamybos išmetamųjų teršalų kiekis yra 48 kg CO2E/kWh iš akumuliatoriaus talpos. Remiantis 920 kWh akumuliatorių dydžiu (9 keleivių orlaiviais) ir 780 kWh (19 keleivių orlaivis) ir darant prielaidą2E už skrydį atitinkamai.
1 lentelėje pateiktas anglies intensyvumas vienam skrydžiui tiek reaktyvinio kuro, tiek orlaivių, varomų akumuliatoriais. Rezultatai rodo, kad kai varoma dabartinės tinklo elektros, orlaivis, maitinamas akumuliatoriais, sukuria 12% daugiau ŠESD išmetimo nei įprastas reaktyvinis kuras.
Priešingai, kai varoma visiškai atsinaujinančios energijos, akumuliatorių varomi orlaiviai sumažina išmetamųjų teršalų kiekį 89%, palyginti su lėktuvais.
1 lentelė. Išmetamieji teršalai už skrydį skirtingų rūšių degalų anglies gyvavimo ciklui
Baterijų varomų orlaivių asortimentas daro įtaką ne tik atskiruose skrydžiuose, bet ir orlaivio veikimo lankstume per visą jo gyvenimą. Norėdami tai toliau ištirti, mes išanalizavome kiekvieno registruoto privataus reaktyvinio lėktuvo skrydžių kojas, veikiančias 2023 m.
Nuo 22 661 unikalių orlaivių registracijų mes nustatėme maksimalų skrydžio atstumą, kurį kiekvienas orlaivis baigė per metus.
Esant 350 Wh/kg energijos tankiui, tik 64 orlaiviai, reprezentuojantys 404 skrydžius, galėtų veikti visiškai įmanomą skrydžio į bateriją diapazoną. Padidėjus energijos tankiui iki 500 WH/kg, padidėja galimybė iki 351 orlaivio ir 9 585 skrydžių. Tai vis dar yra tik 0,01% ir 0,26% visų privačių reaktyvinių skrydžių, atitinkamai atsižvelgiant į dabartinį ir būsimą akumuliatorių tankį.
Realybė yra tokia, kad dauguma privačių reaktyvinių lėktuvų per visą jų gyvenimo trukmę veikia įvairiais atstumais, ir tai kelia iššūkį elektrifikacijai. Be to, kadangi orlaivių, turinčių baterijas, kruizo greitis yra mažesnis nei jų degalų tiekiami kolegos, yra ilgesnis skrydžio laikas, kuris dar labiau sumažina jų konkurencingumą laiko jautrioms kelionėms.
Esant elektrifikavimui, yra ir infrastruktūros iššūkių, įskaitant poreikį oro uostuose kurti didelės galios elektros įkrovimo įrenginius. Be to, ZEP nauda aplinkai labai priklauso nuo elektros šaltinio.
Politikos formuotojams tikslinis mokestis ar apribojimas privatiems purkštukams, maitinamiems iškastinio kuro, galėtų būti pateisinamas, kai bus prieinamos švarios alternatyvos. Tačiau tokia politika būtų veiksmingiausia, jei būtų nustatyta, kad būtų galima įsigyti atsinaujinančią energiją ir įkrovimo infrastruktūrą.
Aišku, mes neturėtume tikėtis, kad elektrifikuoti privatūs reaktyviniai lėktuvai bet kuriuo metu dominuos danguje. Taigi, ką artimiausiu metu galima padaryti apie jų išmetamųjų teršalų kiekį?
Aš matau tris galimybes: (1) greitas tvarios aviacijos degalų, pagamintų iš pažengusio biokuro ar atsinaujinančios energijos („e-kerosenas“), mastas; (2) veiksmai, skirti išvengti nuolatinių kondensacijos takų („kontrailai“), kurie turi stiprų atšilimo poveikį; ir 3) pašalinti privačių lėktuvų išimtis anglies kainų nustatymo metodais, tokiais kaip ES išmetamųjų teršalų prekybos sistema.
Kartu įgyvendinami, tai gali būti daug toliau sprendžiant šią problemą, nei šiandien gali elektriniai orlaiviai.
