Prøv å se for deg en flytur uten drønnet fra en jetmotor eller støyen fra en propellmaskin. Både inne i kabinen og for alle de menneskene som bor i nærheten av en flyplass, vil framtidens elektriske fly gjøre lufttransporten litt mer utholdelig.
Det vil fremdeles komme støy fra propellene, men den dype buldringen fra forbrenning av fossilt drivstoff når flere tonn tunge fly må akselereres opp til flere hundre kilometer i timen for å være i stand til å lette fra bekken, vil være borte. I stedet vil batterier levere energi, og elmotorer vil overføre kraften til propellene.
Og samtidig vil det være mulig å komme nærmere det målet som EU har satt for lufttransporten i 2050. Det innebærer 75 prosent mindre CO2 per passasjer-kilometer og 90 prosent mindre NOx-utslipp totalt.
Elektriske fly har blitt testet i mange år. Men utviklingen i innen batterienes lagringskapasitet, og ikke minst fallende priser, har fått mange fagfolk innen flydesign til å tro på at fly kan utvikle seg på samme måte som elbiler.
- El- og hybridpassasjerfly kan være på vingene i 2020: Skal ha 80 prosent lavere utslipp
Tunge batterier
Men vent nå litt. Vi har ikke engang kvittet oss med rekkeviddeangsten for elbiler. Så hvordan er det mulig å flytte hele denne haugen av problemer opp i et fly?
Problemet er – som med elbiler – at batteriene blir store og tunge hvis de skal inneholde nok energi til å få et fly i lufta. I dag finnes det litium-ion-batterier med et energiinnhold på drøyt 200 Wh/kg. Men til sammenligning inneholder flydrivstoff 12.000 Wh/kg. På den andre siden er elmotorer langt mere effektive enn jet- eller stempelmotorer, og grovt sett betyr det at hvis en Boeing 787 Dreamliner skulle bytte ut en full tank på 100 tonn flydrivstoff med batterier, ville batteriene veie over 2000 tonn.
Et så tungt fly vil naturligvis aldri komme på vingene, så hvorfor ikke bare legge ideen død en gang for alle? En lang rekke eksperter innen flykonstruksjon er i det store og hele enige om at det vil være realistisk å fly med hybridfly på avstander fra 500 til 1600 kilometer og med opptil 100 passasjerer. Det vil si at strøm brukes til å sende flyet i luften. Deretter kan et tradisjonelt system – for eksempel en optimert jetmotor – overta framdriften.
Men på litt lengre sikt ser det ut til at flyene kan bli 100 prosent strømdrevne. Kanskje ikke i samme størrelse eller distanse, men mindre fly og 500 km ser ikke ut til å være urealistisk.
Det innebærer for eksempel at alle ruter mellom København og landets innenriksflyplasser innen en overskuelig framtid vil kunne betjenes helt elektrisk. Selv sommerruten fra Aalborg til Rønne vil kunne drives elektrisk, siden det i rett linje bare er 366 km mellom de to byene.
- I hundre år har mennesket forsøkt å lage flyvende biler: Nå tror ekspertene det endelig kommer
De store produsentene er allerede i gang
Det har i flere år vært en del eksempler på mindre elfly. De har blitt brukt til trening, oppvisning og som rene hobby-fly.
Dette gjelder for eksempel Alpha Electro fra Pipistrel i Slovenien. Flyet er et toseters treningsfly som har 100 prosent eldrift fra batterier. Motoren er på 50 kW og veier bare 11 kg. Batteripakken er på 126 kg, og det gir én times flytid med 30 minutter i reserve. Batteriet kan lades opp på cirka 45 minutter eller byttes på fem minutter. Prisen for hele herligheten er omkring 500.000 danske kroner.
Men i de siste årene har flere av verdens største flyprodusenter og flyselskaper begynt å interessere seg for utvikling av enten rene elektriske fly eller hybridversjoner. Drivkraften er at de forventer krav om lavere utslipp og mindre støy fra flytransport. Og så finnes det en forventning om at elektriske fly tross høye investeringspriser, vil bli opptil 30 prosent billigere i drift, siden de bruker strøm og ikke flybensin.
Dette har både Airbus og Boeing innsett. For Airbus vedkommende har firmaet i flere år kjørt et internt utviklingsprosjekt med et toseters elfly kalt E-Fan. Flyet har 167 kg litium-ion-batterier i vingene. Energiinnholdet er 29 kWh, og det kan holde seg på vingene i én time. Toppfarten er 220 km/t, og i 2015 krysset flyet Den engelske kanal.
Siden E-Fan første gang ble presentert i 2014, har Airbus bygd om flyet slik at det nå også har en forbrenningsmotor, og dermed er endret til et hybridfly. Forbrenningsmotoren kan produsere akkurat nok energi til å holde flyet på vingene ved marsjfart og samtidig lade opp batteriene.
- Airbus E-Fan: «Hvem var først»-kontrovers da elfly krysset kanalen
Airbus samarbeider med Siemens
I april i fjor gikk Airbus inn i et mer formelt samarbeid med Siemens om å utvikle hybridelektrisk framdrift til luftfart. I den forbindelse sa administrerende direktør for Airbus, Tom Enders, følgende:
«Målet er utslippsfri flygning og elektrisk og hybrid-elektrisk flygning. Det representerer en av de største industrielle utfordringene i vår tid. Vi tror at vi i 2030 vil ha et fly med for færre enn 100 passasjerer, og som blir drevet fram av et hybrid-elektrisk system.»
Utviklingssamarbeidet skal dekke mange ulike elektriske framdriftssystemer til mange forskjellige flytyper; fra 100 kW i små droner og ubemannede fartøyer og opptil over 20 MW i klassiske kort- og mellomdistanse-fly som kan fly regionalt med opptil 100 passasjerer. Første skritt i utviklingen blir et hybridelektrisk fly med under 20 seter.
- Storstilt satsing på elektrifisering av luftfarten: Airbus skal frakte 100 passasjerer med hybridfly
Boeing investerer i produksjonsselskap
Enorme amerikanske Boeing har valgt en annen vei. I stedet for selv å stå for utviklingen, har de sammen med lavprisselskapet JetBlue investert i oppstartsbedriften Zunum Aero, som har hatt suksess med å utvikle miljøvennlig flytransport i USA.
I første omgang er det snakk om hybridfly, og allerede i 2030 skal en modell være klar til kommersiell drift. Dette blir et mindre fly med plass til 10-50 passasjerer og med en rekkevidde på 1120 km.
Men Zunum Aero skriver selv at målet er å gjøre batteridelen større og større, og til slutt kvitte seg helt med fossilt drivstoff.
Et fortrinn som Zunum Aero selv framhever, er nettopp det at firmaet med mindre fly som støyer mindre, vil kunne betjene en lang rekke av de mindre flyplassene i USA. Faktisk står bare 140 av alle de 13.500 amerikanske flyplassene for 97 prosent av passasjertrafikken. Det er altså et enormt potensial for å fly direkte mellom mindre flyplasser i stedet for å reise via de de store hovedflyplassene.
- Fremtidens luftfart: Derfor kan elektriske fly være helt perfekt for Norge
«Moore’s lov gjelder ikke for fly»
Men selv om elektriske fly mange steder blir framhevet som en unngåelig framtid, er det ikke alle som er like optimistiske.
En av dem er flyekspert og analytiker i Teal Group Richard Aboulafia. Han mener at det akkurat nå er en hype omkring elektriske fly, og den er skapt av teknofolk i Silicon Valley, samt flyselskaper som gjerne vil framstå som grønne. Eller som en av hans gamle venner formulerte det: «De vet ikke at Moores lov ikke finnes utenfor Sunnyvale» (hjemsted for blant annet Google, Apple og Yahoo!).
Utviklingen innen fly er nemlig noe helt annet enn it og elbiler. Effektiviteten stiger kanskje en eller to prosent årlig, og bruk av batterier og strøm er ikke uten utfordringer. Det lærte Boeing da en del av de hydrauliske systemene i deres 787 ble byttet ut med strøm fra litium-ion-batterier, poengterer han.
Likevel avviser ikke Richard Aboulafia helt elektriske fly:
– Et lite konvensjonelt fly med kort rekkevidde kan gjerne bli drevet av batterier. Men hvis nyttelasten og rekkevidden skal økes, går du veldig fort tom for batterier. Kanskje vil et hybrid-design være et fornuftig neste skritt, og det vil vi kanskje ha på 2030-tallet. Men et stort kommersielt fly tror jeg ikke på før 2040-tallet eller senere, sier Richard Aboulafia til ing.dk.
Siemens setter verdensrekord
Her kan du se hvordan Siemens' testfly fra 2016 demonstrerer at strøm også kan være underholdende. Flyet er bygd av Extra Aircraft, og brukes som base for teknologien til Siemens.
Den 23. mars i år satte flyet ny verdensrekord for elektriske fly, da det fløy i 337,50 km/t over en distanse på tre kilometer.
Artikkelen er opprinnelig publisert på Ing.dk.
- Les flere av våre artikler om luftfart.
