В 2018 (доковидном) году на долю авиации приходилось 2,4 % мирового уровня выбросов углекислого газа. По оценкам экспертов, к 2050-му этот показатель увеличится более чем вдвое. Очевидно, перелеты, ставшие неотъемлемой частью нашей жизни, оказывают колоссальное негативное влияние на состояние окружающей среды. Но возможна ли авиация без СО2? На этот вопрос пытаются найти ответ многие авиапроизводители, и в их числе — Airbus.
ZEROe — будущее без СО2
В конце прошлого года французский авиапромышленный концерн Airbus представил свое видение авиации без выбросов СО2 и презентовал три концепта под общим названием ZEROe. Дословно оно расшифровывается «нулевой уровень вредных выбросов».
Концепты могут стать первыми в мире коммерческими самолетами с нулевым углеродным следом. И произойдет это довольно скоро. Запуск в эксплуатацию компания анонсирует к 2035 году. Но каждый из этих концептов достоен нашего внимания уже сейчас: у каждого из них — свой дизайн, различные технологические решения и аэродинамические конфигурации, и есть одно, что их объединяет: все концепты используют один источник энергии — водород.
Концепт 1. Смешанное крыло
Пожалуй, самый необычный и интересный по своему дизайну — созданный по схеме «смешанного крыла». Это нечто среднее между космическим шаттлом и бумажным самолетиком. Такая конструкция уже знакома многим благодаря модели Airbus MAVERIC. Крылья сливаются с основным корпусом самолета, образуя треугольник и открывая дополнительные конструктивные возможности. Более просторный фюзеляж позволяет увеличить объем отсеков для хранения и распределения водорода, сделать более удобной компоновку салона. Такой самолет сможет вместить до 200 пассажиров и будет иметь дальность полета в пределах 3700 км.
Концепт 2. Самолет с турбовентиляторным двигателем
Два других концепта по своему внешнему виду менее футуристичны и выглядят как классические пассажирские лайнеры.
Так, самолет с турбовентиляторным двигателем сможет вместить 120-200 пассажиров и пролететь около 3700 км. Он вполне способен выполнять трансконтинентальные полеты. Летательный аппарат оснащен модифицированным газотурбинным двигателем, работающим за счет сжигания водорода вместо керосина. Жидкий водород будет храниться в специальных баках, расположенных за задним отсеком высокого давления.
Концепт 3. Самолет с турбовинтовым двигателем
Самолет с турбовинтовым двигателем вмещает до 100 пассажиров. Дальность полета —около 1850 км, что делает его кандидатом на выполнение ближнемагистральных рейсов. Сжигание водорода здесь также происходит в модифицированных газотурбинных двигателях.
Как это работает?
Водород поступает в топливный элемент, где есть мембрана, которая разделяет собой камеры с анодом и катодом. В первую поступает водород, а во вторую — кислород из воздухозаборника.
Каждый из электродов мембраны покрывают слоем катализатора, в результате чего водород начинает терять электроны — отрицательно заряженные частицы. В это время через мембрану к катоду проходят протоны — положительно заряженные частицы. Они соединяются с электронами и на выходе образуют водяной пар и электричество, которое обеспечивает питание, в данном случае, авиационного двигателя.
Плюсы и минусы использования водородного топлива в авиации
Водород безопасен для окружающей среды, как с точки зрения выработки побочных продуктов в процессе использования, так и с точки зрения его производства. Вода и электричество — основной способ получения водорода, и при этом с нулевым выбросом СО2.
Превосходство перед традиционным видом топлива, использование и производство которого сопряжено с большим количеством выбросов в атмосферу, очевидно!
Водородное топливо имеет ряд преимуществ и по сравнению с батареями, ресурс которых ограничен.
При всех плюсах использования водорода есть и определенные минусы.
- Первый недостаток — цена, которая пока на этот вид топлива слишком высока.
- Второй — трудности транспортировки, которые возникают из-за того, что для хранения водорода нужны баллоны очень большой массы.
- Третий — он очень горюч.
- Четвертый — в процессе использования водорода может выделяться, хоть и в незначительном объеме, оксид азота.
Однако по сравнению с использованием обычного топлива все это — капля в море. Так считают в Airbus. Генеральный директор компании Гийом Фори уверен, что использование водорода, как в синтетическом топливе, так и в качестве первичного источника энергии в коммерческой авиации имеет большой потенциал. Это поможет улучшить экологические характеристики самолетов и приблизить будущее авиации с нулевым уровнем выбросов.
«Мы не будем удовлетворены просто запуском в воздух самолета на водородном топливе:
мы нацелены на широкомасштабное внедрение новых технологий и новой инфраструктуры по всему миру», — заявил Гленн Левеллин, вице-президент Airbus.
Несомненно, для решения столь глобальных задач аэропортам потребуется значительная инфраструктура для транспортировки водорода и заправки топливом. Должен быть обновлен парк воздушных судов и выведены из эксплуатации старые, менее экологичные самолеты, должны быть обновлены технологии и механизмы, связанные с использованием безопасных видов топлива, привлечены значительные инвестиции.
Но если все сложится хорошо и проект Airbus воплотиться в жизнь, уже через 15 лет мы будем летать, не задумываясь о том, какой вред планете наносит этот перелет.
Есть ли у концептов Airbus будущее? Станете ли вы чаще летать, зная, что используется экологично топливо? Сколько вы готовы платить за билет на таком самолете?
Присоединяетесь к обсуждению в комментариях и подписываетесь на наш телеграмм-канал Мир 2051, здесь мы говорим о будущем.
