Rolls-Royce testuje silnik odrzutowy zasilany wodorem

0
64

W smaganym wiatrem zakątku terenu wojskowego na Równinie Salisbury mały silnik odrzutowy przechodzi testy, które pewnego dnia mogą doprowadzić do ogromnych zmian w przemyśle lotniczym.

Sam silnik jest prawie całkowicie konwencjonalny. Jest to turbina gazowa Rolls-Royce AE-2100A, konstrukcja szeroko stosowana w samolotach regionalnych na całym świecie.

To, co jest w nim całkowicie niezwykłe, to używane paliwo. Po raz pierwszy w historii nowoczesny silnik lotniczy jest napędzany wodorem.

Pozbawiony karoserii, z odsłoniętymi skomplikowanymi przewodami i rurami, jest bezpiecznie przymocowany do solidnego stanowiska testowego, podczas gdy inżynierowie gromadzą się wokół szeregu ekranów w sterowni, w bezpiecznej odległości.

Koniecznie zajrzyj na f7.pl

Testy przeprowadza firma Rolls-Royce we współpracy z linią lotniczą easyJet.

Do tej pory silnik pracował na niskich obrotach na wodorze. Zdjęcie: ROLLS-ROYCE

Bezpośredni cel jest prosty – pokazać, że możliwe jest napędzanie i sterowanie silnikiem odrzutowym przy użyciu paliwa wodorowego, a nie konwencjonalnych paliw lotniczych.

W dłuższej perspektywie planuje się, aby energia wodorowa odgrywała główną rolę w umożliwieniu dalszego rozwoju przemysłu lotniczego, przy jednoczesnym radykalnym ograniczeniu emisji związanych ze zmianami klimatycznymi.

Powodem, dla którego patrzymy na wodór, jest tak naprawdę dążenie do Net Zero”, wyjaśnia Alan Newby, dyrektor technologii lotniczej w Rolls-Royce.

„Normalnie zasilalibyśmy to naftą. Nafta jest węglowodorem i dlatego podczas spalania wytwarza dwutlenek węgla.”

„Piękno patrzenia na paliwo takie jak wodór polega na tym, że nie zawiera ono węgla, a zatem podczas spalania nie wytwarza CO2”.

Projekt jest wspierany przez firmę easyJet, która przekazała kilka milionów funtów na wstępne testy.

Czytaj: W Wielkiej Brytanii pociągi będą zasilane wodorem i wygenerują zero emisji.

„Paliwo wodorowe to „ekscytująca” propozycja” – mówi David Morgan, dyrektor operacyjny easyJet. Zdjęcie: ROLLS-ROYCE

Firma wierzy, że energia wodorowa oferuje najlepszą drogę do zmniejszenia emisji z lotnictwa krótkodystansowego.

Kilka lat temu zaczęliśmy przyglądać się temu, co może napędzać samoloty przyszłości” — wyjaśnia David Morgan, dyrektor operacyjny easyJet.

„Przyjrzeliśmy się technologii akumulatorów i było całkiem jasne, że technologia akumulatorów prawdopodobnie nie wystarczy dla dużych samolotów komercyjnych, którymi latamy.”

„Doszliśmy do wniosku, że wodór jest dla nas bardzo ekscytującą propozycją”.

Przewagą wodoru nad akumulatorami jest to, że zapewnia znacznie większą moc na kilogram. Baterie są po prostu zbyt ciężkie, aby zasilać większe samoloty.

Jednak lotnictwo wodorowe pozostaje bardzo daleko. Przeprowadzone dotychczas testy po prostu pokazały, że silnik odrzutowy zasilany wodorem można uruchomić i pracować na niskich obrotach.

Czytaj: Nesobus – polski autobus na wodór!

Wodór wymaga bardziej skomplikowanego przechowywania i więcej miejsca niż paliwo do silników odrzutowych. Zdjęcie: ROLLS-ROYCE

Jednak przejście od tego momentu do zbudowania zupełnie nowego silnika, zdolnego do bezpiecznego napędzania samolotu pasażerskiego, wymaga znacznie więcej badań i znacznych inwestycji.

Same samoloty również będą musiały zostać przeprojektowane. Wodór, nawet w postaci płynnej, zajmuje około cztery razy więcej miejsca niż nafta potrzebna do przebycia tej samej odległości.

Aby w pierwszej kolejności przekształcić go w ciecz, należy go schłodzić do -253°C. Następnie, przed spaleniem, musi ponownie zamienić się w gaz.

Z punktu widzenia samolotu nastąpiła duża zmiana” — mówi Alan Newby z firmy Rolls-Royce.

„Samoloty będą musiały mieć zbiornik zawierający wodór. Musisz trzymać go w tej naprawdę, naprawdę niskiej temperaturze.”

„Następnie pojawia się problem, w jaki sposób doprowadzasz go również do silnika”.

„Wiele problemów inżynieryjnych musi zostać rozwiązanych, aby wodór działał jako paliwo” – mówi Alan Newby z firmy Rolls-Royce. Zdjęcie: ROLLS-ROYCE

Drugim kluczowym pytaniem jest, skąd pochodzi sam wodór, ponieważ będzie to miało dramatyczny wpływ na korzyści dla środowiska, jakie może on zapewnić.

Paliwem wykorzystywanym w testach jest tzw. zielony wodór produkowany w Europejskim Centrum Energii Morskiej na Orkadach.

Jest wytwarzany za pomocą prądu elektrycznego, który rozdziela wodę na jej składniki, wodór i tlen. Wymagana energia elektryczna jest wytwarzana przy użyciu energii fal i wiatru. Dzięki temu jest to bardzo czyste paliwo.

Jednak większość wodoru produkowanego obecnie do użytku przemysłowego jest uzyskiwana w procesie polegającym na mieszaniu pary wodnej o wysokiej temperaturze z gazem ziemnym pod wysokim ciśnieniem.

Powoduje to jednak wytwarzanie znacznych ilości dwutlenku węgla, który jest następnie uwalniany do atmosfery. Wymaga to również znacznej ilości energii, którą często zapewnia spalanie paliw kopalnych.

Jedną z alternatyw jest tak zwany niebieski wodór. Jest on wytwarzany w ten sam sposób, ale dwutlenek węgla jest wychwytywany i albo przechowywany, albo ponownie wykorzystywany.

Teoretycznie powinno to sprawić, że będzie to czystsze, niskoemisyjne paliwo. Ale ten pogląd został zakwestionowany w artykule naukowców z uniwersytetów Cornell i Stanford w zeszłym roku.

Zasugerowali, że w rzeczywistości używanie niebieskiego wodoru może być bardziej szkodliwe dla planety niż spalanie paliw kopalnych.

W tej chwili jest dużo szumu związanego z wodorem” – mówi Matt Finch, dyrektor ds. polityki w Wielkiej Brytanii w grupie kampanii Transportu i Środowiska.

„Wiele osób mówi: »możemy używać wodoru, potrzebujemy wodoru«. Słyszysz to w przypadku samochodów, ciężarówek, statków, samolotów, ogrzewania domów, chemikaliów.”

„W tej chwili Wielka Brytania skutecznie produkuje zero ekologicznego wodoru. Zaspokojenie wszystkich potrzeb, których wszyscy chcą, jest absolutnie niemożliwe”.

Finch uważa, że oznacza to, że dostawy zielonego wodoru prawdopodobnie będą musiały być reglamentowane przez nadchodzące dziesięciolecia, i mówi, że lotnictwo może nie być priorytetem dla rządów.

Wszystko to oznacza, że prawdopodobnie miną dziesięciolecia, zanim bezemisyjne samoloty napędzane wodorem staną się codziennością.

Nawet wtedy będą prawdopodobnie ograniczać się do rynków krótkodystansowych, przynajmniej na początku. Powszechnie oczekuje się, że na trasach długodystansowych syntetyczne paliwa ekologiczne będą bardziej praktycznym rozwiązaniem.

Niemniej jednak te pierwsze testy na Równinie Salisbury pewnego dnia mogą być postrzegane jako pierwsze, wstępne kroki w kierunku rewolucji technologicznej w branży.