Tyske udviklere vil have kortdistance flytrafik over på brint
more_vert
close

Få de daglige nyheder fra Version2 og Ingeniøren. Læs mere om nyhedsbrevene her.

close
Ved at tilmelde dig accepterer du vores Brugerbetingelser, og du accepterer, at Teknologiens Mediehus og IDA-gruppen lejlighedsvis kan kontakte dig om arrangementer, analyser, nyheder, job og tilbud m.m. via telefon og e-mail. I nyhedsbreve, e-mails fra Teknologiens Mediehus kan der forefindes markedsføring fra samarbejdspartnere.

Tyske udviklere vil have kortdistance flytrafik over på brint

Illustration: DLR

Stuttgart, Tyskland: Hvordan kan man få fly til at flyve på vedvarende energi? Det spørgsmål er der mange, der stiller - ikke mindst flyindustrien selv, som er under kraftigt pres for at passe bedre på miljøet.

I Stuttgart tror de, at brint er fremtiden for mange fly - i hvert fald dem, der ikke skal flyve over lange strækninger af hav.
Nu har forskere ved det tyske luft- og rumfartscenter Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) således bygget flyet Hy4, som er brintdrevet, assisteret af to batterier på hver 20 kWh. DLR har 7.700 ansatte på mere end 30 forskellige institutter og teststationer. Brint er bare en lille del af det, de arbejder med.

Luftens katamaran

Ved første øjekast ligner flyet næsten en flyvende katamaran. Den har et enormt vingespænd på over 21 meter med en motor monteret i en kapsel på midten og to passagerkapsler med hver to sæder, inklusive pilotens, på siderne. Trods af størrelsen vejer flyet blot 1.500 kg.

De fire brændselsceller er placeret bag motoren i midten af flyet. Illustration: DLR

»Batteriet bruger vi til at assistere brændselscellerne ved takeoff, og når flyet drejer. De fire brændselsceller er hovedenergikilden og ligger på række i midterkapslen. Hver af dem kan producere 11 kilowatt, som er fint, når flyet ligger i marchhastighed på mellem 140 og 232 kilometer i timen. De to brinttanke ligger bagest i hver passagerkapsel og rummer tilsammen ni kilo brint, komprimeret til lidt over 400 bar. Batterierne rummer hver 20 kilowattimer og er placeret foran brinttankene,« fortæller ingeniør og forsker ved DLR i Stuttgart Thomas Stephan.

Læs også: Luftfarten er på vej til at blive elektrisk

Når flyet er udstyret med både batterier og brændselsceller, er det også en sikkerhedsfaktor.

Brintflyet har - med komprimeret brint og fulde batterier - en rækkevidde på op til 750 kilometer. Hvis forskerne går over til flydende brint, kan de fordoble rækkevidden, men det kræver en mere kompliceret infrastruktur.

Siden brintflyet fløj for første gang i september sidste år, har det været i luften i 12 timer i alt.

DLR har ikke tænkt sig at stoppe med den første prototype. Det næste fly på listen er et 12-sæders, og udviklerne håber at have det i luften indenfor fem år.
De er også ved at se på, hvordan de kan realisere et 40-sæders passagerfly, og de håber, at også dette projekt kan finansieres. Det vil være et fly beregnet til ruter fra 400 til 1.000 kilometer. Det vil have en hastighed på lidt over 400 kilometer i timen og være udstyret med en motorstyrke på mere end 2 megawatt.

Læs også: Danske indenrigsruter passer perfekt til elektriske fly

Motorerne forsynes hovedsageligt af brændselsceller, men assisteres af batterier. Det er nødvendigt, når flyet skal lette, men i cruisehøjde vil energibehovet dale til omkring 1,3 megawatt.

»Dette er en oplagt mulighed for at gøre kortdistanceflyvninger udledningsfrie. Vi tror, at prisen på vedvarende energi til produktion af brint vil falde de kommnende år. Derudover er dette et hybridsystem, som fungerer lidt ligesom biler. Når et brintfly skal reducere hastigheden og lande, kan det bruge propellerne og elmotorerne som bremser og lader til batterierne,« siger chef for Team Hy4 ved DLR og professor ved University of Ulm Josef Kallo.

Bæredygtig flytransport

Han tror, at fly drevet på brint produceret af vedvarende energi kan blive et vigtigt skridt mod at gøre flytrafikken bæredygtig. Tyskernes interesse for brint er delvist motiveret af et stort overskud af strøm fra sol- og vindkraftværker i perioder med lavt forbrug i nettet. Ifølge dem kan de i disse tilfælde producere brint til både fly- og vejtransport.

Beregninger, som DLR har foretaget, viser, at samme størrelse brintfly kan nå en rækkevidde på 2.500 kilometer. Selv om de ikke flyver så hurtigt, vil de kunne dække behovet for transport på korte og mellemlange distancer, og dem er der mange af.

Det er dette 40-sæders fly, som for alvor kan få passagertransport over på brintkraft. Illustration: DLR

Sådanne fly behøver heller ikke lange startbaner. De klarer sig med 600-700 meter for at lette. Fordi flyene er så støjsvage og udledningsfri, kan den slags startbaner lægges meget tættere bymæssig bebyggelse.

»Batterier vil også være vigtige i større fly, men de vil indeholde mindre end fem procent af den energi, flyet har behov for. De må være der for at kunne give mere energi, end brændselscellerne kan yde under takeoff og visse manøvrer,« siger han.

Studierne af de større fly har taget udgangspunkt i de samme 11 kilowatts-brændselsceller, som anvendes i Hy4. Der er bare flere af dem. Det at anvende sådanne moduler både forenkler og gør systemet mere redundant, således at sikkerheden øges.

Modulerne er leveret af canadiske Hydrogenics. De har lang erfaring med at bygge brændselsceller og var også de eneste, der var villige til at levere software og kildekode til styringssystemerne, som forskerne så kunne arbejde videre med.

Ilt nok

Det vil kræve omkring et halvt kilo brint at transportere en passager 100 kilometer med et brintfly. Det vil koste ca. 24 kroner. Illustration: DLK

Man skulle tro, at brændselscellen ville fungere dårligere, efterhånden som partialtrykket på oxygenet i luften falder med øget højde, men det er ifølge Kallo ikke noget problem. De har foretaget laboratorietests, som viser, at brændselscellerne vil fungere i helt op til 11.000 meters højde.

Denne højde har heller ikke stor effekt på virkningsgraden. Alligevel mener han ikke, at sådanne fly vil bevæge sig særlig meget over de 5.000 meters højde.

De store flyproducenter lo først ad ideen om brintfly, men nu er de blevet interesserede, fortæller Kallo. På dette stadie i udviklingen er det ingen, der konkurrerer. Hele feltet er præget af samarbejde.

I videoen herunder er DLR i luften med flyet for første gang

»Det er stadig et åbent spørgsmål, hvem der ønsker at bygge sådanne fly i fremtiden, men det kan blive de store traditionelle producenter. Vi tror, at det vil være muligt at bygge endnu større fly i fremtiden med endnu længere rækkevidde. Det vil næppe være giganter med 500 passagerer, men måske med 200.«

De fleste forbinder nok fly med støj. Det er ikke tilfældet med dette fly. Elmotoren gør underværker, og støjniveauet er næsten 50 decibel lavere end et turbopropfly. Det er vanskeligt at høre flyet på mere end 100 meters afstand.

Det er heller ikke så kompliceret at bygge infrastruktur til brint: Påfyldning sker i udvalgte lufthavne. Det er meget enklere, end når biler, som kører overalt, skal have en påfyldningsinfrastruktur.

Emner : Fly
sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

Aluminium-luft batterier har potentielt en energitæthed på det dobbelte af benzin. Phinergy er så vidt jeg kan forstå meget optimistiske omkring at drive fly med aluminium-luft batterier.

Et aluminium-luft batteri er nok noget nemmere at håndtere end brint, der som bekendt er et ret vanskeligt brændstof at håndtere trods artiklens påstand om det modsatte.

Markedet må vel afgøre hvad der ender med bedst at kunne betale sig.

  • 0
  • 0

Allerede er et hundretalls biler med tanker for flytende hydrogen, testet i lang tid av vanlige bilister og uten problemer. Jeg ser ikke at din påstand om vanskelig håndtering er riktig. Med hydrogenfly vil hydrogen ble produsert på hver enkelt flyplass (lett skalerbar produksjon) og hydrogenet vil kun bli håndert av profesjonelle. Trolig ikke mer vanskelig enn jetfuel på flyplassen og hydrogenfly med flytende hydrogen i dobbeltveggede sylindriske tanker øverst og innenfor i flykroppen, vil sannsynligvis være mye sikrere enn dagens fly ved et krasj.

Markedet må ikke avgjøre hva som er best. Særlig ikke et marked som overhodet ikke tar innover seg klima og miljøkostnadene med jetfuel. Jetfuel er stort sett fritt for skatter og avgifter over hele kloden. Overfor internasjonal transport er verdens land maktesløse (så langt).

  • 2
  • 0

Tror ikke Phinergy tænker på fly selvom det kan være en god ide for miljøet, da vanddampe i commuter højder medfører at fly trafik har en henved x3 GHG faktor i forhold til at futte jet fuel af i jordhøjde. Uanset den høje power density og de lette og effektive elmotorer, så er et Phinergy Alu Air batteri ikke genopladeligt, så der skal skiftes til friske moduler efter hver tur.

  • 0
  • 1

Trolig ikke mer vanskelig enn jetfuel på flyplassen

Så er det fordi du ikke har sat dig ind i vanskelighederne ved håndtering af brint. Brint undslipper gennem stålvæggene i en beholder. Indtrængen af brint af materialer til rør, tanke og ventiler gør disse skøre.
Man er aldrig glade for tryktanke i forbindelse med flyvning. Store 700 bar tryktanke er ikke noget man vil finde uproblematisk.

Markedet må ikke avgjøre hva som er best. Særlig ikke et marked som overhodet ikke tar innover seg klima og miljøkostnadene med jetfuel.

Jeg tænkte på markedet for hhv. brint og aluminium-luft batterier. Ikke på jet fuel.

  • 0
  • 0

så er et Phinergy Alu Air batteri ikke genopladeligt, så der skal skiftes til friske moduler efter hver tur

Jo men det er jo ikke anderledes end at der skal påfyldes jet fuel eller brint. At skifte et aluminium-luft batteri er vel både hurtigere, simplere og sikrere end at påfylde brint.
Et aluminium-luft batteri er desuden lettere end brint, fylder væsentligt mindre , og kræver ikke så mange udenoms systemer som en brint fuelcelle. Jeg tror at derfor at aluminium-luft batterier har en bedre chance for at blive fremtiden inden for luftfart end brint.

Energieffektivitetsmæssigt står de vel nogenlunde lige, og begge kan produceres steder med rigelig billig energi (solceller i en ørken eller lignende). Men aluminium-luft batteri er væsentligt simplere at transportere.

Begge vil drive elfly men samme motorsystemer, så her vil udviklingen være fælles for begge.

  • 0
  • 1

Aluninium-luftbatterier er en interessant teknologi som jeg håper kan realisere. Men hydrogenfly er noe en kan lage nå! Hydrogen har sine utfordringer, men hvorfor legge vekt på dem når man beviselig klarer å håndtere dem? Er utfordringer noe en skal dyrke og ikke løse? Høytrykkstanker lages av komposittmaterialer. Har aldri hørt at det er problemer med disse og tilsvarende for tanker til flytende hydrogen. Toyota, Honda og Hyundai har i flere år produsert og levert hydrogenbiler til vanlige forbrukere, uten at jeg har hørt om særlige problemer. BMW lånte ut et hundretall biler med tanker med flytende hydrogen på totusentallet. Det ble ikke rapportert om spesielle problemer. Så at luftfarten som er en av verdens mest profesjonelle bransjer, skulle ha problem med håndtering av hydrogen (vel og merke flytende hydrogen), når helt alminnelige mennesker gis både ansvar og tillit til å bruke og passe på en hydrogenbil, det finner jeg helt uforståelig.

Den dagen et aluminium-luftbatteri finnes med høy nok energitetthet og koster mindre enn tre ganger prisen på dagens jetfuel, så kan en gjerne glemme hydrogenfly for min del. Problemet er at en ikke vet når det vil skje og om det i det hele tatt vil skje.

  • 1
  • 1

Aluninium-luftbatterier er en interessant teknologi som jeg håper kan realisere. Men hydrogenfly er noe en kan lage nå!

Hvis vi skal tro på Phinergy, så er vi vist lige tæt på eller langt fra begge ting.

Hydrogen har sine utfordringer, men hvorfor legge vekt på dem når man beviselig klarer å håndtere dem?

Ja, vel kan de klares. Det var bare fordi der blev skrevet, at brint var lige så nemt at håndtere som jetfuel. Det er vist ikke helt tilfældet.

Den dagen et aluminium-luftbatteri finnes med høy nok energitetthet og koster mindre enn tre ganger prisen på dagens jetfuel, så kan en gjerne glemme hydrogenfly for min del.

Det vigtige er vel ikke hvad et aluminium- luft batteri koster i forhold til jetfuel, men hvad det koster i forhold til brint.

  • 1
  • 1

Brint har for mange problemer der besværligører det til transport brug.

For dyrt, i energi, at fremskaffe.
For lille energitæthed i komprimeret form.
For farligt i kryogen form.

Til personbiler er batteribilen den de facto nye løsning, viser alle strømpile.
Til flyvemaskiner, er traditionelt brændstof bedst, da al infrastruktur og motorer er på plads og veludviklet.
Til skibe, er atomkraft, en nærliggende løsning, med en enkel optankning i hele skibets levetid på 30 år.
Til tung tranport er jernbane på el, og distributions køretøjer på el, en bedre energi økonomisk løsning.

Brint er simpel hen bundet for godt og ikke helt omgængeligt.

  • 0
  • 0

@Michael Fos "Til flyvemaskiner, er traditionelt brændstof bedst, da al infrastruktur og motorer er på plads og veludviklet".

Dersom det du nevner er de eneste kriterier for ønsket teknologi, så har du helt rett. Dersom det er riktig at vi hurtigst mulig må bli uavhengige av fossile brensler, så tar du helt feil! Om vi ønsker å bruke biobrensel (luftfartsindustrien ser ut til å satse på soyabønner etter hvert), så vil du føre til en kombinasjon av sult/dyrere matvarer etter hvert for verdens befolkning. Men vi i den rike del av verden vil nok stort sett klare oss.

  • 0
  • 0

@ Ketill Jacobsen
Fosile brændstoffer kan sagtens undværes i luftfart, da vi kan gøre således:

Fremstille syntetisk "fosile brændstoffer" når vi nu er så begejstret for elektrolyse og brint!

Bruge Olie fra jorden, rense den grundigt for svovl og al det andet snot der forurener, og så fjern CO2 fra luften, med maskiner eller endnu bedre, plant en masse skov.
Hvis vi kun bruger olie i luftfarten så har vi reduceret vores forbrug med 90 %, og har resourcer til århundreder.

Men vi har fantastiske jetmotorer, der er blevet perfektionerede gennem 70 år og en kæmpe infrastruktur til netop olie produkter, så det giver måske ikke mening at smide det overbord!

Især når det er unødvendigt

  • 1
  • 1

Turbofanmotorene (i Boeing 737 MAX og Airbus 320 Neo) er bare marginalt mere effektive enn sekstitallets bensinmotorer. Den tids jetmotorer brukte ca dobbelt så mye drivstoff som de bensindrevne. ¨Så ja, jet/turbfanmotorene har utviklet seg mye. De ligger i dag på ca 30% virkningsgrad i marsjfart (opp til 40% ved avgang).

De syntetiske drivstoffene generer like mye CO2 som fossil bensin og diesel når de forbrennes. Samlet sett hevder en organisasjon som Bellona at syntetisk drivstoff ikke er bedre enn fossile brensler og i tillegg flere ganger dyrere.

Verdens luftfart dobles ca hvert tiende år og allerede i dag bruker en gjennomsnittlig danske, svenske og nordmann mer jetfuel per år (på sine reiser i inn- og utland) enn samme person bruker (i liter) til sine bensin og dieselbiler. Luftfart øker eksplosivt i Kina og liknende land. Dersom alle verdens folk skulle fly like så mye som oss skandinaver, så vil nok ikke verdens oljeressurser vare lenge!

  • 0
  • 0

Den tids jetmotorer brukte ca dobbelt så mye drivstoff som de bensindrevne. ¨Så ja, jet/turbfanmotorene har utviklet seg mye. De ligger i dag på ca 30% virkningsgrad i marsjfart (opp til 40% ved avgang).

Og lige præcis det gør at elfly på et tidspunkt vil tage over, i hvert tilfælde på kortere distancer. Måske ikke i dag og heller ikke i morgen, men på et eller andet tidspunkt.
Der er kun en ting der tæller i luftfart og det er at have den mindste omkostning per passagerkilometer. Men kan rykke sæderne tættere sammen, men noget af det der virkelig tæller er at reducere brændstofomkostningen. Flyselskaberne har kun en præference når det gælder teknologi. Den er til gengæld meget kraftig. De vil alle sammen have den teknologi, der giver laveste omkostninger.

  • 0
  • 0

En ting er hva flyselskapene prioriterer, en annen ting er hva verdenssamfunnet stiller av krav. Hva er ditt synspunkt Jens Olsen på at flytransport raskt er i ferd å generere like mye CO2 som personbiler på verdensbasis? Er det uproblematisk? Kan vi vente på elfly som kanskje aldri kommer (unntatt for kortdistanse)?

Klarte i går å finne noen data om turbofanmotorers virkningsgrad i marsjfart/marshøyde (80% pådrag og minimum drivstofforbruk). En Boeing 737 med nyere CMF56-motor ligger på 30% og GE's monstermotor GE90 ligger på 36%. De aller nyeste og beste ligger gjerne 10% over disse tall også. Det blir imidlertid stadig vanskeligere å forbedre virkningsgraden i årene framover!

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten