Пока технологи ищут подходы к сокращению глобального углеродного следа и предотвращению худших разрушительных последствий изменения климата, они обращаются к старому другу — водороду. Потенциал водородных топливных элементов для выработки электроэнергии огромен, хотя и не без проблем.
В публикации, опубликованной в Международном журнале устойчивой авиации, группа из Великобритании и Румынии обсуждает конфигурации самолетов с водородными двигателями. Идея замены богатого углеродом реактивного топлива водородом с нулевым содержанием углерода стоит на повестке дня.
Команда сравнила характеристики регионального самолета ATR 72-600, использующего три различные силовые установки: обычное реактивное топливо, прямое сжигание водорода и водородные топливные элементы. Бассам Рахшани и Тони Лесли из Университета Западной Шотландии в Пейсли, Великобритания, и Александру Стэн из Premium Aerotec Ghimbav (Airbus) в Румынии использовали Simulink, вычислительный инструмент, для моделирования и анализа требований к мощности, расхода топлива, эффективности движения, и выбросы.
Результаты показывают, что водородное движение, либо посредством прямого сгорания в реактивном двигателе, либо с использованием топливных элементов, значительно уменьшает массу топлива. В частности, водородные топливные элементы обеспечивают сокращение выбросов на 50%, а прямое сжигание водорода — на 80% по сравнению с традиционным топливом для реактивных двигателей.
Эта эффективность объясняется более высокой плотностью энергии водорода по сравнению с обычным реактивным топливом. Однако исследователи также обнаружили существенный недостаток: увеличенный вес из-за хранения водорода, что отрицательно влияет на общие характеристики самолета.
По оценкам, на долю авиационной промышленности приходится 2–3% мировых выбросов углекислого газа, и к 2050 году этот процент удвоится. Таким образом, сохраняется острая необходимость сделать авиацию более устойчивой. В нынешнем виде ответом могут быть водородные двигатели, наряду с электрическими двигателями , но необходимы новые технологии, чтобы решить проблему увеличения веса при хранении и достичь почти нулевых выбросов углекислого газа от самолетов.
Переход на самолеты с водородными двигателями имеет и другие проблемы: меньшая дальность полета при нынешних технологиях, меньшая пассажировместимость, более высокие эксплуатационные расходы и необходимость в новой инфраструктуре дозаправки. Также следует учитывать вопросы безопасности.
Тем не менее, компании рассматривают возможность модернизации своих самолетов. Вполне возможно, что разработка новых систем хранения может решить некоторые из этих проблем.
