Warum haben wir kein Elektroflugzeug?

Warum haben wir kein Elektroflugzeug?CC BY-ND

Elektroautos, Züge, Straßenbahnen und Boote gibt es bereits. Das führt logischerweise zu der Frage: Warum sehen wir keine großen Elektroflugzeuge? Und werden wir sie bald sehen?

Warum haben wir Elektroautos und -züge, aber nur wenige Elektroflugzeuge? Der Hauptgrund ist, dass es viel einfacher ist, ein Auto oder einen Zug radikal zu modifizieren, auch wenn sie von außen traditionellen Fahrzeugen mit fossilen Brennstoffen sehr ähnlich sehen.

Landfahrzeuge können die zusätzliche Masse aus Stromspeichern oder elektrischen Antriebssystemen problemlos bewältigen, Flugzeuge sind jedoch viel empfindlicher.

Beispielsweise führt eine Erhöhung der Masse eines Autos um 35% zu einer Erhöhung des Energieverbrauchs von 13-20%. Für ein Flugzeug ist der Energieverbrauch jedoch direkt proportional zur Masse: Wenn die Masse um 35% erhöht wird, benötigt das Flugzeug 35% mehr Energie (alle anderen Faktoren sind gleich).

Das ist aber nur ein Teil der Geschichte. Flugzeuge reisen auch viel weiter als Landfahrzeuge, was bedeutet, dass ein Flug viel mehr Energie benötigt als eine durchschnittliche Straßenfahrt. Das Flugzeug muss an Bord die gesamte Energie speichern, die erforderlich ist, um seine Masse für jeden Flug zu bewegen (im Gegensatz zu einem Zug, der an ein Stromnetz angeschlossen ist). Die Verwendung einer schweren Energiequelle bedeutet daher, dass mehr Energie für einen Flug benötigt wird, was zu zusätzlicher Masse usw. führt.

Für ein Flugzeug ist die Masse von entscheidender Bedeutung, weshalb Fluggesellschaften ihr Gepäck sorgfältig wiegen. Elektroflugzeuge benötigen Batterien mit genügend Energie pro Kilogramm Batterie, oder die Massenstrafe bedeutet, dass sie einfach keine langen Strecken fliegen können.

Flugzeuge mit kurzer Reichweite

Trotzdem sind Elektroflugzeuge am Horizont - aber Sie werden in Kürze keine elektrischen 747s mehr sehen.

Die derzeit besten verfügbaren Lithium-Ionen-Akkus liefern ungefähr 200 Wattstunden (Wh) pro Kilogramm 60 mal weniger als aktueller Flugzeugtreibstoff. Dieser Batterietyp kann kleine elektrische Lufttaxis mit bis zu vier Passagieren über eine Entfernung von ungefähr 100km versorgen. Für längere Fahrten werden energiedichtere Zellen benötigt.

Elektrische Nahverkehrs-Pendlerflugzeuge, die beispielsweise für weniger als 30km bis zu 800 Personen befördern, benötigen speziell zwischen 750 und 2,000Wh / kg, was etwa 6-17% des Energiegehalts von Kerosin-basiertem Düsentreibstoff entspricht. Auch größere Flugzeuge benötigen immer leichtere Batterien. Zum Beispiel verbraucht ein Flugzeug, das 140-Passagiere für 1,500km befördert, ungefähr 30kg Kerosin pro Passagier. Mit der aktuellen Batterietechnologie werden fast 1,000kg Batterien pro Passagier benötigt.

Um regionale Pendlerflugzeuge vollelektrisch zu machen, muss das Batteriegewicht um das Vier- bis Zehnfache reduziert werden. Die langfristige historische Verbesserungsrate der Batterieenergie lag bei 3-4% pro Jahr und verdoppelte sich ungefähr alle zwei Jahrzehnte. Ausgehend von einer Fortsetzung dieses historischen Trends könnte die vierfache Verbesserung, die für ein vollelektrisches Pendlerflugzeug erforderlich ist, möglicherweise um die Mitte des Jahrhunderts erreicht werden.

Dies scheint zwar unglaublich lange zu dauern, entspricht jedoch dem Zeitrahmen für Änderungen in der Luftfahrtindustrie in Bezug auf den Lebenszyklus der Infrastruktur und des Flugzeugdesigns. Die Entwicklung eines neuen Flugzeugs dauert ungefähr 5-10 Jahre und wird dann zwei bis drei Jahrzehnte in Betrieb bleiben. Einige Flugzeuge fliegen noch Jahre nach ihrem ersten Flug 50.

Hier kommen die Hybriden

Bedeutet das, dass das Langstreckenfliegen immer von fossilen Brennstoffen abhängt? Nicht unbedingt.

Während vollelektrische Großflugzeuge eine wesentliche, noch nicht erfundene Änderung der Energiespeicherung erfordern, gibt es andere Möglichkeiten, die Umweltbelastung durch das Fliegen zu verringern.

Hybrid-Elektroflugzeuge kombinieren Kraftstoffe mit elektrischem Antrieb. Diese Flugzeugklasse umfasst ein Design ohne Batterien, bei dem das elektrische Antriebssystem dazu dient, den Schubwirkungsgrad zu verbessern und die benötigte Kraftstoffmenge zu reduzieren.

Hybrid-Elektroflugzeuge mit Batterien sind ebenfalls in der Entwicklung, bei denen die Batterien unter bestimmten Umständen zusätzliche Leistung liefern können. Batterien können dann beispielsweise für einen sauberen Start und eine saubere Landung sorgen, um Emissionen in der Nähe von Flughäfen zu reduzieren.

Elektroflugzeuge sind auch nicht die einzige Möglichkeit, den direkten CO2-Fußabdruck beim Fliegen zu verringern. Alternative Kraftstoffe wie Biokraftstoffe und Wasserstoff werden ebenfalls untersucht.

Biokraftstoffe, aus denen Kraftstoffe gewonnen werden Pflanzen oder Algenwurden erstmals auf einem kommerziellen Flug in 2008 und Mehrere Fluggesellschaften haben Versuche durchgeführt mit ihnen. Obwohl dies noch nicht weit verbreitet ist, werden derzeit in erheblichem Umfang nachhaltige Biokraftstoffe untersucht, die keine Auswirkungen auf die Süßwasserquellen oder die Lebensmittelproduktion haben.

Biokraftstoffe produzieren zwar immer noch CO₂, erfordern jedoch keine wesentlichen Änderungen an vorhandenen Flugzeugen oder der Flughafeninfrastruktur. Wasserstoff erfordert andererseits eine vollständige Neugestaltung der Betankungsinfrastruktur des Flughafens und hat auch erhebliche Auswirkungen auf das Design des Flugzeugs selbst.

Während Wasserstoff sehr leicht ist - enthält Wasserstoff dreimal mehr Energie pro Kilogramm als Kerosin - seine Dichte ist sehr gering, auch wenn es als Flüssigkeit bei -250 ℃ gelagert wird. Dies bedeutet, dass der Treibstoff nicht mehr in der Tragfläche gespeichert werden kann, sondern in relativ schwere und sperrige Tanks im Rumpf transportiert werden muss. Trotz dieser Nachteile können wasserstoffbetriebene Langstreckenflüge verbrauchen Bis zu 12% weniger Energie als Kerosin.

Über den Autor

Dries Verstraete, Dozent für Luft- und Raumfahrtdesign und Antriebstechnik, Universität von Sydney

Dieser Artikel wird erneut veröffentlicht Das Gespräch unter einer Creative Commons-Lizenz. Lies das Original Artikel.

Bücher zum Thema

Drawdown: Der umfassendste Plan, der je zur Umkehr der globalen Erwärmung vorgeschlagen wurde

von Paul Hawken und Tom Steyer
9780143130444Angesichts der weit verbreiteten Angst und Apathie hat sich eine internationale Koalition von Forschern, Fachleuten und Wissenschaftlern zusammengeschlossen, um eine Reihe realistischer und mutiger Lösungen für den Klimawandel anzubieten. Einhundert Techniken und Praktiken werden hier beschrieben - einige sind bekannt; Einige, von denen Sie vielleicht noch nie gehört haben. Sie reichen von sauberer Energie über die Aufklärung von Mädchen in einkommensschwachen Ländern bis hin zu Landnutzungspraktiken, die Kohlenstoff aus der Luft ziehen. Die Lösungen existieren, sind wirtschaftlich rentabel und werden derzeit von Communities auf der ganzen Welt mit Geschick und Entschlossenheit umgesetzt. Erhältlich bei Amazon

Design Climate Solutions: Ein Leitfaden für kohlenstoffarme Energie

von Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Angesichts der Auswirkungen des Klimawandels auf uns ist die Notwendigkeit, die globalen Treibhausgasemissionen zu senken, nicht weniger als dringend. Es ist eine gewaltige Herausforderung, aber die Technologien und Strategien, um sie zu bewältigen, existieren heute. Eine kleine Reihe gut konzipierter und umgesetzter Energiepolitiken kann uns auf den Weg in eine kohlenstoffarme Zukunft bringen. Energiesysteme sind groß und komplex, daher muss die Energiepolitik fokussiert und kostengünstig sein. One-Size-Fits-All-Ansätze werden den Job einfach nicht erledigen. Die politischen Entscheidungsträger benötigen eine klare, umfassende Ressource, die die Energiepolitik beschreibt, die den größten Einfluss auf unsere Klimazukunft haben wird, und beschreibt, wie diese Politik gut gestaltet werden kann. Erhältlich bei Amazon

Das ändert alles: Der Kapitalismus vs. Klima

von Naomi Klein
1451697392In Das ändert alles Naomi Klein argumentiert, dass der Klimawandel nicht nur ein weiterer Punkt ist, der zwischen Steuern und Gesundheitsfürsorge ordentlich zu behandeln ist. Es ist ein Alarm, der uns auffordert, ein Wirtschaftssystem zu reparieren, das uns bereits in vielerlei Hinsicht versagt. Klein bringt akribisch die Argumente dafür in Betracht, wie massiv die Reduzierung unserer Treibhausgasemissionen unsere beste Chance ist, gleichzeitig klaffende Ungleichheiten zu reduzieren, unsere gebrochenen Demokratien neu zu denken und unsere entlegenen lokalen Volkswirtschaften wieder aufzubauen. Sie enthüllt die ideologische Verzweiflung der Leugner des Klimawandels, die messianischen Wahnvorstellungen der angehenden Geoingenieure und den tragischen Defätismus zu vieler grüner Mainstream-Initiativen. Und sie zeigt genau, warum der Markt die Klimakrise nicht beheben kann und kann, sondern die Situation mit immer extremeren und ökologisch schädigenden Abbauverfahren, begleitet von einem grassierenden Katastrophenkapitalismus, verschlechtert. Erhältlich bei Amazon

Vom Herausgeber:
Einkäufe bei Amazon gehen zu Lasten der Transportkosten InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, und ClimateImpactNews.com Kostenlos und ohne Werbetreibende, die Ihre Surfgewohnheiten verfolgen. Selbst wenn Sie auf einen Link klicken, aber diese ausgewählten Produkte nicht kaufen, zahlt uns alles, was Sie bei demselben Besuch bei Amazon kaufen, eine kleine Provision. Es fallen keine zusätzlichen Kosten für Sie an. Bitte tragen Sie zum Aufwand bei. Du kannst auch nutzen Sie diesen Link jederzeit für Amazon nutzbar, damit Sie unsere Bemühungen unterstützen können.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

Folge InnerSelf weiter

Facebook-Symboltwitter iconyoutube iconInstagram-SymbolPintrest-SymbolRSS-Symbol

 Holen Sie sich das Neueste per E-Mail

Wöchentliches Magazin Tägliche Inspiration

AKTUELLE VIDEOS

Die große Klimamigration hat begonnen
Die große Klimamigration hat begonnen
by Super User
Die Klimakrise zwingt Tausende auf der ganzen Welt zur Flucht, da ihre Häuser zunehmend unbewohnbar werden.
Die letzte Eiszeit sagt uns, warum wir uns um eine 2 ℃ Temperaturänderung kümmern müssen
Die letzte Eiszeit sagt uns, warum wir uns um eine 2 ℃ Temperaturänderung kümmern müssen
by Alan N. Williams et al
Der jüngste Bericht des Zwischenstaatlichen Gremiums für Klimawandel (IPCC) besagt, dass ohne einen wesentlichen Rückgang…
Die Erde ist seit Milliarden von Jahren bewohnbar - genau wie viel Glück hatten wir?
Die Erde ist seit Milliarden von Jahren bewohnbar - genau wie viel Glück hatten wir?
by Toby Tyrell
Die Entwicklung des Homo sapiens dauerte 3 oder 4 Milliarden Jahre. Wenn das Klima nur einmal völlig versagt hätte ...
Wie die Kartierung des Wetters vor 12,000 Jahren dazu beitragen kann, den zukünftigen Klimawandel vorherzusagen
Wie die Kartierung des Wetters vor 12,000 Jahren dazu beitragen kann, den zukünftigen Klimawandel vorherzusagen
by Brice Rea
Das Ende der letzten Eiszeit vor etwa 12,000 Jahren war durch eine letzte Kältephase gekennzeichnet, die als Jüngere Dryas bezeichnet wurde.…
Das Kaspische Meer wird in diesem Jahrhundert um 9 Meter oder mehr fallen
Das Kaspische Meer wird in diesem Jahrhundert um 9 Meter oder mehr fallen
by Frank Wesselingh und Matteo Lattuada
Stellen Sie sich vor, Sie sind an der Küste und blicken auf das Meer. Vor Ihnen liegen 100 Meter unfruchtbarer Sand, der aussieht wie ein…
Die Venus war wieder erdähnlich, aber der Klimawandel machte sie unbewohnbar
Die Venus war wieder erdähnlich, aber der Klimawandel machte sie unbewohnbar
by Richard Ernst
Wir können viel über den Klimawandel von Venus, unserem Schwesterplaneten, lernen. Venus hat derzeit eine Oberflächentemperatur von…
Fünf Klima-Unglauben: Ein Crash-Kurs in Klima-Fehlinformationen
Die fünf Klima-Unglauben: Ein Crash-Kurs in Klima-Fehlinformationen
by John Cook
Dieses Video ist ein Crashkurs in Klimafehlinformationen, in dem die wichtigsten Argumente zusammengefasst werden, mit denen die Realität in Zweifel gezogen wird.
Die Arktis ist seit 3 ​​Millionen Jahren nicht mehr so ​​warm und das bedeutet große Veränderungen für den Planeten
Die Arktis ist seit 3 ​​Millionen Jahren nicht mehr so ​​warm und das bedeutet große Veränderungen für den Planeten
by Julie Brigham-Grette und Steve Petsch
Jedes Jahr schrumpft die Meereisbedeckung im Arktischen Ozean Mitte September auf einen Tiefpunkt. Dieses Jahr misst es nur 1.44…

AKTUELLE ARTIKEL

grüne Energie2 3
Vier Möglichkeiten für grünen Wasserstoff für den Mittleren Westen
by Christian Tä
Um eine Klimakrise abzuwenden, muss der Mittlere Westen, wie der Rest des Landes, seine Wirtschaft vollständig dekarbonisieren, indem …
ug83qrfw
Großes Hindernis für Demand Response muss beseitigt werden
by John Moore, Auf der Erde
Wenn die Bundesregulierungsbehörden das Richtige tun, können Stromkunden im Mittleren Westen bald Geld verdienen, während…
Bäume zum Pflanzen für das Klima2
Pflanzen Sie diese Bäume, um das Stadtleben zu verbessern
by Mike Williams-Reis
Eine neue Studie stellt lebende Eichen und amerikanische Bergahorne als Champions unter 17 „Superbäumen“ fest, die dazu beitragen werden, Städte zu…
Meeresboden der Nordsee
Warum wir die Geologie des Meeresbodens verstehen müssen, um die Winde zu nutzen
by Natasha Barlow, außerordentliche Professorin für quartäre Umweltveränderungen, University of Leeds
Für jedes Land, das mit einfachem Zugang zur flachen und windigen Nordsee gesegnet ist, wird Offshore-Wind der Schlüssel sein, um das Netz zu treffen…
3 Waldbrand-Lektionen für Waldstädte, während Dixie Fire das historische Greenville, Kalifornien, zerstört
3 Waldbrand-Lektionen für Waldstädte, während Dixie Fire das historische Greenville, Kalifornien, zerstört
by Bart Johnson, Professor für Landschaftsarchitektur, University of Oregon
Ein Lauffeuer, das in einem heißen, trockenen Bergwald brennt, fegte am 4. August durch die Goldrauschstadt Greenville, Kalifornien,…
China kann Energie- und Klimaziele zur Begrenzung der Kohlekraft erreichen
China kann Energie- und Klimaziele zur Begrenzung der Kohlekraft erreichen
by Alwin Lin
Auf dem Klimagipfel des Staats- und Regierungschefs im April versprach Xi Jinping, dass China „die Kohlekraftwerke strikt kontrollieren wird…
Blaues Wasser umgeben von totem weißem Gras
Karte zeichnet 30 Jahre extreme Schneeschmelze in den USA nach
by Mikayla Mace-Arizona
Eine neue Karte extremer Schneeschmelzereignisse der letzten 30 Jahre verdeutlicht die Prozesse, die das schnelle Schmelzen antreiben.
Ein Flugzeug wirft rotes Feuerschutzmittel auf einen Waldbrand, während Feuerwehrleute, die entlang einer Straße geparkt sind, in den orangefarbenen Himmel blicken
Das Modell prognostiziert einen zehnjährigen Ausbruch von Flächenbränden und dann einen allmählichen Rückgang
by Hannah Hickey-U. Washington
Ein Blick auf die langfristige Zukunft von Waldbränden sagt einen ersten, etwa jahrzehntelangen Ausbruch von Waldbränden voraus,…

 Holen Sie sich das Neueste per E-Mail

Wöchentliches Magazin Tägliche Inspiration

New Attitudes - Neue Möglichkeiten

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | Innerpower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com | Innerself Vermarkten
Copyright © 1985 - 2021 Inner Publikationen. Alle Rechte vorbehalten.