전기 비행기가 오고 있습니다:지역 항공편은 몇 년 안에 배터리로 운행될 수 있습니다.

전기 비행기는 미래 지향적으로 보일 수 있지만 적어도 짧은 비행에서는 그리 멀지 않습니다.

2인승 벨리스 일렉트로는 이미 유럽을 조용히 떠돌고 있는, 전기 해상 비행기 브리티시 컬럼비아에서 테스트 중이며 더 큰 비행기가 올 예정입니다. 에어캐나다 9월에 발표했다.2022년 15월 15일, 스웨덴 하트 에어로스페이스(Heart Aerospace)로부터 전기 하이브리드 지역 항공기 30대를 구매할 것이라고 발표했습니다. 하트 에어로스페이스는 2028년까지 30인승 항공기를 운항할 것으로 예상하고 있습니다.미국의 분석가국립 재생 에너지 연구소(National Renewable Energy Lab)는 다음과 같이 언급합니다. 최초의 하이브리드 전기 50~70인승 통근 비행기 준비됐을 수도 있지 그로부터 얼마 지나지 않아.2030년대에는 전기항공기가 실제로 도약할 수 있을 것이라고 그들은 말합니다.

이는 기후 변화 관리에 중요합니다.오늘날 전 세계 배출량의 약 3%는 항공에서 발생하며, 인구가 증가함에 따라 더 많은 승객과 항공편이 예상됨에 따라 항공이 생산할 수 있습니다. 3~5배 더 많아 2050년까지의 이산화탄소 배출량은 코로나19 팬데믹 이전보다 높습니다.

항공 우주 엔지니어 및 조교수 곡친 차나르 미시간 대학에서 하이브리드 전기 비행기와 수소 연료 대안을 포함한 지속 가능한 항공 개념을 개발합니다.우리는 그녀에게 오늘날 항공 배출을 줄이는 주요 방법과 전기화 및 수소와 같은 기술이 어디로 향하고 있는지 물었습니다.

항공을 전기화하기가 왜 그렇게 어려운가요?

항공기는 가장 복잡한 차량 중 하나이지만 이를 전기화하는 데 가장 큰 문제는 배터리 무게입니다.

오늘날의 배터리로 737을 완전히 전기화하려면 승객과 화물을 모두 꺼내고 그 공간을 배터리로 채워야 한 시간도 채 안 되는 비행이 가능합니다.

제트 연료는 단위 질량당 배터리에 비해 약 50배 더 ​​많은 에너지를 보유할 수 있습니다.따라서 1파운드의 제트 연료 또는 50파운드의 배터리를 가질 수 있습니다.그 격차를 줄이려면 리튬이온 배터리를 더 가볍게 만들거나 더 많은 에너지를 저장할 수 있는 새로운 배터리를 개발해야 합니다.새로운 배터리가 개발되고 있지만 아직 항공기에 탑재될 준비가 되어 있지 않습니다.

안 전기 대안 하이브리드다.

737을 완전히 전기화할 수는 없더라도 하이브리드 추진 시스템을 사용하면 대형 제트기의 배터리를 통해 연료 소모의 이점을 얻을 수 있습니다.우리는 소규모 지역 항공기를 위한 2030~2035년 목표를 가지고 단기적으로 이를 실현하기 위해 노력하고 있습니다.비행 중 연료 소모량이 적을수록 온실가스 배출량도 줄어듭니다.

하이브리드 항공은 배출량을 줄이기 위해 어떻게 작동합니까?

하이브리드 전기 항공기는 배터리와 항공 연료를 함께 사용한다는 점에서 하이브리드 전기 자동차와 유사합니다.문제는 다른 어떤 산업도 항공우주 산업처럼 중량 제한을 갖고 있지 않다는 것입니다.

그렇기 때문에 우리는 추진 시스템을 하이브리드화하는 방법과 정도에 대해 매우 현명해야 합니다.

이륙 및 상승 중에 배터리를 전력 보조 장치로 사용하는 것은 매우 유망한 옵션입니다.전력만을 사용하여 활주로로 이동하면 상당한 양의 연료를 절약하고 공항에서 지역 배출을 줄일 수도 있습니다.추가된 배터리 무게와 순 연료 혜택을 얻기 위해 사용할 수 있는 전기량 사이에는 최적의 지점이 있습니다.이 최적화 문제는 내 연구의 중심에 있습니다.

하이브리드는 비행 중에 여전히 연료를 소모하지만 제트 연료에만 전적으로 의존하는 것보다 훨씬 덜할 수 있습니다.

나는 하이브리드화가 대형 제트기의 중기적 옵션이지만 지역 항공기의 경우 단기적인 해결책이라고 생각합니다.

2030년부터 2035년까지 우리는 일반적으로 50~80명의 승객을 수용하거나 화물용으로 사용되는 지역 항공기인 하이브리드 터보프롭에 중점을 둡니다.이러한 하이브리드는 연료 사용량을 약 10% 절감.

전기 하이브리드를 사용하면 항공사도 가능합니다. 지방공항을 더 많이 활용하라, 혼잡을 줄이고 대형 비행기가 활주로에서 공회전하는 데 소요되는 시간을 줄입니다.

지속 가능한 항공을 통해 가까운 시일 내에 무엇을 기대하시나요?

단기적으로는 지속 가능한 항공 연료(SAF)의 사용이 더 많아질 것입니다.오늘날의 엔진을 사용하면 지속 가능한 항공 연료를 동일한 연료 탱크에 버리고 태울 수 있습니다.다음으로 만든 연료 옥수수, 지방종자, 조류 다른 지방은 이미 사용되고 있습니다.

지속 가능한 항공 연료는 항공기의 순 이산화탄소 배출량을 줄일 수 있습니다. 약 80% 정도, 그러나 공급은 제한되어 있으며 연료로 더 많은 바이오매스를 사용하면 식량 생산과 경쟁하여 삼림 벌채로 이어질 수 있습니다.

두 번째 옵션은 지속 가능한 합성 항공 연료를 사용하는 것입니다. 이는 공기 또는 기타 산업 공정에서 탄소를 포집하고 이를 수소와 합성하는 것을 포함합니다.하지만 이는 복잡하고 비용이 많이 드는 공정이며 아직 생산 규모가 높지 않습니다.

항공사는 또한 다음과 같이 단기적으로 운영을 최적화할 수 있습니다. 경로 계획 거의 빈 비행기를 타는 것을 피하기 위해.그러면 배출량도 줄일 수 있습니다.

수소는 항공의 선택인가?

수소 연료는 아주 오랫동안 사용되어 왔습니다. 녹색수소 – 재생 에너지로 구동되는 물과 전기 분해로 생산되며 이산화탄소를 생성하지 않습니다.또한 배터리보다 질량 단위당 더 많은 에너지를 저장할 수 있습니다.

비행기에서 수소를 사용하는 방법에는 두 가지가 있습니다.엔진의 일반 제트 연료를 대신하거나 산소와 결합하여 수소 연료 전지에 동력을 공급하고, 수소 연료 전지는 항공기에 동력을 공급하기 위해 전기를 생성합니다.

문제는 부피입니다. 수소 가스는 많은 공간을 차지합니다.그렇기 때문에 엔지니어들은 가스로 연소될 때까지 액체로 저장할 수 있도록 매우 차갑게 유지하는 것과 같은 방법을 찾고 있습니다.그것 여전히 더 많은 공간을 차지합니다 항공유보다 무겁고, 저장탱크가 무거워서 항공기 내에서 어떻게 보관, 취급, 유통할지에 대해서는 아직 연구가 진행 중입니다.

에어버스는 A380 플랫폼을 탑재한 개량 가스터빈 엔진을 이용한 수소 연소에 관한 많은 연구를 진행하고 있으며, 2025년까지 성숙한 기술 보유 목표.호주의 Rex 항공사가 시작할 것으로 예상됩니다 34인승 수소전기 비행기 테스트 앞으로 몇 년 동안 짧은 시간 동안.

옵션이 다양하기 때문에 수소는 지속 가능한 항공을 위한 핵심 기술 중 하나로 생각됩니다.

이러한 기술이 항공 산업의 배출 감소 목표를 달성할 수 있을까요?

항공 배출량의 문제는 현재 수준이 아니라 수요가 증가함에 따라 배출량이 급격히 증가할 것이라는 두려움입니다.2050년에는 팬데믹 이전보다 항공에서 배출되는 이산화탄소가 3~5배 더 많아질 수 있습니다.

그만큼 국제민간항공기구, 유엔 산하 기관인 는 일반적으로 업계의 목표를 정의하고 무엇이 실현 가능한지, 항공이 어떻게 한계를 뛰어넘을 수 있는지 살펴봅니다.

장기적인 목표는 다음과 같습니다. 순 이산화탄소 배출량을 50% 줄입니다. 2005년 수준과 비교하여 2050년까지.거기에 도달하려면 다양한 기술과 최적화가 혼합되어 있어야 합니다.2050년까지 도달할 수 있을지는 모르겠지만, 미래 항공을 환경적으로 지속 가능하게 만들기 위해 할 수 있는 모든 일을 해야 한다고 믿습니다.