Máy bay chạy bằng pin nhiên liệu hydro lớn nhất thế giới đã thực hiện thành công chuyến bay đầu tiên.

Công ty trình diễn pin nhiên liệu hydro của Universal Hydrogen đã thực hiện chuyến bay đầu tiên đến Moss Lake, Washington vào tuần trước. Chuyến bay thử nghiệm kéo dài 15 phút và đạt độ cao 3.500 feet. Nền tảng thử nghiệm dựa trên Dash8-300, máy bay chạy bằng pin nhiên liệu hydro lớn nhất thế giới.

Chiếc máy bay có biệt danh Lightning McClean cất cánh từ Sân bay Quốc tế Hạt Grant (KMWH) lúc 8:45 sáng ngày 2 tháng 3 và đạt độ cao hành trình 3.500 feet 15 phút sau đó. Chuyến bay, dựa trên chứng chỉ Đủ điều kiện hàng không đặc biệt của FAA, là chuyến bay đầu tiên trong chuyến bay thử nghiệm kéo dài hai năm, dự kiến ​​sẽ kết thúc vào năm 2025. Chiếc máy bay được chuyển đổi từ máy bay phản lực khu vực ATR 72, chỉ giữ lại một động cơ tua-bin nhiên liệu hóa thạch ban đầu để đảm bảo an toàn, trong khi phần còn lại chạy bằng hydro tinh khiết.

Universal Hydrogen đặt mục tiêu các hoạt động bay trong khu vực được cung cấp hoàn toàn bằng pin nhiên liệu hydro vào năm 2025. Trong thử nghiệm này, một động cơ chạy bằng pin nhiên liệu hydro sạch chỉ thải ra nước và không gây ô nhiễm bầu khí quyển. Vì là thử nghiệm sơ bộ nên động cơ kia vẫn chạy bằng nhiên liệu thông thường. Vì vậy, nếu bạn nhìn vào nó, sẽ có sự khác biệt lớn giữa động cơ bên trái và bên phải, thậm chí cả đường kính của cánh quạt và số lượng cánh quạt. Theo Universal Hydrogren, máy bay chạy bằng pin nhiên liệu hydro an toàn hơn, vận hành rẻ hơn và ít tác động đến môi trường. Pin nhiên liệu hydro của chúng là mô-đun và có thể được nạp và dỡ thông qua các cơ sở vận chuyển hàng hóa hiện có của sân bay, vì vậy sân bay có thể đáp ứng nhu cầu bổ sung của máy bay chạy bằng hydro mà không cần sửa đổi. Về lý thuyết, các máy bay phản lực lớn hơn cũng có thể làm được điều tương tự, với các động cơ phản lực chạy bằng pin nhiên liệu hydro dự kiến ​​sẽ được sử dụng vào giữa những năm 2030.

Trên thực tế, Paul Eremenko, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Universal Hydrogen, tin rằng các máy bay phản lực sẽ phải chạy bằng hydro sạch vào giữa những năm 2030, nếu không ngành sẽ phải cắt giảm các chuyến bay để đáp ứng các mục tiêu phát thải bắt buộc trong toàn ngành. Kết quả là giá vé sẽ tăng chóng mặt và phải chật vật mới có được vé. Do đó, việc thúc đẩy nghiên cứu và phát triển máy bay năng lượng mới là cấp thiết. Nhưng chuyến bay đầu tiên này cũng mang lại một số hy vọng cho ngành công nghiệp.

Nhiệm vụ được thực hiện bởi Alex Kroll, một cựu phi công thử nghiệm giàu kinh nghiệm của Lực lượng Không quân Hoa Kỳ và là phi công thử nghiệm chính của công ty. Anh ấy nói rằng trong chuyến bay thử nghiệm thứ hai, anh ấy đã có thể bay hoàn toàn bằng máy phát điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro, mà không cần phụ thuộc vào động cơ nhiên liệu hóa thạch thô sơ. Kroll cho biết: “Máy bay sửa đổi có hiệu suất xử lý tuyệt vời và hệ thống năng lượng pin nhiên liệu hydro tạo ra tiếng ồn và độ rung ít hơn đáng kể so với động cơ tua-bin thông thường”.

Universal Hydrogen có hàng chục đơn đặt hàng của hành khách cho các máy bay phản lực khu vực chạy bằng hydro, bao gồm cả Connect Airlines, một công ty của Mỹ. John Thomas, giám đốc điều hành của công ty, đã gọi chuyến bay của Lightning McClain là "điểm khởi đầu cho quá trình khử cacbon của ngành hàng không toàn cầu."

Tại sao máy bay chạy bằng hydro là một lựa chọn để giảm carbon trong ngành hàng không?

Biến đổi khí hậu đang khiến vận tải hàng không gặp rủi ro trong nhiều thập kỷ tới.

Theo Viện Tài nguyên Thế giới, một nhóm nghiên cứu phi lợi nhuận có trụ sở tại Washington, hàng không thải ra lượng khí carbon dioxide chỉ bằng 1/6 so với ô tô và xe tải. Tuy nhiên, máy bay chở ít hành khách hơn mỗi ngày so với ô tô và xe tải.

Bốn hãng hàng không lớn nhất (American, United, Delta và Southwest) đã tăng mức sử dụng nhiên liệu máy bay lên 15% từ năm 2014 đến năm 2019. Tuy nhiên, mặc dù thực tế là các máy bay ít carbon và hiệu quả hơn đã được đưa vào sản xuất, số lượng hành khách vẫn tăng xu hướng giảm kể từ năm 2019.

Các hãng hàng không cam kết trở thành trung hòa carbon vào giữa thế kỷ và một số đã đầu tư vào nhiên liệu bền vững để cho phép ngành hàng không đóng vai trò tích cực trong biến đổi khí hậu.

Nhiên liệu bền vững (SAF) là nhiên liệu sinh học được làm từ dầu ăn, mỡ động vật, chất thải đô thị hoặc các nguyên liệu thô khác. Nhiên liệu này có thể được pha trộn với nhiên liệu thông thường để cung cấp năng lượng cho động cơ phản lực và đã được sử dụng trong các chuyến bay thử nghiệm và thậm chí trên các chuyến bay chở khách theo lịch trình. Tuy nhiên, nhiên liệu bền vững đắt tiền, gấp khoảng ba lần so với nhiên liệu máy bay thông thường. Khi nhiều hãng hàng không mua và sử dụng nhiên liệu bền vững, giá sẽ tăng hơn nữa. Những người ủng hộ đang thúc đẩy các ưu đãi như giảm thuế để thúc đẩy sản xuất.

Nhiên liệu bền vững được coi là nhiên liệu cầu nối có thể cắt giảm lượng khí thải carbon cho đến khi đạt được những đột phá quan trọng hơn như máy bay chạy bằng điện hoặc chạy bằng hydro. Trên thực tế, những công nghệ này có thể không được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không trong 20 hoặc 30 năm nữa.

Các công ty đang cố gắng thiết kế và chế tạo máy bay điện, nhưng hầu hết đều là những chiếc máy bay nhỏ, giống như máy bay trực thăng cất cánh và hạ cánh thẳng đứng và chỉ chở được một số ít hành khách.

Chế tạo một chiếc máy bay điện lớn có khả năng chở 200 hành khách - tương đương với một chuyến bay tiêu chuẩn cỡ trung bình - sẽ cần pin lớn hơn và thời gian bay dài hơn. Theo tiêu chuẩn đó, pin sẽ cần nặng gấp khoảng 40 lần nhiên liệu máy bay để được sạc đầy. Nhưng máy bay điện sẽ không thể thực hiện được nếu không có cuộc cách mạng về công nghệ pin.

Năng lượng hydro là một công cụ hiệu quả để đạt được lượng khí thải carbon thấp và đóng một vai trò không thể thay thế trong quá trình chuyển đổi năng lượng toàn cầu. Ưu điểm đáng kể của năng lượng hydro so với các nguồn năng lượng tái tạo khác là nó có thể được lưu trữ trên quy mô lớn qua các mùa. Trong số đó, hydro xanh là phương tiện khử cacbon sâu duy nhất trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm các lĩnh vực công nghiệp được đại diện bởi hóa dầu, thép, công nghiệp hóa chất và ngành vận tải được đại diện bởi ngành hàng không. Theo Ủy ban Quốc tế về Năng lượng Hydro, thị trường năng lượng hydro dự kiến ​​sẽ đạt 2,5 nghìn tỷ USD vào năm 2050.

"Bản thân hydro là một loại nhiên liệu rất nhẹ", Dan Rutherford, nhà nghiên cứu về khử cacbon cho ô tô và máy bay tại Hội đồng Quốc tế về Giao thông sạch, một nhóm môi trường, nói với Associated Press. "Nhưng bạn cần những chiếc bình lớn để chứa hydro, và bản thân chiếc bình này rất nặng."

Ngoài ra, có những hạn chế và trở ngại đối với việc triển khai nhiên liệu hydro. Ví dụ, cơ sở hạ tầng mới đồ sộ và đắt tiền sẽ cần thiết tại các sân bay để lưu trữ khí hydro được làm mát thành dạng lỏng.

Tuy nhiên, Rutherford vẫn lạc quan một cách thận trọng về hydro. Nhóm của ông tin rằng máy bay chạy bằng hydro sẽ có thể di chuyển khoảng 2.100 dặm vào năm 2035.