Vesinik lennunduses

Vesinik lennunduses on alternatiiv kütusena kasutatav kütuse lahendus. See on järjest populaarsust koguv, vähendades lennundusega tekkivat loodusreostust. Vesinikku saab kasutada kütusena reaktiivmootoris või muudes sisepõlemismootorites. Samuti on võimalik seda kasutada kütuseelemendis, et toota elektrit, mida saaks kasutada propelleri ringi ajamiseks. Vesiniku omadused teeksid lennunduse saaste vabamaks, kuid sellega kaasneb mitmeid tootmis- ja hoiustamisprobleeme.

 Vesiniku omadused 
Vesiniku erienergiasisaldus on 120 MJ/kg, mis on 2,8 korda suurem kui traditsioonilisel lennukikütusel (43 MJ/kg). Isesüttimise temperatuur on 585ᵒC, mis on üpris kõrge ja seega väldib süttimist ilma süüte allikata. Vedel vesinik vajab aga hoiustamiseks -253ᵒC, mis teeb selle keeruliseks ja vaja läheb väga hästi isoleeritud mahuteid. Samas gaasilisel vesinikul on madalam energiasisaldus, mille hoiustamiseks on vaja kõrgsurvepaake, mis kannataksid kuni 700 bar’i rõhku. Nii on võimalik vesiniku hoiustada tavalistel temperatuuridel. Vesiniku põlemisel eraldub ainult vee aur ja lämmastik, erinevalt fossiilkütustest, mille põlemisel eraldub hulgaliselt süsihappegaasi. Sellepärast arendatakse just vesiniklahendusi lennundussektoris.M. G. Sürer and H. T. Arat, “State of art of hydrogen usage as a fuel on aviation,” Eur. Mech. Sci., vol. 2, no. 1, pp. 20–30, 2018.

 Vesiniku tootmine 
Vesinikku on võimalik toota näiteks maagaasist, naftast, kivisöest, veest. Hetkel on kõige odavam toota vesinikku fossiilkütustest, kuid sellega kaob vesinikkütuse mõte, kuna fossiilkütused ei ole taastuvad ja tootmine tekitab looduses reostust. Seega töödeldakse loodussõbralikumaid variante välja, milleks on elektrolüüsi teel vesiniku tootmine.S. Bruce et al., “Opportunities for hydrogen in aviation.” CSIRO: Canberra, Australia, 2020.

 Vesinik lennunduses 
Erinevalt enamik lennukitest, mis hoiustavad kütust tiibades, on vesinikkütusel töötavad lennukid tavaliselt konstrueeritud nii, et vesiniku kütusepaagid on kere sees. See tuleneb vesiniku paakide silindrilisest kujust. Sellega kaasneb paagi lisakaal ja kaalu ning tasakaalu kõikumised lennu ajal.

Kuna vesiniku transportimine on keeruline, on kõige efektiivsem toota seda lennujaamades kohapeal. See aga nõuaks kogu uue infrastruktuuri väljatöötamist. Airbus plaanib rajada Prantsusmaa Lyon-Saint Exupery lennujaama 2023. aastal vesinikgaasi jaotusjaama, et varustada nii lennujaama kui ka selle partnerite maismaasõidukeid. See on alus Euroopa lennujaamade võrgustikuks, tulevaste vesiniklennukite jaoks.

Airbus avalikustas 2020. aasta septembris kolm võimalikku vesinikkütusega lennukite kontseptsiooni ja loodab teha lõpliku otsuse kõige sobivama vesiniktehnoloogia platvormi kohta aastal 2024 või 2025. Rajades 25st lennujaamast koosneva Euroopa võrgustiku vesiniku tootmiseks, ladustamiseks ja tarnimiseks, loodab Airbus aastaks 2035 tuua vesiniklahendused kommertslennundusse. Protsess on väga kulukas ja nõuab hulgaliselt regulatsioonide muutmist ja väljatöötamist, kuid usutakse, et vesinik on lennunduse tulevik.S. Goulding Carroll, “Airbus to test hydrogen jet engine in step towards zero emission aviation,” Feb. 2022, [Online]. Available: https://www.euractiv.com/section/aviation/news/airbus-to-test-hydrogen-jet-engine-in-step-towards-zero-emission-aviation/

 Viited