Lennokkaita vaihtoehtoja: Airbus tutkii vetylentokoneiden kykyjä
Ilmailussa jyllää käyttövoimamurros, joka tarkoittaa kilvoittelua eri lentopolttoaineiden kesken. Yksi ratkaisuista voisi olla mahdollisimman kestävästi tuotettu vety.
Ilmailun käyttövoimamurros tarkoittaa uusien lentokerosiinille vaihtoehtoisten mahdollisimman fossiilivapaiden lentopolttoaineiden kehittelyä ja kokeilemista. Yksi eturivin toimijoista on eurooppalainen lentokonevalmistaja Airbus, joka on jo pitkällä vetykokeiluissaan tulevaisuuden matkustajalentokoneiden käyttövoimana.
Eri tavoin tuotettua vetyä
Airbus harkitsee vakavasti vetyä eräänä vaihtoehtona tulevaisuuden lentokoneen käyttövoimaksi. Lionel Cousseins, Airbusin markkina-analyytikko totesi viime vuoden ekologisen lentämisen konferenssissa, että lähitulevaisuudessa vety on vahvasti harkinnassa etenkin raskaan liikennekaluston käyttövoimaksi laivoihin, juniin, linja-autoihin ja kuorma-autoihin.
Yhdeksän yritystä tutkii vetyä kuorma-autojen käyttövoimaksi, polttokennobusseja tutkitaan ja Euroopassa 5 000 dieselveturia täytyy korvata tulevaisuudessa ympäristöystävällisemmillä ratkaisuilla niillä radoilla, joiden sähköistäminen ei tule kysymykseen. Vety on harkinnan arvoinen vaihtoehto vetureihin, joiden valmistajista esimerkiksi Alstom on jo päättänyt valmistaa vetykäyttöisen koeveturin.
Cousseins’n mukaan vedyn tuotantokustannusten arvioidaan alenevan ratkaisevasti lähitulevaisuudessa tuotantomenetelmien kehittyessä. Vetyä voidaan tehdä useilla eri tavoilla, toiset ovat energiatehokkaita ja vähäpäästöisiä, toiset kuluttavat runsaasti energiaa ja tuottavat suuret päästöt.
- Vihreä vety: uusiutuvilla energianlähteillä, kuten aurinko-, tuuli- tai vesivoiman sähköenergian avulla elektrolyysillä tuotettu vety.
- Sininen vety: fossiilisilla polttoaineilla tuotettu vety, jonka CO₂-päästöjä vähennetään hiilen talteenotolla ja varastoinnilla.
- Turkoosi vety: pyrolyysin avulla tuotettu vetyä, jonka sivutuotteena syntyy hiilimustaa.
- Harmaa vety: fossiilisilla polttoaineilla kuten maakaasulla tuotettu vety, joka tuottaa CO₂-päästöjä.
Varastointi haasteellista
Vedyn varastointi on haasteellista, se vaatii noin kaasumaisena 600–800 barin paineen tai nestemäisessä olomuodossa -253 asteen pakkasen. Vedyn energiasisältö massayksikköä kohden on erittäin hyvä, lähes kolminkertainen bensiiniin ja dieselöljyyn verrattuna. Pienen tiheyden takia tilavuuteen suhteutettu energiatiheys on kuitenkin erittäin huono. Siksi vedyn varastoinnissa kaasumaisena on käytettävä erittäin korkeaa painetta; 600–800 baria.
Vetysäiliössä yhdistyy tiivis, teräksestä valmistettu sisäsäiliö ja hiilikuitukomposiitista tehty ulkovaippa, joka kantaa paineen aiheuttamat voimat.
Vaihtoehtoisesti vety voidaan muuttaa nestemäiseen olomuotoon jäähdyttämällä se -253 °C pakkaseen. Nesteytetyn vedyn säilöissä on myös kaksikuorinen rakenne, jossa kuorten välissä on tehokas lämpöeristys. Viime vuonna lentokonevalmistaja Airbusin markkina-analyytikko Lionel Cousseins esitteli ekologisen lentämisen konferenssissa Airbusin vetykäyttöisen lentokoneen suunnitelmia. Airbusin vetykäyttöisen lentokoneen vety on lentokoneen vetysäiliöissä nestemäisessä muodossa -253 °C pakkasessa.
Säiliössä on tehokas lämmöneristys muun muassa tyhjiöeristekerroksen ansiosta. Vetyä voidaan käyttää lentokoneessa kahdella tavalla. Suihkumoottorit voidaan muuntaa suoraan vetykäyttöisiksi tai vaihtoehtoisesti käytetään polttokennoja, jotka kehittävät vedystä sähköä lentokoneen sähkömoottoreihin.
Vetykoneille kaavailtu jo koelentoja
Airbus tutkii eri vaihtoehtoja, joista mielenkiintoisin on helmikuussa 2022 julkistettu vetymoottorin koelento-ohjelma: Nelimoottorisen superjumbon, A380 -lentokoneen runkoon lisätty suihkumoottori, joka toimii nestemäisellä vedyllä. Moottori on CFM International -yhtymän valmistama. CFM on amerikkalaisen GE- (General Electric) ja ranskalaisen Safran Aircraft Engines-yhtymän yhteistyöyritys, jossa kummankin osuus on 50/50 prosenttia.
Vetymoottorilla varustetulla A380-koneella on tarkoitus lentää koelentoja lähivuosina ja kerätä kokemuksia vetykäyttöisestä moottorista erittäin perusteellisen koelento-ohjelman avulla. Airbusin tarkoitus on tuoda markkinoille ensimmäinen vetykäyttöinen matkustajalentokone vuonna 2035, projektin nimi on ZEROe.
