Airbus, Rolls-Royce a Siemens připravují hybridní letoun s bateriemi

Airbus, Siemens a Rolls-Royce připravují letoun s hybridním pohonem. Do roku 2020 plánuje konsorcium předvést modifikovaný proudový letoun BAE 146, který bude mít jeden ze čtyř proudových motorů nahrazen elektrickým pohonem. Letoun s projektovým názvem E-Fan X má fungovat fungovat na podobném principu jako dnešní hybridní vozy. Elektrifikace letectví může začít u drobných aerotaxi a následně malých regionálních dopravních letounů. Plně bateriový dopravní letoun na dlouhé vzdálenosti je s dnešními technologiemi nerealizovatelný. 

Letecká doprava produkuje nezanedbatelné množství emisí. Jde navíc o oblast dopravy, která má dlouhodobě exponenciálně rostoucí trend. To je ostatně jedním z důvodů, proč je například v EU zařazena do systému emisního obchodování (EU ETS).

Možností, jak snížit množství produkovaných emisí, je celá řada. Obvykle se v této oblasti přistupuje k lepšímu návrhu designu letadel s nižším odporem vzduchu, případně se testuje přimíchávání biopaliv do leteckého paliva. Zcela nový přístup nyní ovšem testuje konsorcium společností Airbus, Rolls-Royce a Siemens. Cílem jejich projektu je vyvinout a otestovat funkční prototyp hybridního pohonného systému s využitím baterií.

Letadlo „na baterky“ E-Fan X

Cílem společného projektu společností Airbus, Siemens a Rolls-Royce je do roku 2020 předvést demonstrační  jednotku hybridního pohonného systému pro letadla. Výsledkem bude vylepšený regionální proudový letoun BAE 146 s jednou demonstrační pohonnou jednotku. V letounu E-Fan X (označení projektu) bude v první fázi jeden ze čtyř proudových motorů nahrazen hybridním motorem od firmy Rolls-Royce a Siemens.  Pohonnou jednotku hybridního motoru tvoří 2MW elektromotor z dílny Siemensu, kterému bude dodávat energii kombinace baterie a generátoru poháněného leteckým palivem. Airbus pak zajistí osazení motoru a integraci do řídicích systémů letadla.

“Baterie budou mít váhu dvě tuny, což je stále příliš velká zátěž. Váha baterií je v současnosti významný problém a bude obrovskou výzvou se s ní vypořádat. Letecké dopravě se elektrifikace vyhýbala z velké části kvůli velikosti a hmotnosti potřebných komponent, ale technologie se dnes rychle vyvíjí. Elektrifikace bude mít na budoucnost letectví významný dopad.”
Paul Stein, ředitel technologického oddělení, Rolls-Royce

Energetická hustota je stále problém

Elektrický pohon je poměrně standardní součástí dopravy už více než 100 let. Automobily, vlaky, lodě, MHD, stejně jako i různá vozítka, mají již elektrifikaci za sebou. Jedinou oblastí dopravy, kam doposud elektrifikace výrazněji nepronikla, je letecká doprava.

U letadel není možné využít systémy s přímým elektrickým napájením (jako například u vlaků, trolejbusů, nebo nově testovaných kamionů). V úvahu proto přicházejí akumulátory. Ty současné jsou ovšem příliš těžké a mají nízkou energetickou hustotu.

Například u klasického (fosilního) leteckého paliva je možné z jedné tuny vytěžit přibližně stokrát více energie než dokáže dnešní (stejně těžká) baterie. Ačkoliv je technologický vývoj v oblasti bateriových systémů stále rychlejší, nástupu lehkých a extrémně  výkonných baterií za dostupnou cenu se zřejmě v nejbližší budoucnosti nedočkáme. V případě letadel se proto uvažuje o využití hybridního systému, podobného jako známe například z PHEV automobilů, nebo dieselelektrických lokomotiv.

Elektrické aerotaxi a malé dopravní letouny

Letoun BAE 146, který byl vybrán pro instalaci demonstrační jednotky, dokáže v klasickém provedení přepravit až 100 pasažérů. Potenciál elektrifikace letectví ovšem podle Paula Steina (Rolls-Royce) leží spíše v oblasti malých aerotaxi a regionálních dopravních letadel.

U konceptu aerotaxi je možné se setkat se dvěma rozdílnými přístupy, kdy první se snaží co nejvíce přiblížit klasickému designu osobních automobilů a druhý pak spíše designu drobných letadel. Příkladem prvního přístupu je například slovenský projekt AeroMobil, kdežto druhý z přístupů může reprezentovat například Airbus E-Fan, který je předchozí verzí v současnosti připravovaného projektu E-Fan X.

“Pro malá aerotaxi, která dokáží přepravit až 4 osoby na vzdálenost přibližně 120 km, jsou dnešní bateriové technologie již téměř připravené. U letounů podobných dnešním Airbusům A320 nebo Boeingům 737 bude ovšem bez případného technologického průlomu třeba využívat hybridní technologii přibližně dalších 30 let. Pro letouny s velmi dlouhým doletem je pak využití bateriového napájení za současných podmínek zcela nerealistické.”
Bjorn Fehrm, letecký analytik, Leeham News and Comment