Как авиация пытается стать экологичнее и почему это так сложно

Экологические решения для авиации

Аналитики Национальной лаборатории возобновляемой энергии США отмечают, что первый гибридный электрический 50–70-местный самолет может быть готов во второй половине 2020-х. По их мнению, в 2030-х годах электрическая авиация должна стать общедоступной. Это важно для борьбы с изменением климата. На авиацию приходится около 2,5% глобальных выбросов, а с учетом роста населения Земли к 2050 году этот сектор может производить в 3–5 раз больше углекислого газа, чем сейчас. В электрических самолетах не используются ископаемые виды топлива, поэтому они не производят вредные выбросы.

Почему авиацию так сложно электрифицировать

Самая большая проблема для электрификации самолетов — вес батареи. Если бы вы попытались полностью электрифицировать самолет Boeing-737 и сделать так, чтобы он смог пролететь около часа, пришлось бы убрать всех пассажиров и груз, заполнив все пространство батареями.

Реактивное топливо может вместить примерно в 50 раз больше энергии по сравнению с батареями на единицу массы. Чтобы сократить этот разрыв, нужно либо сделать существующие литий-ионные батареи более легкими, либо разработать кардинально новые. Реалистичная альтернатива — не полностью электрические, а гибридные самолеты.

Что такое гибридные самолеты

Гибридные электрические самолеты похожи на гибридные автомобили: в них тоже используется комбинация аккумуляторов и топлива. Инженерам нужно лишь выбрать, в какие моменты полета использовать батареи. Аэрокосмический инженер и доцент Мичиганского университета Гекчин Чинар отмечает, что электричество выгоднее всего использовать при рулении в аэропорте, взлете и наборе высоты. Это может сэкономить значительное количество топлива и уменьшить выбросы в аэропортах. При этом гибриды все равно будут сжигать топливо во время полета, но в значительно меньшем количестве, чем самолеты, использующие только реактивное топливо.

Как гибридная авиация может работать на региональных рейсах

Гекчин Чинар считает, что гибридизировать крупные самолеты на сотни пассажиров — это сложная задача, с которой отрасль справится не скоро. А вот для небольших самолетов это решение можно будет внедрить уже в ближайшем будущем. По ее мнению, в 2030–2035 годах мировая авиация сосредоточится на гибридных турбовинтовых самолетах — региональных авиалайнерах, которые могут вместить 50–80 пассажиров. Они могут сократить потребление топлива примерно на 10% по сравнению с самолетами на реактивном топливе.

С помощью электрических гибридов авиакомпании смогут более активно использовать маленькие региональные аэропорты. За счет перенаправления траффика будут сокращаться заторы и время простоя больших самолетов на взлетно-посадочной полосе в крупных аэропортах.

Какие еще меры могут сделать авиацию экологичнее

В ближайшие несколько лет будет развиваться направление экологически чистого авиационного топлива. В современных двигателях его можно заливать в обычный топливный бак. Уже используется горючее из кукурузы, масличных семян, водорослей и других жиров. Экологически чистое авиационное топливо может снизить выбросы углекислого газа примерно на 80%, однако его поставки ограничены. Кроме того, использование большего количества биомассы для производства может конкурировать с продовольственной сферой и привести к вырубке лесов. Второй вариант — использование синтетического авиационного топлива, которое предполагает улавливание углерода из воздуха и его соединение с водородом. Но это сложный и дорогостоящий процесс.