Ein Vollelektrisches Passagierflugzeug hat seinen Erstflug absolviert in diesem Herbst, was möglicherweise den Eintritt des Luftverkehrs in das Elektrozeitalter einläutet. Oder doch?
Das Ausweichflugzeug Alice Sie sehen oben, dass es nur acht Minuten lang mit 3.500 Fuß und einer Geschwindigkeit von 260 Knoten (oder 300 Meilen pro Stunde) kreuzte. Diese Statistiken sind bei weitem nicht annähernd das, was die großen, Geld verdienenden und umweltschädlichen Verkehrsflugzeuge leisten können. Die Flugzeuge, in denen die meisten von uns fahren, können mit über 500 Meilen pro Stunde und Höhen von über 30.000 Fuß in der Luft fliegen.
Verbraucher verstehen die Grenzen von Elektrofahrzeuge und sich den Herausforderungen angepasst haben. Wenn es um die Reichweite von Elektroflugzeugen geht, werden es die Hersteller jedoch deutlich schwerer haben, in die Lüfte zu gehen. Verdrahtet hat einen Überblick über die grundlegende Physik, die so zugänglich ist, dass sogar ich es verstehe. Das ganze Stück ist Ihre Zeit wert, aber hier ist eine gute Zusammenfassung des wesentlichen Problems von Elektroflugzeugen:
Kommen wir zurück zum Beispiel der 747. Die meisten Varianten dieses Flugzeugs haben eine Treibstoffkapazität von etwa 200.000 Litern, was wirklich viel Treibstoff ist. Bei einer Dichte von etwa 0,8 Kilogramm pro Liter ergibt das eine Kraftstoffmasse von 160.000 Kilogramm. Die spezifische Energie von Kerosin liegt bei etwa 12.600 Wattstunden pro Kilogramm. Das bedeutet, dass Sie mit 1 Kilogramm Kraftstoff 1 Stunde lang eine Leistung von 1 Watt erhalten könnten – vorausgesetzt, Sie können die gesamte Energie nutzen, was nicht möglich ist.
Nehmen wir an, dass der Gesamtwirkungsgrad des Flugzeugs 35 Prozent beträgt (was dasselbe ist, als würde man sagen, dass jedes Düsentriebwerk einen Wirkungsgrad von 35 Prozent hat). Das bedeutet, dass 1 Kilogramm Kraftstoff tatsächlich nur 0,35 Watt für eine Stunde liefert. Aber Sie sehen, wohin das führt, oder? Ich kenne die Treibstoffmenge in der 747 und die benötigte Leistung. Damit kann ich die Flugzeit (und auch die Flugstrecke) berechnen. Wenn ich die Zahlen aufdrehe, erhalte ich eine Flugzeit von 13,5 Stunden und eine Entfernung von rund 10.000 Kilometern oder 6.200 Meilen. Das ist nur eine grobe Berechnung, aber es scheint legitim.
Nehmen wir nun an, ich nehme den ganzen Düsentreibstoff und ersetze ihn durch Batterien. Angenommen, ich kann die Strahltriebwerke durch gleichwertige elektrisch betriebene Turbofan-Triebwerke oder so etwas ersetzen. Das ist also eine 160.000-Kilogramm-Batterie. Elektroautos verwenden eine Lithium-Ionen-Batterie, und die beste spezifische Energie, die Sie erhalten können, beträgt etwa 250 Wattstunden pro Kilogramm. Jetzt sieht man schon das Problem. Gehe ich davon aus, dass ein Elektromotor einen Wirkungsgrad von 50 Prozent hat, könnte unsere elektrisch betriebene 747 22,7 Minuten lang fliegen und dabei eine Reichweite von 304 Kilometern haben. Vergessen Sie diese Reise nach Hawaii.
Die Zahlen lügen nicht: Düsentreibstoff ist einfach besser darin, Jets durch die Luft zu treiben als große Batteriepakete, aber der Treibstoff ist auch unglaublich schlecht in Bezug auf Emissionen. Flugzeuge stoßen nicht nur enorme Mengen an CO2 aus, sondern auch Stickoxide, da Düsenflugzeuge so hoch fliegen. Ganz zu schweigen von einigen Flugzeuge verwenden immer noch verbleites Benzin für ihre Flüge, deren gesundheitliche Auswirkungen derzeit unbekannt sind. Die Umweltverschmutzung durch Flugreisen wird immer schlimmer; Die Emissionen stiegen demnach in sechs Jahren um 30 Prozent von 707 Millionen Tonnen im Jahr 2013 auf 920 Millionen Tonnen im Jahr 2019 Institut für Umwelt- und Energiestudien.
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