Co brzdí leteckou elektromobilitu?

Možná by elektrická letadla mohla vzlétnout ještě před koncem dekády, ale pravděpodobně nás nebudou moci dostat příliš daleko, konstatuje Casey Crownhart v článku „Co brání elektrickým letadlům vzlétnout“ uveřejněném v magazínu MIT Technology Review, kde analyzuje důvody, proč nyní často frekventované zprávy o projektech elektrické vzdušné mobility zřejmě nenaplní očekávání.

Problém se jmenuje baterie
Hlavním limitujícím faktorem jsou především baterie, které by mohly pohánět letadla, ale jejich hmotnost omezuje dolet. Stěžejní je zejména množství energie, které lze uložit do co nejmenšího objemu. Současné baterie nemají hustotu energie nezbytnou k napájení čehokoli jiného než těch nejlehčích letadel. Budoucnost elektrických letadel tak nakonec může záviset na budoucnosti pokroku v technologii baterií a jen jejich pokračující vylepšování by mohlo pomoci, aby se e-letadla stala schůdnější možností pro létání.
„Lákadlem letecké elektromobility je hlavně snížení emisí, které může být opravdu výrazné. Baterií poháněné letadlo nabité obnovitelnou energií by mohlo produkovat téměř o 90 % méně emisí než dnešní stroje s tryskovým pohonem,“ říká Jayant Mukhopadhaya, dopravní analytik z Mezinárodní rady pro čistou dopravu (ICCT). Zbývající emise pocházejí z velké části z výroby baterie, která by ale pravděpodobně musela být u většiny letadel každý rok vyměněna. Baterie jsou také efektivním způsobem využití elektřiny a v elektrickém letadle by asi 70 % energie použité k nabití baterie skutečně pohánělo letadlo. Existují určité ztráty v baterii a v motoru, ale účinnost elektrického pohonu je ve srovnání s jinými možnostmi dekarbonizace letu vysoká – např. u vodíku a syntetického paliva je účinnost uvažována v rozmezí 20 až 30 %.

Už za pár let?
Mezi firmy, které se snaží využít příslib baterií pro komercializaci elektrických letadel, patří např. švédský start-up Heart Aerospace. Jejich 19místné stroje ES-19 mají zahájit letové testy v roce 2024 a podle výrobce by mohly být komerčně nasazeny do roku 2026. Společnost už na ně získala 200 předobjednávek (výroba by měla probíhat ve spolupráci se španělskou firmou Aernnova) a plánuje začít na okrajových trzích, jako jsou přelety přes fjordy ve Skandinávii, protože tyto trasy je obtížné nahradit pozemní dopravou. Tyto cesty jsou ale jen začátek, cílem je rozšířit regionální létání globálně. Firma tvrdí, že i se současnou technologií baterií by její letadla mohla být schopna uletět asi 460 km, což je zhruba vzdálenost mezi New Yorkem a Bostonem nebo Paříží a Londýnem.
Nicméně požadavky na baterie pro létání i při těchto krátkých cestách jsou poměrně značné. Devatenáctimístná letadla společnosti Heart ponesou na palubě asi 3,5 tuny baterií, což je kapacita srovnatelná s kapacitou baterií osmi až deseti elektrických vozidel.
Americký start-up Wright Electric míří na větší letadla. Plánuje dovybavit bateriemi pro krátké trasy až 100místné stroje. Její Wright Spirit je charakterizován jako první letadlo s nulovými emisemi pro stovku pasažérů navržené pro jednohodinové lety na krátké až střední vzdálenosti. Příští rok by měly začít testy a do roku 2026 se počítá s létáním. Do roku 2030 by chtěla přijít s typem Wright 1 s pohonným systémem a vylepšenou konstrukcí pro obecné nasazení za cenu srovnatelnou s alternativami na fosilní paliva.
Nicméně řada odborníků je skeptická, že by taková letadla mohla být úspěšná bez zásadních vylepšení baterií, domnívá se Jayant Mukhopadhaya. Se svými kolegy konstatují, že dolet elektrických letadel by byl se stávající technologií skladování energie značně omezen a šlo by zřejmě o hodnoty výrazně odlišné od slibovaných výrobci e-letadel.
Na základě odhadů aktuální hustoty baterií a omezení hmotnosti letadla analytici předpokládají, že 19místná bateriově poháněná letadla budou mít maximální dolet asi 260 km, což je výrazně méně, než 250 mil (tj. 460km dolet) avizovaných společností Heart. Firma se je však snaží přesvědčit o opaku s tím, že odhady vnějších pozorovatelů neposkytují reálný obrázek o technologii, protože nejsou zasvěceni do podrobností, jako jsou baterie a design letadla.

Ouha, další komplikace…
Skutečný dolet e-letadel by navíc mohly vážně omezit i přísné požadavky na rezervy. Letadlo potřebuje dodatečnou kapacitu, aby dokázalo oblétávat letiště po dobu 30 minut v případě, že nemůže okamžitě přistát, a musí být také schopno v případě nouze dosáhnout na alternativní letiště vzdálené 100 km. Když se vezmou do úvahy i tyto aspekty, pohybuje se reálný použitelný dolet 19místného stroje od zhruba 260 do přibližně 50 km. U větších letadel, jako jsou 100místní stroje, je to dokonce méně než 10 km.
„Požadavek na nezbytné rezervy je v konečném důsledku skutečným zabijákem elektrické letecké mobility," konstatuje Andreas Schafer, ředitel laboratoře systémů letecké dopravy na University College London.
Budoucnost e-letadel proto závisí hlavně na budoucnosti vylepšování baterií. Ty by podle analýzy ICCT potřebovaly zdvojnásobit hustotu energie, aby umožnily krátké trasy regionální přepravy, na které jsou projekty zaměřeny. „Toto zlepšení se pravděpodobně blíží limitu li-ion baterií, které se dnes používají pro elektromobily, ale aby mohla e-letadla hrát významnější roli v letecké dopravě, bude možná potřeba hustotu energie zčtyřnásobit,“ říká Andreas Schafer, což by pro dosažení komercializace mohlo vyžadovat zcela nové typy baterií.
Mezitím jiné technologie, jako jsou alternativní paliva a zelený vodík, nabízejí mnohem vyšší hustotu energie, takže jsou pravděpodobnějším kandidátem na delší lety za předpokladu, že je bude možné vyrábět ekonomicky ve velkém. Letecký průmysl tak může dosáhnout svých emisních cílů, ale klíčem k tomu budou spíše nová paliva.

Vladimír Kaláb
Foto: Heart Aerospace, Wright Electric

Publikováno: 25. 10. 2022 | Počet zobrazení: 229 57