Электрическая авиация - это не полет фантазии: ведущие авиакомпании, такие как United и EasyJet, уже начали использовать ее, а первые коммерческие рейсы в США запланированы на 2026 год.
Возможно, вы сядете в электрический самолет раньше, чем вы думаете. Первые запуски крупной авиакомпании, включая United, должны состояться в 2026 году, а такие страны, как Дания и Швеция, объявили о планах отказаться от ископаемого топлива на всех внутренних рейсах к 2030 году.
Прошедший год еще больше приблизил авиационную отрасль к цели создания жизнеспособных коммерческих электрических самолетов. В июле United Airlines объявила о покупке 100 19-местных электрических самолетов с нулевым уровнем выбросов у шведского стартапа Heart Aerospace; они собираются совершить короткие перелеты в США в 2026 году.
В Европе партнерство EasyJet с американским стартапом Wright Electric привело к планам разработки Wright 1, полностью электрического 186-местного коммерческого пассажирского самолета с дальностью полета 800 миль, ввод которого в эксплуатацию намечен на 2030 год. Еще раньше Wright Electric объявила в ноябре о планах по выпуску 100-местного электрического автомобиля Wright Spirit, который должен выйти в 2026 году.
Несмотря на то, что это одни из лидеров, множество авиационных компаний - от молодых стартапов до отраслевых титанов и правительственных учреждений, таких как НАСА, - активно развивают электрические коммерческие самолеты в надежде на достижение полета без выбросов углерода. Эксперты говорят, что эта траектория является экологической необходимостью перед лицом усугубляющегося климатического кризиса.
«Мы знаем, что сейчас транспорт является крупнейшим источником выбросов углерода и глобального потепления. И полеты - большая часть этого», - говорит Джефф Энглер, генеральный директор Wright Electric.
Лукас Кестнер, соучредитель Sustainable Aero Lab, акселератора в Германии, который наставляет глобальные стартапы в области устойчивой авиации, говорит, что нынешнее рвение отрасли является отражением «нового духа времени, когда глобальное потепление стало проблемой, которую все большее число людям небезразлична, и проблема, которую люди хотят решить с помощью действий».
По оценкам швейцарского банка UBS, к 2035 году четверть отрасли гражданской авиации будет гибридной или полностью электрической.
Почему электроавиация сейчас набирает обороты
Авиационный сектор выбрасывал в атмосферу около миллиарда тонн CO2 ежегодно, до пандемии, или около 3 процентов мировых выбросов углекислого газа. Прогнозируется, что к 2050 году количество углерода, выбрасываемого самолетами, вырастет втрое, если не остановить его нынешнюю траекторию быстрого роста.
Это ставит отрасль в противоречие с крайним сроком нулевых выбросов углерода к 2050 году, установленным США. N. В октябре большинство крупных мировых авиакомпаний подписали соглашение о достижении этой цели, но ограничения существующих авиационных технологий, работающих на ископаемом топливе, являются препятствием для таких целей декарбонизации.
Венкат Вишванатан, профессор машиностроения Университета Карнеги-Меллона и эксперт по авиационным батареям, говорит, что питание от электрических батарей «откроет возможности для решения проблемы выбросов, по крайней мере, для значительной части авиации». Тем не менее, он добавляет оговорку, что само по себе это не решит углеродный кризис: «Я думаю, что должно быть много других элементов - много других конкурирующих технологий, - которые необходимо учитывать для полной дуги будущего авиации».
Досягаемость авиации в области чистой энергии совпадает с другими областями транспорта. «Неизбежный сдвиг, который уже произошел в автомобильном мире, который происходит в морском мире, мы наблюдаем те же тенденции в аэрокосмической отрасли», - объясняет Энглер из Wright.
В то же время правительства все чаще разрабатывают политику, чтобы открыть более зеленую эру для авиации. Скандинавия лидирует: Дания и Швеция к 2030 году перестанут использовать ископаемое топливо на всех внутренних рейсах; в Норвегии - 2040 год. Тем временем Франция и Австрия недавно ввели запрет на некоторые внутренние ближнемагистральные рейсы.
В Соединенных Штатах администрация Байдена также стремится сократить выбросы, уделяя особое внимание транспортному сектору, использующему экологически чистую энергию. Тем не менее, климатические активисты, такие как Чарли Крей из «Гринпис», говорят, что политика США «только начинает движение по взлетно-посадочной полосе». Крей говорит, что администрация слишком много внимания уделяла устойчивому авиационному топливу и скорее «должна уделить первоочередное внимание внедрению и внедрению технологий электрических двигателей для более коротких пассажирских маршрутов и грузовых самолетов».
Как будет выглядеть полет на электричестве
Электрические самолеты, как и электромобили, полагаются на электроэнергию, вырабатываемую батареями, а не на стандартное жидкое реактивное топливо. Тем не менее, сегодняшние аккумуляторы далеко не так энергоемки, как реактивное топливо, и требуют больших размеров и веса, что создает серьезные аэродинамические проблемы.
Несмотря на то, что легкие, но достаточно мощные батареи для небольших электрифицированных самолетов, летающих на короткие расстояния, становятся все более жизнеспособными, Вишванатан говорит, что для более крупных самолетов необходимы более значительные прорывы в области батарей или альтернативные технологии. «Вам, вероятно, нужно в три-четыре раза больше веса авиалайнера [в батареях], чтобы иметь возможность питать его, поэтому вы не можете их сделать», - объясняет он.
Соответственно, зарождающаяся отрасль в первую очередь ориентируется на региональные рейсы на короткие расстояния на небольших самолетах, что синхронизируется со значительным сегментом авиации: около половины маршрутов полетов, выполняемых сегодня во всем мире, составляют менее 500 миль.
Электрические самолеты оказались более экономичными и для авиакомпаний, так как они сокращают расходы на топливо и техническое обслуживание. Энглер говорит: «Мы ожидаем, что со временем расходы авиакомпаний сократятся, и они смогут передать эту экономию потребителям».
Майкл Лескинен, президент United Airlines Ventures - корпоративного венчурного фонда авиакомпании - говорит, что самолеты ES-19, которые она покупает у Heart Aerospace, в 100 раз дешевле в обслуживании, что обеспечивает «операционную экономию, которую можно передать нашим клиентам».
Эти сниженные эксплуатационные расходы означают, что электрические самолеты могут возродить ближнемагистральные маршруты в небольшие региональные аэропорты, которые ранее были заброшены из-за нерентабельности. «Девятнадцатиместные самолеты были нормой еще несколько десятилетий назад для региональных рейсов, пока расходы не заставили отрасль использовать более крупные самолеты», - объясняет Лескинен. Он говорит, что авиакомпания намерена использовать ES-19 на более чем 100 региональных маршрутах United, за исключением большинства узловых аэропортов.
Кто основные игроки
Приблизительно 200 мировых компаний в настоящее время занимаются проектами электрических самолетов, некоторые из которых уже совершили короткие и успешные испытательные полеты. Это диверсифицированная конкурентная среда, в которой стартапы могут иметь преимущество. Кестнер из Sustainable Aero Lab говорит, что стартапы «развиваются быстрее и гораздо более гибкие, чем тяжеловесы отрасли».
Меньшие электрические самолеты вместимостью от двух до четырех человек для частных, корпоративных и авиатакси, в основном с помощью самолетов eVTOL (электрический вертикальный взлет и посадка), уже выпускаются с первым поколением технологии, поддерживаемые такими громкими именами, как Boeing, Airbus, NASA и Toyota, а также множеством шумных стартапов, включая калифорнийские Archer Aviation и Joby Aviation, немецкую Lilium и U. Вертикальное аэрокосмическое пространство К. United, American Airlines, Virgin Atlantic и Japan Airlines входят в число авиакомпаний, у которых есть заказы на eVTOL, и планируют представить новый вид услуг воздушного такси уже в 2024 году.
«Через десять лет рейс из Лос-Анджелеса в Кеннеди по-прежнему не будет электрическим, но вы, вероятно, сможете долететь до аэропорта на электрическом воздушном такси по очень разумной цене и без вредных выбросов», - Кестнер. говорит.
Самолеты с шестью-девятью пассажирами также близки к взлету. Израильская компания Eviation разработала девятиместный электрический самолет под названием Alice, который региональный американский авиаперевозчик Cape Air собирается запустить в эксплуатацию в следующем году. Электрический двигатель Alice был построен дочерней компанией MagniX, базирующейся в штате Вашингтон. Канадский перевозчик гидросамолетов Harbour Air также тестирует систему MagniX для модернизации своего флота и надеется начать коммерческую эксплуатацию новых электрических гидросамолетов в конце этого года.
Более крупные 19-местные самолеты United от Heart Aerospace запланированы на ближнемагистральные внутренние рейсы из таких узлов, как Чикаго и Сан-Франциско, в 2026 году; региональная американская авиакомпания Mesa Airlines и финская Finnair также подписали контракт на покупку самолетов Heart ES-19.
Самый большой электрический самолет, находящийся в разработке, - это 186-местный Wright 1 компании Wright Electric, который EasyJet намеревается эксплуатировать уже в 2030 году. Wright также объявила в ноябре о своих планах по выпуску своего 100-местного Wright Spirit, который будет модернизирован BAe 146. самолеты (от британской аэрокосмической компании BAE Systems) с электрическими батареями.
Модернизация существующих самолетов аккумуляторной технологией считается значительно более быстрым путем прохождения сертификации, чем начинать с нуля. «Это позволяет нам гораздо быстрее выходить на рынок и гораздо раньше начинать воздействовать на углеродный след отрасли», - говорит Энглер. По его оценкам, модернизация сократит процесс федеральной сертификации вдвое, если не меньше.
Откуда идут дела
Помимо технических препятствий, связанных с батареями, эксперты видят и другие препятствия на пути широкого распространения электрических самолетов. Существуют строгие и длительные процессы сертификации с регулирующими органами, проблемы с финансированием и период акклиматизации, чтобы общественность считала новую технологию безопасной.
И еще возникает проблема, что электрическая авиация, нацеленная на самолеты меньшего размера и более короткие маршруты, в конечном итоге не окажет должного влияния на цели отрасли по сокращению выбросов. «Что касается выбросов, 95 процентов углеродного следа отрасли приходится на самолеты вместимостью более 100 пассажиров», - говорит Энглер, объясняя решение Wright Electric нацелиться на разработку более крупных самолетов.
Кестнер отмечает, что, поскольку «трансконтинентальные или даже настоящие дальнемагистральные операции в обозримом будущем все еще невозможны», более чистые новые виды энергии, такие как экологически чистое авиационное топливо и, в более отдаленных районах, водородная энергетика, должны быть в центре внимания отрасли. более длинные маршруты.
Гибридно-электрическая технология, в которой батареи сочетаются с традиционными двигателями на реактивном топливе, является еще одной многообещающей стратегией. Такие компании, как калифорнийский стартап Ampaire и французская VoltAero, уже разрабатывают гибридные самолеты.
«Я думаю, что гибриды станут важным мостом к, надеюсь, в целом, полностью электрическому в будущем», - говорит Вишванатан, который объясняет, что гибриды обеспечат экономию топлива и энергии, сокращение выбросов и помогут получить общественность устраивает полеты на электричестве, подобно тому, как такие автомобили, как Toyota Prius, сделали для автомобильной промышленности.
Эксперты говорят, что потребители также обладают покупательной способностью, которая способствует развитию более экологичной авиационной отрасли. В целом, говорит Энглер, «клиенты требуют более чистых, экологичных, тихих и недорогих способов летать».
Хервиг Шустер из «Гринпис» говорит, что экологически сознательные путешественники должны дважды подумать, прежде чем летать, и предлагает принять более неотложные политические меры «для борьбы с неконтролируемыми выбросами в авиационном секторе», такие как сокращение рейсов, краткое - запреты на полеты на дальние расстояния и инвестиции в альтернативные более экологичные виды транспорта, такие как железнодорожный. Он предупреждает, что без более срочных действий «более экологичное топливо или электрические самолеты обеспечат лишь сокращение выбросов, которое слишком мало или слишком поздно для сегодняшнего спроса».