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Analisi delle prestazioni di velivoli evolutivi alimentati a idrogeno

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Performance analysis of evolutionary hydrogen-powered aircraft CO2e emissioni dell’aviazione in vari scenari di adozione di aeromobili con motore LH2, dal 2020 al 2050. Credito: International Council on Clean Transportation

Idrogeno liquido (LH2), secondo un nuovo studio dell’International Council on Clean Transportation (ICCT), gli aerei a combustione potrebbero fornire viaggi aerei senza emissioni di carbonio sul 31%-38% dei chilometri passeggeri percorsi nel 2050. Lo studio esamina le prestazioni e CO2 potenziale di mitigazione degli aeromobili a combustione di idrogeno liquido che potrebbero entrare in servizio nel 2035. Si conclude che gli aeromobili che bruciano “idrogeno verde” prodotto da energia rinnovabile potrebbero consentire voli fino a 3400 km a costi del carburante ridotti rispetto al carburante sostenibile per l’aviazione.

Lo studio arriva quando le autorità di regolamentazione europee e americane stanno sviluppando mandati e incentivi per promuovere l’uso di carburanti alternativi per i jet.

“Gli aerei alimentati a idrogeno sembrano sorprendentemente fattibili dal punto di vista del design”, spiega Jayant Mukhopadhaya dell’ICCT, l’autore principale dello studio. “Sui voli a corto e medio raggio in cui gli aerei a idrogeno sono praticabili, questi aerei potrebbero virtualmente eliminare le emissioni di carbonio”. Lo studio dell’ICCT analizza le caratteristiche prestazionali, i costi e le emissioni relativi al carburante e il potenziale di LH2 aerei per sostituire gli aerei a combustibili fossili.

Due LH evolutivi2 sono stati valutati i progetti di combustione basati su un design standard tubo-ala-coda che potrebbe entrare in servizio nel 2035. Ciascuno incorpora una fusoliera allungata per ospitare LH2 ripostiglio dietro la cabina passeggeri. Airbus sta valutando se sviluppare LH2-aeromobili a motore dal 2025 nell’ambito del suo programma ZEROe. A causa della massa e del volume dell’LH2 serbatoio del carburante, questi velivoli hanno una portata più breve rispetto agli aerei a combustibili fossili.

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Tuttavia, la modellazione suggerisce che LH evolutivo2-aereo a fusoliera stretta può trasportare 165 passeggeri fino a 3.400 km, mentre LH2-aereo turboelica in grado di trasportare 70 passeggeri fino a 1.400 km. Lo studio ha scoperto che LH evolutivo2– gli aeromobili a motore potrebbero limitare, ma non ridurre assolutamente, l’equivalente complessivo di anidride carbonica dell’aviazione passeggeri (CO2e) emissioni rispetto ai livelli del 2035.

Il limite delle emissioni richiederebbe che la maggior parte dei voli a corto e medio raggio nel 2050 vengano effettuati con LH2 aerei che utilizzano idrogeno verde. Uno scenario meno ambizioso del 20% al 40% di adozione di LH2 aeromobili su rotte sostituibili mitigherebbero da 126 a 251 Mt CO2e nel 2050, rappresentando dal 6% al 12% della CO dell’aviazione passeggeri2e trasmissioni. Altre tecnologie, tra cui aeromobili più efficienti in termini di consumo di carburante e carburanti sostenibili per l’aviazione, sarebbero necessarie per raggiungere gli aggressivi obiettivi climatici delle compagnie aeree di zero emissioni nette entro il 2050.

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Lo studio ha anche valutato due opzioni di carburante a idrogeno e l’e-kerosene rispetto al carburante Jet A convenzionale. Si prevede che l’idrogeno verde costerà più del carburante fossile per jet, ma meno dell’idrogeno blu (estratto dai combustibili fossili, con sequestro del carbonio) e dell’e-kerosene. Il prezzo del carbonio sarebbe necessario per rendere l’LH verde2 competitivo in termini di costi con il carburante Jet A, con un pareggio previsto compreso tra $ 100 e $ 280/ton CO2e nel 2050, a seconda della regione.

Lo studio non affronta altre questioni che aiuteranno a determinare la fattibilità dell’idrogeno come carburante per l’aviazione, compresi i requisiti infrastrutturali e le problematiche di sicurezza relative alla fornitura, allo stoccaggio e al rifornimento di idrogeno. Politiche governative come la fissazione del prezzo del carbonio, standard per combustibili a basse emissioni di carbonio o mandati di combustibili alternativi, nonché investimenti in tecnologie chiave per l’idrogeno come LH2 serbatoi di stoccaggio e turbine a combustione di idrogeno saranno necessari per sostenere la tesi degli aerei alimentati a idrogeno.

“Sarà necessario un significativo sostegno del governo per far funzionare gli aerei a idrogeno”, osserva Dan Rutherford, direttore dell’aviazione dell’ICCT. “Ma meritano condizioni di parità insieme a carburanti sostenibili per l’aviazione ‘drop-in’, che rimangono scarsi e costosi”.


Fornito dal Consiglio internazionale sui trasporti puliti

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