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Les avions électriques à batterie n'étant pas une solution pour le transport de passagers en raison de leurs batteries trop lourdes, l'industrie aéronautique place ses espoirs dans les synfuels. Les synfuels sont produits à grand renfort d'énergie à partir d'hydrogène et de CO₂, qui est par exemple filtré dans l'air.
L'avantage : les synfuels peuvent être utilisés dans un avion sans modification de la propulsion. L'inconvénient : une grande partie de l'énergie est perdue lors de la fabrication et le CO₂ est tout de même expulsé du moteur.
Une première historique
En Californie, un nouvel espoir a pris son envol - littéralement : le 2 mars, un avion de ligne volant à l'hydrogène a décollé pour la première fois. L'avion turbopropulseur ATR-72 de 40 places a effectué un vol de 15 minutes et a atteint une altitude de 1000 mètres. Une première historique.
Pour le test, l'un des deux moteurs a été remplacé par un moteur à pile à combustible. Pour des raisons de sécurité, le moteur traditionnel est resté installé sous l'autre aile. Après un tour d'essai avec les deux propulseurs, la propulsion fossile a été coupée - l'avion ne volait plus qu'avec de l'hydrogène.
Comme les piles à combustible entraînent directement le moteur électrique, la chaîne cinématique se passe de batterie, indique l'entreprise américaine Universal Hydrogen, à l'origine du projet. Cela permet de réduire le poids et les coûts. "Le bruit et les vibrations étaient significativement plus faibles qu'avec une propulsion conventionnelle", a en outre déclaré le pilote après le vol.
Précommandes dans le monde entier
Il s'agit du premier vol d'essai d'une série de deux ans. En 2025, la compagnie aérienne américaine Connect prévoit d'effectuer les premiers vols commerciaux à l'hydrogène sur des lignes régionales avec un ATR-72.
"Nous résolvons le problème de l'œuf et de la poule", explique Paul Emerenko, CEO d'Universal Hydrogen. Ainsi, les avions seraient transformés à l'aide d'un kit de conversion retrofit bon marché, ce qui rendrait inutile la construction de nouveaux avions. Des pré-commandes pour 247 avions auraient été passées par 16 entreprises dans le monde.
En outre, l'infrastructure des réservoirs doit être mise en place dans les aéroports. Pour ce faire, Universal Hydrogen veut utiliser des capsules modulaires - ce qui permettrait à chaque aéroport du monde d'être compatible avec l'hydrogène à moindre coût.
L'intérêt de l'industrie est grand : le projet est soutenu entre autres par American Airlines, GE Aviation et Airbus Ventures ainsi que par des fabricants d'hydrogène vert. L'objectif doit être de convertir également les avions de plus grande taille, a déclaré Ermenko. "Les plus grandes émissions de CO₂ proviennent des types d'avions Airbus A320 et Boeing 737".
Mais les avions ne voleront vraiment sans impact sur le climat que si l'hydrogène est produit exclusivement à partir d'électricité renouvelable. Sinon, cet espoir risque de s'effondrer.
Da batteriebetriebene E-Flugzeuge im Passagierverkehr wegen der zu schweren Batterien keine Lösung sind, setzt die Flugindustrie ihre Hoffnungen in Synfuels. Synfuels werden unter hohem Energieaufwand aus Wasserstoff und CO₂ hergestellt, der beispielsweise aus der Luft gefiltert wird.
Der Vorteil: Synfuels können in einem Flugzeug ohne Umbau des Antriebs verwendet werden. Der Nachteil: Bei der Herstellung geht ein grosser Teil der Energie verloren und CO₂ wird trotzdem aus dem Triebwerk geblasen.
Historische Premiere
In Kalifornien hat nun eine neue Hoffnung zum Flug angesetzt– buchstäblich: Am 2. März hob erstmals ein Passagierflugzeug ab, das mit Wasserstoff flog. Die Turboprop-Maschine des Typs ATR-72 mit 40 Plätzen setzte zu einem 15-minütigen Flug an und erreichte eine Höhe von 1000 Metern. Eine historische Premiere.
Für den Test wurde eines der beiden Triebwerke durch einen Brennstoffzellenantrieb ersetzt. Aus Sicherheitsgründen blieb unter dem anderen Flügel das herkömmliche Triebwerk verbaut. Nach einer Testrunde mit beiden Triebwerken wurde der fossile Antrieb abgeschaltet – die Maschine flog nur noch mit Wasserstoff.
Da die Brennstoffzellen den Elektromotor direkt antreiben, komme der Antriebsstrang ohne Batterie aus, lässt das US-Unternehmen Universal Hydrogen verlauten, das hinter dem Projekt steckt. Dies spare Gewicht und Kosten. «Der Lärm und die Vibrationen waren signifikant kleiner als beim konventionellen Antrieb», sagte zudem der Pilot nach dem Flug.
Weltweite Vorbestellungen
Es handelt sich um den ersten Testflug einer zweijährigen Testreihe. 2025 will das US-Flugunternehmen Connect erste kommerzielle Wasserstoffflüge auf regionalen Strecken mit einer ATR-72 durchführen.
«Wir lösen das Huhn-Ei-Problem», sagt Paul Emerenko, CEO von Universal Hydrogen. So würden Flugzeuge mit einem günstigen Retrofit-Konversionskit umgebaut, was den Bau neuer Flugzeuge unnötig macht. Vorbestellungen für 247 Flugzeuge von weltweit 16 Unternehmen lägen vor.
Zudem soll die Tankinfrastruktur an den Flughäfen aufgebaut werden. Dafür will Universal Hydrogen modulare Kapseln einsetzen – womit weltweit jeder Flughafen mit wenig Aufwand wasserstofftauglich werde.
Das Interesse der Industrie ist gross: Das Projekt wird unter anderem von American Airlines, GE Aviation und Airbus Ventures sowie Herstellern von grünem Wasserstoff unterstützt. Das Ziel müsse es sein, auch grössere Flugzeuge umzurüsten, sagte Ermenko. «Die grössten CO₂-Emissionen kommen von den Flugzeugtypen Airbus A320 und Boeing 737.»
Wirklich klimaneutral werden die Flugzeuge aber nur fliegen, wenn der Wasserstoff ausschliesslich mit erneuerbarem Strom hergestellt wird. Sonst droht dieser Hoffnung eine Bruchlandung.
Les avions électriques munis de batteries n’étant pas une solution pour le transport des passagers, en raison du poids de ces dernières, l’industrie aéronautique a placé ses espoirs dans les synfuels. Leur production – elle se fait à partir d’hydrogène et de CO₂ qui peut, par exemple, être filtré dans l’air – demande toutefois beaucoup d’énergie.
L’avantage des synfuels est qu’ils peuvent être utilisés dans un avion sans qu’il soit nécessaire de modifier la propulsion. L’inconvénient tient au fait qu’une grande partie de l’énergie est perdue lors de la production et que le CO₂ est tout de même expulsé par le moteur.
Une première historique
En Californie, un nouvel espoir a littéralement pris son envol: le 2 mars, un avion de ligne volant à l’hydrogène a pour la première fois décollé. L’appareil turbopropulseur de type ATR-72, 40 places à bord, a effectué un vol de 15 minutes et atteint une altitude de 1000 mètres. Une première historique.
Lors de ce test, l’un des deux moteurs a été remplacé par une pile à combustible – pour des raisons de sécurité, le moteur traditionnel est resté installé sous l’autre aile. Après un tour d’essai avec les deux propulseurs, le moteur fossile a été coupé pour permettre à l’avion de ne voler qu’à l’hydrogène.
Comme les piles à combustible entraînent directement le moteur électrique, la chaîne cinématique se passe de batterie, indique l’entreprise américaine Universal Hydrogen, à l’origine du projet. Cela permet de réduire le poids et les coûts. «Le bruit et les vibrations étaient significativement plus faibles qu’avec une propulsion conventionnelle», a en outre déclaré le pilote après le vol.
Précommandes dans le monde entier
Il s’agit du premier vol d’essai d’une série planifiée sur deux ans. La compagnie aérienne américaine Connect a prévu d’effectuer en 2025, sur des lignes régionales, les premiers vols commerciaux à l’hydrogène avec un ATR-72.
«Nous résolvons ainsi le problème de l’œuf et de la poule», affirme Paul Emerenko, CEO d’Universal Hydrogen. Les avions seront transformés à l’aide d’un kit de conversion rétrofit bon marché, ce qui évitera la construction de nouveaux engins. Seize entreprises, réparties dans le monde entier, auraient déjà précommandé 247 avions.
Parallèlement, une infrastructure de ravitaillement devra être mise en place dans les aéroports. Pour cela, Universal Hydrogen veut utiliser des capsules modulaires, ce qui permettrait à tous les aéroports du monde d’être compatibles, à moindre coût, avec l’hydrogène.
L’intérêt montré par l’industrie est grand. Le projet est entre autres soutenu par American Airlines, GE Aviation et Airbus Ventures, ainsi que par des fabricants d’hydrogène vert. L’objectif est également de convertir les avions de plus grande taille, déclare Paul Ermenko. «Les plus importantes émissions de CO₂ proviennent des Airbus A320 et des Boeing 737», souligne-t-il.
Mais les avions ne voleront vraiment sans impacter le climat que si l’hydrogène qu’ils consomment est produit exclusivement avec de l’électricité renouvelable. Sinon, les espoirs suscités par cette technologie risquent bien de rester cloués au sol.
I velivoli elettrici dotati di batteria non sono un’opzione per il trasporto di passeggeri a causa del peso eccessivo delle batterie: il settore ripone quindi le proprie speranze nei synfuel. I carburanti sintetici vengono ottenuti, con grande dispendio di energia, dall’idrogeno e dalla CO₂ filtrata ad esempio dall’aria.
I vantaggi: i synfuel possono essere utilizzati negli aerei senza dover sostituire il motore. Gli svantaggi: l’energia utilizzata per la produzione viene in gran parte dispersa e i propulsori emettono comunque CO₂.
Una prima storica
In California è decollata ora una nuova speranza per i voli sostenibili, letteralmente: il 2 marzo ha preso il volo per la prima volta un aereo passeggeri alimentato a idrogeno. Questo apparecchio a turboelica del tipo ATR-72 con 40 posti a sedere è decollato per un volo di 15 minuti e ha raggiunto un’altitudine di 1000 metri. Una prima storica.
Per il test, uno dei due propulsori è stato dotato di motore a celle combustibili. Per questioni di sicurezza, sotto l’altra ala è stato invece mantenuto un propulsore classico. Dopo un giro di test con entrambi i propulsori, il motore a combustibile fossile è stato spento e l’apparecchio ha continuato a volare solo a idrogeno.
Poiché le celle a combustibile alimentano direttamente il motore elettrico, la trasmissione del motore è priva di batteria, spiega l’impresa americana Universal Hydrogen che si occupa del progetto. Questo permette di ridurre il peso e i costi. «Il rumore e le vibrazioni sono significativamente più ridotti rispetto ai motori convenzionali», spiega inoltre il pilota dopo il volo.
Pre-ordini da tutto il mondo
Si è trattato del primo volo di prova di una serie di test sull’arco di due anni. Nel 2025, l’impresa americana Connect effettuerà i primi voli commerciali su tratte regionali con un ATR-72.
«Abbiamo risolto il problema dell’uovo e della gallina», spiega Paul Emerenko, CEO di Universal Hydrogen. Da un lato, gli aerei verranno ristrutturati grazie a un economico kit di conversione retrofit che eviterà la costruzione di nuovi aerei non necessari. I pre-ordini per 247 velivoli sono già stati presentati da 16 imprese a livello internazionale.
Parallelamente, anche l’infrastruttura dei serbatoi negli aeroporti dovrà essere ripensata. A questo scopo, Universal Hydrogen intende utilizzare capsule modulari per far sì che ogni aeroporto possa essere in grado di gestire i velivoli a idrogeno con poche spese.
L’interesse da parte dell’industria è ampio: il progetto è sostenuto ad esempio da American Airlines, GE Aviation e Airbus Ventures nonché da produttori di idrogeno sostenibile. L‘obiettivo è equipaggiare anche aerei di grandi dimensioni, spiega Ermenko. «Le emissioni maggiori di CO₂ sono generate dai velivoli di tipo Airbus A320 e Boing 737.»
Gli aerei saranno però davvero climaticamente neutrali solo quando l’idrogeno sarà prodotto esclusivamente con elettricità da fonti rinnovabili. In caso contrario, la speranza di sostenibilità andrà incontro a un brusco atterraggio di fortuna.
Première publication:
17.3.2023
| Dernière mise à jour:
20.3.2023