Airbus esitteli päivitettyä teknologista tiekarttaa vuosille 2020-2025 julkistaessaan suunnitelmansa kehittää ns. nollapäästöisiä eli kokonaan päästöttömiä lentokoneita. Kolmen julkistetun ZEROe-konseptikoneen voimanlähteet käyttäisivät polttoaineena vetyä. Uuteen teknologiseen ratkaisuun perustuvan kaupallisen ja päästöttömän lentokoneen on määrä lentää jo vuoteen 2035 mennessä.

Airbusin päästöttömien lentokoneohjelmien apulaisjohtaja Glenn Llewellyn, tuotekehityksen apulaisjohtaja Jean-Brice Dumont ja teknologiajohtaja Grazia Vittadini julkistivat eurooppalaisvalmistajan teknologisen tiekartan vuosille 2020-2025. Julkistus tehtiin 21. syyskuuta, joka on ns. Zero Emission Day eli päästötön päivä.

 ZEROe – hankkeessa (Zero Emission) päämääränä on kehittää ja valmistaa kokonaan uudentyyppinen lentokone, jonka voimanlähde käyttää polttoaineena vetyä. Kyseessä on samalla myös suuren mittakaavan suunnitelma kehittää vetylentokoneen vaatimaa infraa ja ekosysteemiä.

 Airbus pyrkii siis kehittämään kokonaan päästöttömän lentokoneen, joka mahdollistaisi matkailun vielä tulevillekin vuosikymmenille. Tarjolla ei ole ollut ns. hopealuotia, jolla päästäisiin eroon ilmailun päästöistä.

Vielä viitisen vuotta sitten vety ei ollut lainkaan mukana lentokonevalmistajan tulevaisuuden tiekartalla vaan panostukset tehtiin sähköhybridilentokoneratkaisuihin. Sen osalta viimeisin e-Fan X -hanke kuopattiin keväällä 2020. Nyt ratkaisua haetaan sähkön sijaan vedystä, ja kehitetään sillä toimivia vaihtoehtoisia käyttövoimajärjestelmiä sekä selvitetään mitä ne voisivat tarjota tuleville lentokoneille.

Akkuteknologiallekin nähdään kuitenkin edelleen paikka ilmailussa. Kysymys on siitä kuinka pitkälle akkujen kanssa voidaan edetä. Tänä päivänä vedyssä nähdään kuitenkin olevan enemmän potentiaalia, sillä akkuteknologia ei ole kehittynyt niin nopeasti kuin olisi tarve.

Vaikka nyt siis katsotaankin toiseen suuntaan on Airbus saanut arvokasta tietoa vuosikymmenten aikana erilaisilla sähkölentokonehankkeillaan. Saadun opin pohjalla ovat mm. cri-cri, eFan, E-FanX ja Vahana sekä CityAirbus -hankkeet. Jatkossakin kehitystyötä tehdään monissa päällekkäisissä hankkeissa.

Edessä on valtavasti haasteita, kun suunnitelmissa on vaihtaa teknologiaa ja muokata koko ekosysteemiä lentokoneiden ja niiden käyttämän polttoaineen osalta. Airbus ei aio toteuttaa tätä kaikkea yksin. Toteuttamiseksi tarvitaan laajaa yhteistyötä ilmailuteollisuuden ja tutkimuslaitosten kanssa. Kyseessä on miljardien arvoinen investointi johon Airbus on sitoutunut tuodakseen markkinoille uuden päästöttömän lentokoneen.

Kyseessä on jännittävä mahdollisuus, mutta myös todellinen haaste tuleville vuosille. Airbusin aikataulu on tiukka, sillä 15 vuotta kokonaan uudenlaisen ratkaisun kehittämiseksi on lyhyt aika. Seuraavan viiden vuoden aikana tehtävä kehitystyö huipentuu vuonna 2025, kun valitaan teknologiset ratkaisut, joiden avulla päästötön vetylentokone lentäisi vuoteen 2035 mennessä.

Suunnitelman mukaan vuonna 2021 on määrä ottaa käyttöön ensimmäinen maakokeisiin soveltuva vetyä käyttävä koelaite. Sitä seuraisi vuonna 2023 lentävä teknologiademonstraattori. Vuonna 2024 alkaisi valinta lopullisiksi käytettäviksi teknologisiksi ratkaisuiksi.

Ensimmäinen lento vetykoneella tapahtuisi vuonna 2025.

Täysikokoisen prototyyppikoneen olisi määrä lentää 2020-luvun lopulla ja ensimmäisen kaupallisen lennon arvioidaan siis toteutuvan vuoteen 2035 mennessä.

 
Hankkeelle haetaan vauhtia konseptikoneilla – kaksi perinteistä ja lentävä siipi

 Airbus julkisti ZEROe-hankkeelleen kolme erilaista konseptikonetta. Ne eivät ole varsinaisia teknologiademonstraattoreita eivätkä myöskään lentokoneohjelmia, joilla olisi asiakkaita markkinoilla. Kyseessä on teknologioiden yhdistämishankkeista, joiden keskiössä on turvallisuus. Ilmailuteollisuus on tuottanut vuosikausia turvallisempia ja turvallisempia lentokoneita. Siitä ei tingitä jatkossakaan.

 Konseptikoneet edustavat kolmea erilaista arkkitehtuuria ja 3-5 vuoden päästä nähdään paremmin, josko joku niistä toteutuu.Esitellyt koneet eivät siis välttämättä toteudu lainkaan nyt esitellyn mukaisesti.

Konseptikoneista ensimmäinen mukailee nykyistä ATR-potkuriturbiinikonetta. Kyseessä on kuusilapaisilla potkureilla varustettu lentokone, joka ei vaikuta edeltäjäänsä nähden erilaiselta. Konseptikoneessa ei kuitenkaan ole matkustajia, sillä tilan vie vety. Tulevaisuudessa tällaisella koneella olisi määrä lentää noin 1000 merimailin lentoja ja kyytiin mahtuisi 100 matkustajaa.

Toinen konseptikone on edelleen kehitetty A320-suihkukone, jossa on uudenlaiset siivet. Tässäkin vaihtoehdossa vety olisi varastoitu ikkunattomaan takarunkoon. Konseptikoneessa on lisäksi savupiippu eli poistokanava sivuvakaajassa, jonka kautta vetykaasut poistuisivat tarpeen vaatiessa säiliöstä. Tämän koneen toimintamatka olisi yli 2000 merimailia ja matkustajamäärä olisi noin 120-200.

Suurimman mullistuksen ilmailualalle toisi kolmas blended wing body -konseptia hyödyntävä kone eli ns. lentävä siipi -ratkaisu. Se vastaa Singapore Airshowssa julkistettua Maverick -koekonetta.

Lentävän siiven rakenne antaa uudenlaisia mahdollisuuksia vedyn säilyttämiseksi sekä matkustamoratkaisuiden toteuttamiseksi. Tämän koneen olisi määrä kuljettaa 200 matkustajaa yli 2000 merimailin päähän.
Lisäksi lentävä siipi olisi merkittävästi paremmin skaalattavissa kuin kaksi perinteisempää mallia. Lentävää siipeä on käytetty vuosikymmenten ajan sotilasilmailussa, mutta kaupalliset sovellukset ovat loistaneet poissaolollaan.

 ”Hanke ei ole helppo, mutta meillä Airbusilla ei pidetä helpoista asioista. Ei unohdeta sitä, että olemme vain 50 vuotta vanha toimija, joka aloitti nollasta kehittäen ensimmäisen valtameren ylittävän kaksimoottorisen laajarunkokoneen”, sanoi Grazia Vittadini.

Näissä koneissa matkustaja ei huomaisi eroa nykyisestä ainakaan kahden ensimmäisen konseptikoneen osalta. Kolmannessakin ero näkyisi mahdollisesti täysin erilailla suunnitellussa matkustamossa. Matkustajat kuitenkin tiedostaisivat lentävänsä koneella ilman ilmastovaikutuksia.

 
Vety tarjoaa merkittävästi energiaa, mutta myös paljon haasteita

 Vedyn käyttö tuo mahdollisuuksia, mutta myös uusia haasteita ilmailualalle. Perinteinen kerosiini vie vähemmän tilaa kuin nestemäinen vety, jonka tilavuusvaatimus on nelinkertainen. Vedyllä kuitenkin saadaan sama kantama kolmasosalla kerosiinin painosta, eli energiatiheydeltään kerosiini on siis paljon huonompaa kuin vety. Verrattuna akkuteknologiaan vety tarjoaa useita tuhansia kertoja enemmän energiaa per kilogramma.

”Kyseessä on mittava muutos ilmailun ja energian ekosysteemeille. Työ on aloitettu jo lentoyhtiöiden energiayhtiöiden ja lentoasemien kanssa. Kyseessä on jännittävin muutos jonka ilmailuala on koskaan nähnyt. Tämä on jotain mitä voimme saavuttaa yhdessä”, Glenn Llewellyn.

Vedyn käyttö lentokoneissa on Airbusin mukaan turvallista. Päämäärään päästäkseen lentokonevalmistajan tulee ratkoa myös vedyn säilyttämisen haasteet. Pysyäkseen nestemäisenä vety vaatii kylmyyttä. Jotta vetyä voitaisiin käyttää nestemäisenä polttoaineena se tulee säilyttää -252,87 Celsius-asteisena paineistetussa säiliössä kaikissa lennon vaiheissa.

”Vety on turvallista, sitä on kaikkialla ympärillämme ja myös hengitämme sitä. Myös palavan kerosiinin kanssa on lennetty turvallisesti vuosikymmenten ajan. Vedyn säilyttämiseen liittyvät haasteet tullaan ratkaisemaan”, sanoi Jean-Brice Dumont.

 ”Vety toimii energianlähteinä myös helikoptereille, autoille, junille, rekoille eli kaikille liikennemuodolle. Nykyisin se on käytössä raketeissa ja satelliiteissa. Tulevista sovelluksista vetyhelikopteri voi jopa lentää aiemmin kuin lentokone”, jatkoi Jean-Brice Dumont.

Vedyllä on energianlähteenä paljon vaihtoehtoja. Sitä voidaan polttaa modifioidussa polttomoottorissa, tai muuntaa sähköenergiaksi polttokennojen avulla. Lisäksi vedyn ja hiilidioksidin avulla voidaan tuottaa myös synteettistä kerosiinia.

Airbus laskee vedyn päästöttömäksi, kun se on valmistettu uusiutuvalla energialla, eikä lentokoneesta tule CO2-vaikutuksia vetyä käytettäessä. Palaessaan vedyn lopputuotteena on vesi. Kaikkia ratkaisuja ja yksityiskohtia ei ole vielä selvitetty vaan ne varmistuvat tutkimushankkeiden myötä. Vety on kuitenkin lupaavin ratkaisu kohti päästötöntä ilmailua.

“Vastuullisuus huomioiden meillä ei ole vaihtoehtoja. Kysyttäessä kehitetäänkö lentokone taloudellisin perustein vai ympäristöasiat huomioiden on väärä kysymys. Meidän pitää tuoda nämä molemmat yhteen. Hiilipäästötöntä ratkaisua ei tehdä yksin vaan yhdessä koko ilmailualan kanssa”, totesi Grazia Vittadini.

 Airbusin mukaan uudenlaisen lentokoneen käyttöönotto vuonna 2035 olisi mahdollista, jos asiat tehdään oikein ja ekosysteemi kehittyy odotusten mukaisesti. Potentiaalinen CO2-päästöjen vähennys vedyn käytöllä olisi lentoliikenteessä Airbusin arvion mukaan jopa 50 prosenttia. MH

Lue myös: