بعد نجاح السيارات الهجينة.. الطائرات الكهربائية تدخل الخدمة قريباً

يمثل الطيران 3% من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون سنويا على مستوى العالم، لكنه غالبًا ما يُنظر إليه على أنه إحدى أكثر الصناعات تحديًا لإزالة الانبعاثات.

وذلك لأن عدد الأشخاص الذين يسافرون جواً يتزايد كل عام، كما أن التقنيات اللازمة لإزالة الكربون ليست جاهزة للانتشار على نطاق واسع.

ونتيجة لذلك، فإن تقنية واحدة أو تغييرا واحدا في عمليات الطائرات لن يكون كافيا لتحقيق صافي انبعاثات صِفر.

• تلوث نهر السين.. بقعة مناخية تشوه سجلات أولمبياد باريس
• من البرازيل.. العالم يترقب تشييد أطول مبنى سكني بالكوكب
  

وستكون هناك حاجة إلى مزيج من الاستراتيجيات المختلفة، التي تشجعها الحوافز والسياسات المناسبة. ويمكن أن يشمل ذلك تطوير البنية التحتية للمطارات، أو إنتاج الوقود المستدام، أو اعتماد تقنيات الدفع الجديد

وقد تم استخدام الكهرباء لإزالة الكربون من صناعة السيارات، ويتم الآن استكشافها أيضًا كمسار محتمل للطيران. فإن الكهرباء يمكن أن تقضي على انبعاثات الكربون أثناء الطيران، بالإضافة إلى الغازات الأخرى غير الصديقة للبيئة.

ومع ذلك، فإن الطائرات التي تعمل بالبطاريات الكهربائية تمثل تحديات، حيث تزن البطاريات اليوم ما يقرب من 50 مرة أكثر من كمية مماثلة من وقود الطائرات. ويجب أن تحمل الطائرات أيضًا كمية من الوقود - أو طاقة البطارية - أكثر مما تحتاج إليه في الرحلة حتى تتمكن من الاستمرار في الطيران والهبوط بأمان إذا تم تحويلها إلى مطار مختلف.

بالنسبة للمهمات القصيرة، تمثل هذه نسبة كبيرة من إجمالي الوقود المحمول ويضاف الوزن الزائد إلى الوقود الذي تستخدمه الطائرة، مما يقلل من المسافة التي يمكن أن تقطعها.

الطائرات الهجينة

ولهذا السبب يمكن أن تشكل الطائرات الهجينة جزءًا من الحل لتحدي إزالة الكربون في الطيران. وتستخدم الطائرات الهجينة مصدرًا إضافيًا للطاقة بالإضافة إلى طاقة البطارية.

هناك خيارات متعددة لمصدر الوقود الثانوي وطريقة دمج أنظمة الدفع: يمكن حرق الوقود الثانوي في محرك منفصل خاص به أو في مولد لتشغيل نفس المحركات مثل البطارية، على سبيل المثال. وبدلاً من ذلك، يمكن لخلية الوقود توليد الكهرباء من التفاعلات الكيميائية باستخدام الهيدروجين. ويمكن استخدام طاقة البطارية والوقود الثانوي لتشغيل الطائرة في وقت واحد أو بالتناوب.

أحد الخيارات الهجينة الواعدة هو استخدام الوقود الأحفوري والمولد التوربيني لتوفير الطاقة اللازمة للاحتياطيات المطلوبة.

ويؤدي تضمين مصدر وقود إضافي إلى زيادة تعقيد الطائرة ووزنها، وقد أظهرت التجارب أن الزيادة قد تكون أقل من وزن البطاريات التي قد تكون ضرورية للاحتياطيات. وبينما قد يؤدي الوزن الإضافي أيضًا إلى زيادة استهلاك الطاقة، إلا أنه سيزيد من مدى الطائرة.

ويمكن للطائرات الهجينة أيضًا تقليل البصمة الكربونية للمطار وتحسين جودة الهواء المحلي. وتتسبب الطائرات فيما يصل إلى 95% من انبعاثات المطارات. ويمكن تقليل ذلك باستخدام طائرات تعمل بالبطارية الكهربائية للقضاء على انبعاثات الكربون والملوثات الضارة الأخرى.

الرحلة الكهربائية

وستتطلب الرحلة الكهربائية بالكامل بنية تحتية للشحن في مطاري الوصول والمغادرة. ومن ناحية أخرى، تقدم الطائرات الكهربائية الهجينة حلاً قابلاً للانتشار بسهولة أثناء بناء البنية التحتية للشحن.

ويمكن شحن بطاريات الطائرات الهجينة أثناء الطيران أو على الأرض بواسطة محرك يعمل بالوقود النفاث على متن الطائرة إذا لم يكن لدى مطار الوجهة بنية تحتية للشحن.

وهذا من شأنه أن يقلل من الفوائد البيئية لتشغيل الطاقة الكهربائية الهجينة، ولكنه سيزيد من عدد المطارات التي يمكن أن تطير إليها الطائرات الهجينة أثناء تنفيذ البنية التحتية للشحن.

وهكذا يمكن للطائرات الكهربائية الهجينة أن تقلل بشكل كبير من الانبعاثات الصادرة عن الطائرات التي تحلق لمسافات قصيرة ولها مدى أطول بكثير من الطائرات الكهربائية التي تعمل بالبطارية فقط.

وحتى مع التحديات الحالية المتعلقة بالحصول على ما يكفي من الكهرباء من مصادر مستدامة لشحن البطاريات وتصنيعها، يمكن للطائرات الهجينة أن تلعب دورا حاسما في الحد من انبعاثات صناعة الطيران.

أول طائرة هجينة

تعتزم شركة الطيران الفرنسية " Ascendance Flight Technologies" إطلاق طائرات عمودية صديقة للبيئة مصممة لخفض انبعاثات الكربون بنسبة 80% والتلوث الصوتي أربع مرات.

ومن المقرر أن تدخل الطائرة " Atea" الخدمة، عام 2025، بعد مرورها بمرحلة الاختبار.

وولدت فكرة المروحية بعد ثلاث سنوات من البحث والتطوير، وهي مصممة للعمل في المناطق شبه الحضرية والتي يبلغ مداها 400 كيلومتر.

وتستخدم الطائرات الهجينة الكهربائية محركات تعمل بالبطاريات، على غرار محركات السيارات التي تنتجها شركة "تسلا".

وتم إحراز "تقدم كبير" في فئة المروحيات العامودية في السنوات الأخيرة، حيث زادت سعة مقاعدها من واحد إلى خمسة، وأوزان الإقلاع القصوى حالياً بين 450 كيلوغراماً و 2200 كيلوغرام. ومن المتوقع ان يتمكن هذا الطراز من قطع مسافة تتراوح بين 16 كيلومتراً و 300 كيلومتر، ويتميز هذا النموذج بإمكانية السفر من دون إحداث ضوضاء.

ووفق منظمة الطيران المدني الدولي "الإيكاو" تسعى الشركات إلى تحويل أنظمة الطائرات لتعمل بالكهرباء، وتجري البحوث لتطوير تقنية الدفع الكهربائي، لتعزيز الاستثمارات بالطائرات الكهربائية أو الهجينة.

ويمكن أن يساهم إدخال هذه الطائرات في الخدمة في تحقيق أهداف الحد من تغير المناخ.