Het grootste waterstof-brandstofcelvliegtuig ter wereld heeft met succes zijn eerste vlucht gemaakt.

De waterstof-brandstofcel-demonstrator van Universal Hydrogen maakte vorige week zijn eerste vlucht naar Moss Lake, Washington. De testvlucht duurde 15 minuten en bereikte een hoogte van 3.500 voet. Het testplatform is gebaseerd op de Dash8-300, 's werelds grootste waterstof-brandstofcelvliegtuig.

Het vliegtuig, bijgenaamd Lightning McClean, vertrok op 2 maart om 8.45 uur vanaf Grant County International Airport (KMWH) en bereikte 15 minuten later een kruishoogte van 3.500 voet. De vlucht, gebaseerd op een FAA Special Airworthiness-certificaat, is de eerste van een tweejarige testvlucht die naar verwachting in 2025 zal eindigen. Het vliegtuig, dat is omgebouwd van een ATR 72 regionaal straalvliegtuig, heeft slechts één originele turbinemotor op fossiele brandstof voor de veiligheid, terwijl de rest wordt aangedreven door pure waterstof.

Universal Hydrogen streeft ernaar dat regionale vluchten in 2025 volledig worden aangedreven door waterstofbrandstofcellen. In deze test stoot een motor die wordt aangedreven door een schone waterstofbrandstofcel alleen water uit en vervuilt de atmosfeer niet. Omdat het voorlopig testen is, draait de andere motor nog op conventionele brandstof. Dus als je ernaar kijkt, is er een groot verschil tussen de linker en de rechter motor, zelfs de diameter van de bladen en het aantal bladen. Volgens Universal Hydrogren zijn vliegtuigen die worden aangedreven door waterstofbrandstofcellen veiliger, goedkoper in gebruik en hebben ze weinig impact op het milieu. Hun waterstofbrandstofcellen zijn modulair en kunnen worden geladen en gelost via de bestaande vrachtfaciliteiten van de luchthaven, zodat de luchthaven zonder aanpassingen kan voldoen aan de bevoorradingsbehoeften van vliegtuigen op waterstof. In theorie zouden grotere jets hetzelfde kunnen doen, met turbofans aangedreven door waterstofbrandstofcellen die naar verwachting halverwege de jaren 2030 in gebruik zullen zijn.

Paul Eremenko, mede-oprichter en CEO van Universal Hydrogen, is zelfs van mening dat straalvliegtuigen tegen het midden van de jaren 2030 op schone waterstof zullen moeten rijden, anders zal de industrie vluchten moeten schrappen om te voldoen aan de verplichte emissiedoelstellingen voor de hele sector. Het resultaat zou een sterke stijging van de ticketprijzen zijn en een strijd om een ​​ticket te bemachtigen. Daarom is het dringend nodig om het onderzoek naar en de ontwikkeling van nieuwe energievliegtuigen te bevorderen. Maar deze eerste vlucht biedt ook enige hoop voor de industrie.

De missie werd uitgevoerd door Alex Kroll, een ervaren voormalige testpiloot van de Amerikaanse luchtmacht en de leidende testpiloot van het bedrijf. Hij zei dat hij tijdens de tweede testtour volledig op waterstof-brandstofcelgeneratoren kon vliegen, zonder te vertrouwen op primitieve fossiele brandstofmotoren. "Het gemodificeerde vliegtuig heeft uitstekende wegliggingsprestaties en het aandrijfsysteem met waterstof-brandstofcellen produceert aanzienlijk minder geluid en trillingen dan conventionele turbinemotoren," zei Kroll.

Universal Hydrogen heeft tientallen passagiersorders voor regionale jets op waterstof, waaronder Connect Airlines, een Amerikaans bedrijf. John Thomas, de CEO van het bedrijf, noemde de vlucht van Lightning McClain "ground zero voor het koolstofvrij maken van de wereldwijde luchtvaartindustrie".

Waarom zijn vliegtuigen op waterstof een optie voor CO2-reductie in de luchtvaart?

Klimaatverandering brengt het luchtvervoer de komende decennia in gevaar.

Volgens het World Resources Institute, een non-profit onderzoeksgroep gevestigd in Washington, stoot de luchtvaart slechts een zesde van de CO2-uitstoot uit van auto's en vrachtwagens. Vliegtuigen vervoeren echter veel minder passagiers per dag dan auto's en vrachtwagens.

De vier grootste luchtvaartmaatschappijen (American, United, Delta en Southwest) hebben hun vliegtuigbrandstofverbruik tussen 2014 en 2019 met 15 procent verhoogd. Ondanks het feit dat er efficiëntere en koolstofarmere vliegtuigen in productie zijn genomen, zijn de passagiersaantallen gestegen een dalende trend sinds 2019.

Luchtvaartmaatschappijen hebben zich ertoe verbonden tegen het midden van de eeuw koolstofneutraal te zijn, en sommige hebben geïnvesteerd in duurzame brandstoffen om de luchtvaart een actieve rol te laten spelen in de klimaatverandering.

Duurzame brandstoffen (SAF's) zijn biobrandstoffen gemaakt van bakolie, dierlijk vet, gemeentelijk afval of andere grondstoffen. De brandstof kan worden gemengd met conventionele brandstoffen om straalmotoren aan te drijven en wordt al gebruikt in testvluchten en zelfs op geregelde passagiersvluchten. Duurzame brandstof is echter duur, ongeveer drie keer zoveel als conventionele vliegtuigbrandstof. Naarmate meer luchtvaartmaatschappijen duurzame brandstoffen kopen en gebruiken, zullen de prijzen verder stijgen. Voorstanders dringen aan op prikkels zoals belastingvoordelen om de productie te stimuleren.

Duurzame brandstoffen worden gezien als een overbruggingsbrandstof die de koolstofemissies kan terugdringen tot grotere doorbraken, zoals elektrische of waterstofaangedreven vliegtuigen, worden bereikt. Het is zelfs mogelijk dat deze technologieën de komende 20 of 30 jaar niet op grote schaal in de luchtvaart worden gebruikt.

Bedrijven proberen elektrische vliegtuigen te ontwerpen en te bouwen, maar de meeste zijn kleine, helikopterachtige vliegtuigen die verticaal opstijgen en landen en slechts een handvol passagiers kunnen vervoeren.

Om een ​​groot elektrisch vliegtuig te maken dat 200 passagiers kan vervoeren - het equivalent van een middelgrote standaardvlucht - zijn grotere batterijen en langere vluchttijden nodig. Volgens die norm zouden batterijen ongeveer 40 keer zoveel moeten wegen als vliegtuigbrandstof om volledig te worden opgeladen. Maar elektrische vliegtuigen zijn niet mogelijk zonder een revolutie in batterijtechnologie.

Waterstofenergie is een effectief middel om een ​​lage CO2-uitstoot te bereiken en speelt een onvervangbare rol in de wereldwijde energietransitie. Het grote voordeel van waterstofenergie ten opzichte van andere hernieuwbare energiebronnen is dat het gedurende seizoenen op grote schaal kan worden opgeslagen. Onder hen is groene waterstof het enige middel voor verregaande decarbonisatie in veel industrieën, waaronder de industriële velden vertegenwoordigd door petrochemie, staal, chemische industrie en de transportindustrie vertegenwoordigd door de luchtvaart. Volgens de International Commission on Hydrogen Energy zal de markt voor waterstofenergie tegen 2050 naar verwachting 2,5 biljoen dollar bedragen.

"Waterstof zelf is een zeer lichte brandstof", vertelde Dan Rutherford, een onderzoeker naar het koolstofvrij maken van auto's en vliegtuigen bij de International Council on Clean Transportation, een milieugroep, aan de Associated Press. "Maar je hebt grote tanks nodig om waterstof op te slaan, en de tank zelf is heel zwaar."

Daarnaast zijn er nadelen en belemmeringen voor de implementatie van waterstofbrandstof. Er zou bijvoorbeeld een enorme en dure nieuwe infrastructuur nodig zijn op luchthavens om waterstofgas in vloeibare vorm op te slaan.

Toch blijft Rutherford voorzichtig optimistisch over waterstof. Zijn team gelooft dat vliegtuigen op waterstof tegen 2035 ongeveer 2100 mijl kunnen afleggen.