Prøv at forestille dig en flyvetur uden drønet fra en jetmotor eller propelmaskinens enerverende larm. Både inde i kabinen og for alle de mennesker, der bor i nærheden af en lufthavn, vil fremtidens elektriske fly gøre lufttransport lidt mere tålelig.
Der vil stadig være støj fra propeller, men den dybe buldren fra forbrænding af fossile brændsler, når tonstunge fly skal accelereres op til flere hundrede kilometer i timen for at være i stand til at slippe landjorden, vil være væk. I stedet vil batterier levere energien, og elmotorer overføre kraften til propellerne.
Elektriske passagerfly er på vej. Måske ikke lige de første år, men inden for de næste 10-20 forventer eksperter, at vi vil se hybridfly i forskellige versioner og på lidt længere sigt reelle elfly, som vil kunne betjene kortere ruter. I de kommende dage kigger ing.dk på nogle af aspekterne og udfordringerne ved elfly:
Elektriske fly på vej
Samtidig vil det være muligt at komme nærmere det mål, EU har opsat for lufttransport i 2050. Det indebærer 75 procent mindre CO2 per passager-kilometer og 90 procent mindre NOx-emission total.
Læs også: Nasa afslører planer om nyt elektrisk fly
Elektriske fly har været forsøgt i mange år. Men udviklingen i batteriernes energiindhold og ikke mindst faldende priser har fået mange fagfolk inden for flydesign til at tro på, at fly kan gå samme vej som udviklingen inden for elbiler.
Tunge batterier
Men stop lige. Vi er ikke engang sluppet af med rækkeviddeangsten i elbiler. Så hvordan er det muligt at flytte hele dette sammensurium af problemer op i et fly?
Problemet er, som med elbiler, at batterier er store og tunge, hvis de skal indeholde nok energi til at få et fly i luften. I dag fås lithium-ion-batterier med et energiindhold på godt 200 Wh/kg. Men til sammenligning indeholder flybrændstof 12.000 Wh/kg. Omvendt er elmotorer langt mere effektive end jet- eller stempelmotorer, og i runde tal ville det betyde, at hvis en Boeing 787 Dreamliner skulle udskifte en fuld tank på 100 ton flybrændstof med batterier, så ville batterierne veje godt 2.000 ton.
Læs også: VIDEO: Elektrisk VTOL-fly letter for første gang
Så tungt et fly vil naturligvis aldrig komme i luften, så hvorfor ikke bare lægge ideen død med det samme? En lang række eksperter inden for flydesign er i det store hele enige om, at det vil være realistisk at flyve med hybridfly på afstande fra 500 til 1.600 kilometer og med op til 100 passagerer. Det vil sige, at el bruges til at sende flyet i luften. Herefter kan en traditionelt system, for eksempel en optimeret jetmotor, overtage fremdriften.
Men på lidt længere sigt er der udsigt til, at flyene kan blive 100 procent eldrevne. Måske ikke i samme størrelse eller distance, men mindre fly og 500 km synes ikke urealistisk.
Det betyder altså, at alle ruter mellem København og landets indenrigslufthavne inden for en overskuelig fremtid vil kunne betjenes rent elektrisk. Selv sommerruten fra Aalborg til Rønne vil kunne klares elektrisk, da der i lige linje kun er 366 km mellem de to byer.
De store producenter er allerede på vej
Der har i flere år været en del eksempler på mindre elfly. De har været brugt til træning, opvisning og som rene hobby-fly. Det gælder for eksempel Alpha Electro fra Pipistrel i Slovenien. Flyet er et to-sædet træningsfly på 100 procent batterier. Motoren er på 50 kW og vejer bare 11 kg. Batteripakken er på 126 kg, og det giver en times flyvetid med 30 minutter i reserve. Batteriet kan oplades på cirka 45 minutter eller skiftes på fem minutter. Prisen for hele herligheden er godt 500.000 kroner.
Læs også: Firma vil sende el- og hybrid-passagerfly på vingerne i 2020
Men i de senere år er flere af verdens største flyproducenter og passagerselskaber begyndt at interessere sig for udvikling af enten rene elektriske fly eller hybridversioner. De er drevet af forventninger til kommende krav om lavere emission og mindre støj fra lufttransport. Og så er der en forventning om, at elektriske fly trods høje investeringspriser vil være op til 30 procent billigere i drift, fordi de bruger el og ikke flybenzin.
Den vej har både Airbus og Boeing set. For Airbus' vedkommende har firmaet i flere år kørt et internt udviklingsprojekt med et to-personers elfly kaldet E-Fan. Flyet har 167 kg lithium-ion-batterier i vingerne. Energiindholdet er 29 kWh, og det kan holde sig på vingerne i en time. Tophastigheden er 220 km/t, og i 2015 krydsede flyet den Engelske Kanal.
Læs også: Papirfly-design baner vejen for supersonisk flyvning over land
Siden E-Fan første gang blev præsenteret i 2014, har Airbus ombygget flyet, så det nu også har installeret en forbrændingsmotor og dermed er forvandlet til et hybridfly. Forbrændingsmotoren kan lige akkurat producere nok energi til at holde flyet på vingerne ved cruise speed og samtidig oplade batterierne.
Airbus' samarbejde med Siemens
I april måned sidste år indgik Airbus så et mere formelt samarbejde med Siemens om at udvikle hybridelektrisk fremdrift til luftfart. I den forbindelse sagde Tom Enders, der er administrerende direktør for Airbus:
»Målet er emissionsfri flyvning og elektrisk og hybrid-elektrisk flyvning. Det repræsenterer en af de største industrielle udfordringer i vor tid. Vi tror, at i 2030 vil et fly med under 100 passagerer blive drevet frem af et hybrid-elektrisk system.«
Læs også: Norwegian opfordrer til CO2-skat på flyrejser
Udviklingssamarbejdet skal dække mange forskellige elektriske fremdriftssystemer til mange forskellige flytyper; fra 100 kW i små droner og ubemandede fartøjer og op til over 20 MW i klassiske kort- og mellemdistance-fly, der kan flyve regionalt med under 100 passagerer. Første skridt i udviklingen bliver et hybridelektrisk fly med under 20 sæder.
Boeing investerer i produktionsselskab
Mægtige amerikanske Boeing har valgt en anden vej. I stedet for selv at stå for udviklingen har de sammen med lavprisselskabet JetBlue investeret i opstartsvirksomheden Zunum Aero, som har slået sig op på udvikling af miljøvenlig lufttransport i USA.
I første omgang er der tale om hybridfly, og allerede i 2030 skal en model være klar til kommerciel drift. Det bliver et mindre fly med plads til 10-50 passagerer og en rækkevidde på 1.120 km. Men Zunum Aero skriver selv, at målet er at gøre batteridelen større og større og til sidst helt slippe for de fossile brændsler.
Læs også: Dette fly er det første, der har fløjet verden rundt på solenergi
Fidusen, som Zunum Aero selv fremhæver, er netop også, at firmaet med mindre fly, der larmer mindre, vil kunne betjene en lang række af de mindre lufthavne i USA. Faktisk står bare 140 ud af alle 13.500 amerikanske lufthavne for 97 procent af al passagertrafik. Der er altså et enormt potentiale for at flyve direkte mellem mindre lufthavne i stedet for at skulle rundt om de store hubs.
'Moore’s lov gælder ikke for fly'
Men selvom elektriske fly mange steder bliver fremhævet som en uundgåelig fremtid, så er det ikke alle, der er lige optimistiske. En af dem er flyekspert og analytiker i Teal Group Richard Aboulafia. Han mener, at der lige nu er en hype omkring elektriske fly, som er skabt af techfolk i Silicon Valley, og flyselskaber, der gerne vil fremstå mere grønne. Eller som en af hans gamle venner formulerede det: 'De ved ikke, at Moore's lov ikke rejser uden for Sunnyvale' (hjemsted for blandt andet Google, Apple og Yahoo!).
Udviklingen inden for fly er nemlig noget helt andet end it og elbiler. Effektiviteten stiger måske en eller to procent om året, og brug af batterier og el er ikke uden udfordringer. Det lærte Boeing, da en del af de hydrauliske systemer i deres 787 blev udskiftet med el fra lithium-ion-batterier, pointerer han.
Alligevel er Richard Aboulafia ikke helt afvisende over for elektriske fly:
»Et lille konventionelt fly med kort rækkevidde kan godt blive drevet af batterier. Men hvis nyttelast og rækkevidde skal op, løber du meget hurtigt tør for batterier. Måske vil et hybrid-design være et fornuftigt næste skridt, og det vil vi måske have omkring 2030'erne. Men et stort kommercielt fly tror jeg ikke på før 2040'erne eller senere,« siger Richard Aboulafia til ing.dk.
Siemens sætter verdensrekord
Se her, hvordan Siemens' testfly fra 2016 demonstrerer, at el sagtens kan være underholdende. Flyet er bygget af Extra Aircraft og bruges som base for Siemens' teknologi. Den 23. marts i år satte flyet ny verdensrekord for elektriske fly, da det fløj 337,50 km/t over en distance på tre kilometer.
