För närvarande världen kämpar för att hålla koldioxidutsläppen från snabb tillväxt. Men för att uppnå långsiktiga mål vi har satt för att stabilisera klimatet, vi måste göra mycket mer än att få några förnybar energi. Håll planet från uppvärmningen till 2 grader över förindustriell nivå innebär en allvarlig rengöring från kol som vi använder energi. Och detta innebär att vi inte bara bör vara helt oberoende av kol i elproduktionen, men också för att börja använda dessa rena elektroner för att ge våra behov i uppvärmning och transporter.
Om vi talar om bilar och bussar, och denna process har redan börjat. Men det finns en vikt som är känsliga transportsätt där batteriet kommer inte att hjälpa oss: flygresor. Den relativt låga energitäthet av batterier innebär att du kommer att behöva massor av dessa för att driva planet. Av denna anledning, många människor har bestämt att vi behöver biobränslen för ren luft resor. Det finns dock företag som planerar att utveckla elektriska passagerarflygplan.
Vem som har rätt? För att ta reda på, ett internationellt team av ingenjörer bedöma om elektriska flygplan batterier att ta av och bli kommersiellt gångbara.
Elektriska flygplan: vad är problemet?
Forskarna närmade sig ett antal problem. För det första, om batterier nå en energitäthet som är tillräcklig för att användas för flygresor. För det andra, om de kommer att vara ekonomisk. Dessutom ansågs och fråga om luftfartyg batterier för att hjälpa oss att uppnå våra mål för utsläpp.
De flesta av dessa problem som är mycket mer komplicerade än de verkar. Till exempel, den plan som inte bara förstärker uppvärmningen på grund av koldioxidutsläppen. spår av dem också skapa hög höjd moln har en isolerande effekt. Dessutom, i den grad som de batterier som kan hjälpa oss att bli av utsläppen, är direkt relaterad till den mängd förnybar energi som finns tillgänglig för debitering.
Omfattningen av problemet är dock lätt att förstå. Det bästa litium-jon-batterier för närvarande har en energitäthet på 250 watt-timmar per kilo. Det antas att för bearbetningsplanet) om batterier behöver vi minst tre, kanske åtta gånger mer densitet (2000 W-h/kg). Batteriets kapacitet ökar med 3% per år. Det är en fördubbling på ca 25 år. Denna utveckling har rusade upp lite på sistone, men även om vi antar en mer snabba framsteg, vi kommer att få vänta till mitten av-talet innan batterierna kommer att bli som vi vill ha från dem.
Det är dock oklart hur kemin kommer att leda oss till sådana batterier. Det är design litium-luft-och litium-svavel batterier med hög energitäthet, men de kan utföra tillräckligt snabbt för att underblåsa intensiv start.
I Allmänhet, beslutade författarna att simulera batteriet på 800 W-h/kg, vilket betraktas som det minimum som krävs för flygplan-och medelstora 727. Men, som en optimistisk prognos som också anses vara den 1200 W-h/kg alternativet. Första batteriet innebär att den vikt, som stiger batteriet är nästan två gånger mer än i fallet med bränsle. Dock, detta i kombination med det faktum att elmotorer är mer effektiva än förbränningsmotorer. Dessutom batterier kan också driva systemen ombord, förenkla utformningen av flygplan.
Skär den s koldioxidutsläpp?
Om man antar att dessa elektriska flygplan kommer att kunna bygga, oavsett om de kommer att minska utsläppen, egentligen? För närvarande – ingen. Med tanke på den genomsnittliga nivån av utsläpp i samband med mat, till exempel, den AMERIKANSKA elnätet, utsläpp i samband med eldrivna flygplan (inklusive förluster) kommer att vara ca 20% högre än de utsläpp som produceras av en modern, effektiv jet motor. Detta betyder inte att de kommer att vara värdelös från klimatsynpunkt, nr. När ytterligare effekter av uppvärmningen beaktas, electrocapillary komma framåt med ca 30%.
Fortfarande, framtida överväganden snabbt komplicera. Det förväntas att priset på förnybar energi kommer att fortsätta att minska, vilket kommer att göra förnybar energi en större del av energisystemet och minska utsläppen. Artikelförfattarna uppskattar att den stora majoriteten av laddning kommer att ske under dagtid när det är solljus. Om man antar att den framtida produktionen av solenergi kommer att leda till en rabatt på el-användning under dagen, det kan hjälpa ekonomin av elektriska flygplan, för närvarande de är ekonomiskt lönsamma bara när priset på bränsle runt $ 100 per fat.
Hur allt detta kommer att påverka flygningen beror på kapaciteten i framtiden batterier. Författarna, en effektiv räckvidd på 1 100 kilometer kommer att ge elektriska flygplan för att täcka 15 procent av det totala antalet i världen av luft (och motsvarande bränsle) och nästan hälften av det totala antalet flygningar. Detta kommer att öka den totala efterfrågan på el med en procent över hela världen, även kommer att påverka de flesta av de industrialiserade länderna. Ökningen i intervallet upp till 2200 kilometer skulle ge 80% av den globala flyg endast elektriska flygplan.
Således, i Allmänhet, teknik är på väg kommersiell bärkraft och kan begränsa uppvärmningen som orsakas av flygtrafiken. Det är dock extremt viktigt att båda dessa situationer kommer att förbättras, eftersom förnybar energi fångar en stor andel av de generera marknaden. Tyvärr, det enda som håller tillbaka utvecklingen av all denna teknik, eftersom batterierna bara inte har den nödvändiga kapaciteten.
Det kan ta 30 år innan vi ser den flygplan, saknar bruset av jetmotorer.
Kommer att vänta? Berätta för oss i vår chatt i Telegram.