نجحت أكبر طائرة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين في العالم في رحلتها الأولى.

قام متظاهر خلية وقود الهيدروجين في Universal Hydrogen برحلته الأولى إلى بحيرة موس ، واشنطن ، الأسبوع الماضي. استغرقت الرحلة التجريبية 15 دقيقة ووصلت إلى ارتفاع 3500 قدم. تعتمد منصة الاختبار على Dash8-300 ، أكبر طائرة تعمل بخلايا وقود الهيدروجين في العالم.

أقلعت الطائرة ، الملقبة بـ Lightning McClean ، من مطار مقاطعة جرانت الدولي (KMWH) في الساعة 8:45 صباحًا في 2 مارس ووصلت إلى ارتفاع 3500 قدم بعد 15 دقيقة. الرحلة ، التي تستند إلى شهادة صلاحية الطيران الخاصة FAA ، هي الأولى من رحلة تجريبية مدتها سنتان ومن المتوقع أن تبلغ ذروتها في عام 2025. الطائرة ، التي تم تحويلها من طائرة إقليمية ATR 72 ، تحتفظ فقط بمحرك توربيني أصلي واحد يعمل بالوقود الأحفوري من أجل السلامة ، بينما يتم تشغيل الباقي بواسطة الهيدروجين النقي.

تهدف شركة Universal Hydrogen إلى أن تكون عمليات طيران إقليمية مدعومة بالكامل بخلايا وقود الهيدروجين بحلول عام 2025. في هذا الاختبار ، ينبعث محرك يعمل بخلية وقود هيدروجين نظيف الماء فقط ولا يلوث الغلاف الجوي. نظرًا لأنه اختبار أولي ، لا يزال المحرك الآخر يعمل بالوقود التقليدي. لذا إذا نظرت إليها ، ستجد فرقًا كبيرًا بين المحركات اليمنى واليسرى ، حتى قطر الشفرات وعدد الشفرات. وفقًا لشركة Universal Hydrogren ، تعد الطائرات التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين أكثر أمانًا وأرخص في التشغيل ولها تأثير ضئيل على البيئة. خلايا وقود الهيدروجين الخاصة بهم هي وحدات ويمكن تحميلها وتفريغها من خلال مرافق الشحن الموجودة في المطار ، بحيث يمكن للمطار تلبية احتياجات تجديد الطائرات التي تعمل بالهيدروجين دون تعديل. من الناحية النظرية ، يمكن للطائرات الأكبر حجمًا أن تفعل الشيء نفسه ، حيث من المتوقع أن يتم استخدام المراوح التوربينية التي تعمل بخلايا وقود الهيدروجين بحلول منتصف عام 2030.

في الواقع ، يعتقد بول إريمينكو ، المؤسس المشارك والرئيس التنفيذي لشركة Universal Hydrogen ، أنه سيتعين على الطائرات أن تعمل بالهيدروجين النظيف بحلول منتصف عام 2030 ، وإلا فسيتعين على الصناعة قطع الرحلات الجوية لتلبية أهداف الانبعاثات الإلزامية على مستوى الصناعة. ستكون النتيجة ارتفاعًا حادًا في أسعار التذاكر وصراعًا للحصول على تذكرة. لذلك ، من الضروري تعزيز البحث والتطوير لطائرات الطاقة الجديدة. لكن هذه الرحلة الأولى توفر أيضًا بعض الأمل للصناعة.

تم تنفيذ المهمة من قبل أليكس كرول ، وهو طيار اختبار سابق متمرس في القوات الجوية الأمريكية وطيار الاختبار الرئيسي للشركة. وقال إنه في الجولة التجريبية الثانية ، كان قادرًا على الطيران بالكامل باستخدام مولدات خلايا وقود الهيدروجين ، دون الاعتماد على محركات الوقود الأحفوري البدائية. قال كرول: "تتمتع الطائرة المعدلة بأداء معالجة ممتاز ونظام طاقة خلية وقود الهيدروجين ينتج عنه ضوضاء واهتزازات أقل بكثير من المحركات التوربينية التقليدية".

تمتلك شركة Universal Hydrogen عشرات الطلبات من الركاب للطائرات الإقليمية التي تعمل بالهيدروجين ، بما في ذلك شركة Connect Airlines ، وهي شركة أمريكية. وصف جون توماس ، الرئيس التنفيذي للشركة ، رحلة Lightning McClain بأنها "نقطة الصفر لإزالة الكربون من صناعة الطيران العالمية".

لماذا الطائرات التي تعمل بالهيدروجين خيار للحد من الكربون في الطيران؟

يعرض تغير المناخ النقل الجوي للخطر لعقود قادمة.

ينبعث من الطيران سدس كمية ثاني أكسيد الكربون التي تصدرها السيارات والشاحنات ، وفقًا لمعهد الموارد العالمية ، وهو مجموعة بحثية غير ربحية مقرها واشنطن. ومع ذلك ، تنقل الطائرات عددًا أقل بكثير من الركاب يوميًا مقارنة بالسيارات والشاحنات.

زادت أكبر أربع شركات طيران (الأمريكية ، المتحدة ، دلتا والجنوب الغربي) من استخدام وقود الطائرات بنسبة 15 في المائة بين عامي 2014 و 2019. ومع ذلك ، على الرغم من حقيقة أنه تم وضع طائرات أكثر كفاءة ومنخفضة الكربون قيد الإنتاج ، فقد ظل عدد الركاب قيد التشغيل اتجاه تنازلي منذ عام 2019.

تلتزم شركات الطيران بأن تصبح محايدة للكربون بحلول منتصف القرن ، وقد استثمر البعض في الوقود المستدام للسماح للطيران بلعب دور نشط في تغير المناخ.

الوقود المستدام (SAFs) هو الوقود الحيوي المصنوع من زيت الطهي أو الدهون الحيوانية أو النفايات البلدية أو غيرها من المواد الأولية. يمكن مزج الوقود بالوقود التقليدي لتشغيل المحركات النفاثة ويستخدم بالفعل في الرحلات التجريبية وحتى في رحلات الركاب المجدولة. ومع ذلك ، فإن الوقود المستدام مكلف ، أي حوالي ثلاثة أضعاف وقود الطائرات التقليدي. مع شراء المزيد من شركات الطيران للوقود المستدام واستخدامها ، سترتفع الأسعار أكثر. يضغط المدافعون عن حوافز مثل الإعفاءات الضريبية لتعزيز الإنتاج.

يُنظر إلى الوقود المستدام على أنه وقود جسر يمكنه خفض انبعاثات الكربون حتى يتم تحقيق اختراقات أكثر أهمية مثل الطائرات التي تعمل بالكهرباء أو الهيدروجين. في الواقع ، قد لا يتم استخدام هذه التقنيات على نطاق واسع في الطيران لمدة 20 أو 30 عامًا أخرى.

تحاول الشركات تصميم وبناء طائرات كهربائية ، لكن معظمها عبارة عن طائرات صغيرة تشبه الهليكوبتر تقلع وتهبط عموديًا ولا تحمل سوى عدد قليل من الركاب.

يتطلب صنع طائرة كهربائية كبيرة قادرة على حمل 200 راكب - أي ما يعادل رحلة عادية متوسطة الحجم - بطاريات أكبر وأوقات طيران أطول. وفقًا لهذا المعيار ، يجب أن تزن البطاريات حوالي 40 ضعف وزن وقود الطائرات حتى يتم شحنها بالكامل. لكن الطائرات الكهربائية لن تكون ممكنة بدون ثورة في تكنولوجيا البطاريات.

طاقة الهيدروجين هي أداة فعالة لتحقيق انبعاثات منخفضة الكربون وتلعب دورًا لا يمكن الاستغناء عنه في تحول الطاقة العالمي. الميزة الكبيرة لطاقة الهيدروجين على مصادر الطاقة المتجددة الأخرى هي أنه يمكن تخزينها على نطاق واسع عبر المواسم. من بينها ، يعتبر الهيدروجين الأخضر هو الوسيلة الوحيدة لإزالة الكربون العميق في العديد من الصناعات ، بما في ذلك المجالات الصناعية التي تمثلها البتروكيماويات والصلب والصناعات الكيماوية وصناعة النقل التي يمثلها الطيران. وفقًا للجنة الدولية للطاقة الهيدروجينية ، من المتوقع أن يصل سوق طاقة الهيدروجين إلى 2.5 تريليون دولار بحلول عام 2050.

قال دان رذرفورد ، الباحث في إزالة الكربون عن السيارات والطائرات في المجلس الدولي للنقل النظيف ، وهي مجموعة بيئية ، لوكالة أسوشيتيد برس: "الهيدروجين بحد ذاته وقود خفيف للغاية". "لكنك تحتاج إلى خزانات كبيرة لتخزين الهيدروجين ، والدبابة نفسها ثقيلة للغاية."

بالإضافة إلى ذلك ، هناك عيوب وعقبات أمام استخدام وقود الهيدروجين. على سبيل المثال ، ستكون هناك حاجة إلى بنية تحتية جديدة ضخمة ومكلفة في المطارات لتخزين غاز الهيدروجين المبرد في شكل سائل.

ومع ذلك ، لا يزال رذرفورد متفائلاً بحذر بشأن الهيدروجين. يعتقد فريقه أن الطائرات التي تعمل بالهيدروجين ستكون قادرة على السفر لمسافة 2100 ميل بحلول عام 2035.