O futuro do voo - Três futuros energéticos (eléctrico, hidrogénio ou apenas menos?)

O futuro do voo - Três futuros energéticos (eléctrico, hidrogénio ou apenas menos?)

No meu blogue sobre ofuturo da energia fiz uma declaração muito ousada sobre o futuro do voo ser reduzido em 50% até 2030. Muitos comentários sobre o artigo informaram-me que eu estava provavelmente errado - e isto fez-me pensar. Com as minhas outras previsões, existe uma via razoavelmente clara de descarbonização, ou seja, o calor a passar para bombas de calor e oautomóvel para baterias eléctricas (com algum hidrogénio para carga). As viagens aéreas simplesmente não parecem tão claras - neste momento não existe uma opção prontamente disponível e tecnicamente comprovada para as viagens aéreas.

A cada minuto, 84 voos decolam algures no mundo, com mais de 4 biliões deviagens efectuadas por avião. Prevê-se que queimando anualmente cerca de 300milhões de toneladas de Jet Fuel, representando 2,7% das emissões globais de CO2, e que as viagens aéreas globais dupliquem nas próximas duas décadas! (portanto, uma grande diferença em relação à minha previsão de uma redução de 50%!) Este não é um problema que vai simplesmente desaparecer!

Recentemente tenho estado muito entusiasmado por ver pequenosaviões eléctricos a descolar, como o Alice. Utilizando tecnologia debateria retirada do automóvel, estes aviões têm conseguido percorrer distâncias razoáveis com uma só carga - transportando um par de passageiros. Também tem havido algumas declarações bastante ousadas sobre ter aviões de grande porte movidos a electricidade até ao final da década, de aviões como o easyjet. Estes passos de inovação, contudo, não estão nem perto de descarbonizar um voo de longo (ou mesmo curto) trajecto.

O desafio fundamental da descarbonização do voo é a densidade de energia do armazenamento... A física das baterias parece funcionar para aplicações menores... mas não necessariamente para aeronaves maiores. Actualmente, as baterias de Lithium Iron podem armazenar cerca de 250Whr por Kg, o que é 30 vezes menos denso do que o Jet Fuel. Assim, o peso das baterias acaba por limitar a capacidade dos aviões maiores até mesmo de se levantarem do solo - não importa transportar uma carga útil. Ainvestigação tem sugerido que, para as aeronaves alimentadas por baterias funcionarem, a densidade de energia teria de ser mais próxima dos 800WHr/Kg, quase o triplo da melhor tecnologia disponível actualmente. Ao ritmo actual de aperfeiçoamento tecnológico, este tipo de densidade de energia só estará disponível muito depois de 2050.

Mesmo que a densidade de energia melhorada pudesse ser alcançada, resta ainda um enorme desafio - o de carregar grandes aviões no solo. Para o contextualizar, um 747 necessita de cerca de 40 a 50 MW de potência na descolagem. Actualmente, um 747 tem um tempo de retorno de 150 minutos e um 737 para companhias como a Ryanair 27 minutos! A infra-estrutura necessária para poder carregar uma bateria tão grande tão rapidamente seria bastante incrível (não importa carregar 1300 voos por dia em Heathrow!). Mesmo que o desafio da densidade energética possa ser resolvido, há ainda um longo caminho a percorrer para poder carregar a aeronave uma vez em terra!

Olhando para a próxima década, o que significa o acima mencionado para as viagens aéreas?

1. O desenvolvimento deaviões eléctricos de emissões mais pequenas pode significar que vemos uma explosão de aeroportos regionais mais pequenos com pilotos menos táxis aéreos. As distâncias mais curtas disponíveis significarão que a aviação de salto curto pode tornar-se uma coisa real. Também os aviões mais pequenos serão capazes de voar a altitudes mais baixas, evitando congestionamentos e com o peso a tornar-se crítico no alcance, a remoção do piloto começa a fazer sentido - acelerando o voo autónomo para melhorar a situação económica.

2. A procura de electricidade nos centros de transporte tornar-se-á um problema crescente. Com o aumento dos veículos eléctricos, a procura nas infra-estruturas eléctricas locais aumentará - o aeroporto de Heathrow, por exemplo, tem 51.000 lugares de estacionamento para automóveis! Basta carregar que muitos veículos terão de suportar um enorme reforço do fornecimento de electricidade. Assumindo carregadores lentos (3KW) e cerca de 10% dos veículos em carga, seria necessária uma ligação de 15MW apenas para os veículos! - Não importa se quisesse começar a carregar aviões gigantes (em horários de curva rápida!) também. Com aviões eléctricos mais pequenos não haverá necessidade de utilizar infra-estruturas de aeroportos gigantes como agora - os operadores poderão deslocar-se para aeroportos mais pequenos e mais baratos, onde o carregamento é mais fácil (a partir de energia solar local, por exemplo).

3. Para aviões maiores, combustíveis alternativos como o Hidrogénio com densidades energéticas mais elevadas podem fazer mais sentido do que a electrificação. A densidade energética destes combustíveis fará uma mudança mais lógica.o desenvolvimento decentros regionaisde Hidrogénio apresenta oportunidades a nível global, no entanto, a partir de hoje ninguém está a voar comercialmente em Hidrogénio, pelo que ainda há um longo caminho a percorrer.

Em conclusão, com a tecnologia actual, a única forma de reduzir as emissões de carbono é voar menos. Apenas não existe um caminho suficientemente claro para reduzir ou zerar) o voo de carbono. Aviões eléctricos mais pequenos podem complementar as rotas existentes - mas sem uma intervenção reguladora significativa, não substituirão a nossa frota existente faminta de hidrocarbonetos tão cedo!