Energigas 1
Forskning & utveckling Hållbara flygresor med vät
gas Vätgasen kan spela en viktig roll när flyget ska ställa om till förnybara bränslen. Men först måste en rad tekniska lösningar vara på plats. Även tillgången på förnybar vätgas måste säkras. Världens flygtrafik orsakar nära tre procent av de globala koldioxidutsläppen från fossila bränslen. I dag pågår en rad forsknings och utvecklingsprojekt med målet att få ner utsläppen. Många riktar blickarna mot vätgas. Flygindustrin utvecklar nu jetmotorer som drivs med denna energibärare. Franska flygplanstillverkaren Airbus räknar med att ha ett vätgasflygplan i luften 2035. – Vätgas kan successivt ersätta fossildrivna flyg på upp till medellånga distanser. Det finns potential att kapa mer än häften av koldioxidutsläppen från flyget, säger Tomas Grönstedt, som är professor vid Chalmers och koordinator för kompetenscentret TechforH2 som utvecklar fossilfria transportlösningar. Först måste ett antal utmaningar vara lösta. Ny teknik måste utvecklas för tankar, bränslesystem, brännkammarteknik och eftersom bränslet tar större volym påverkas även flygplanets konstruktion. Samtidigt är säkerhetskraven för flyget hårda. – Utvecklingen tar tid, men det krävs inte ett gigantiskt forskningsgenombrott – det är inte som fusionsenergi, säger Tomas Grönstedt. . Vätgasteknik för jetmotorer En rad utvecklingsprojekt är på gång. I EUsamarbetet EnableH2 har Chalmersforskarna tillsammans med bland andra GKN Aerospace i Trollhättan, som tillverkar flygplansdelar, utvecklat modeller för att simulera vätgasdrivna flygplan. Vätgasen till planet lagras som flytande gas, vilket betyder att temperaturen är runt minus ”Vätgas kan successivt ersätta fossil drivna flyg på upp till medellånga distanser. Det finns potential att kapa mer än hälften av flygets koldioxidutsläpp. ” Tomas Grönstedt, professor Chalmers 28 ENERGIGAS NR 3 2022 Framtidsflyg. Vätgastankarna är betydligt större än jetbränsletankar. De kan placeras exempelvis ovanpå Airbus, som ska ha ett vätgasdrivet flygplan i luften 2035, bygger in tankarna i flygplanskroppen. 250 grader Celsius. Innan den kan skickas in i motorns brännkammare måste den värmas. Det kan göras med värme från motorn. Samtidigt kan luften runt bladen i motorn kylas. Den processen vill forskarna förbättra, och har därför byggt en rigg där de kan studera värmeutbyte mellan motorns komponenter och vätgasen. Det tvååriga projektet H2Jet som drog i gång i juli i fjol bygger vidare på erfarenheter från EnableH2. Även här deltar bland annat Chalmers och GKN Aerospace. Anders Lundbladh vid GKN Aerospace är också adjungerad professor på Chalmers. – Vi ska utveckla teknik till tre komponenter för jetmotorer för vätgas. Det är komponenter till bränslesystemet som skiljer sig väsentligt mellan en vätgasmotor och en konventionell motor, säger han. I ytterligare ett annat projekt undersöker man ultralätta kompositmaterial för tankarna. Även i flytande form tar vätgasen fyra gånger större plats än flygfotogen. Bygger om jetplan Airbus, som gått ut med att de ska ha ett vätgasflygplan i luften 2035, kommer att lasta in hela bränslesystem i bakkroppen. Företaget ska först testa en vätgasdriven motor på en av bolagets modifierade versioner av jetplanet Airbus 380, som togs ur bruk förra året. Testflygningarna ska enligt planerna starta om fyra år. – Då har de all teknikinformation de behöver för att utveckla ett flygplan. Då vet de också vad politikerna har för inställning till vätgas och om infrastrukturen kommer att finnas. Utvecklingen av vätgasinfrastruktur är nödvändig för flyget. Finns inte den kommer inga flygplan. Vätgasen ska vara grön och måste förstås göras tillgänglig vid flygplatsen, säger Tomas Grönstedt. Nyligen meddelade Airbus att företaget ska utveckla vätgasinfrastruktur världen över tillsammans med gasleverantören Linde. Redan nästa år ska pilotprojekt dras i gång vid en rad flygplatser. Vätgasinfrastruktur och klimatnytta behövs På sikt skulle det krävas ungefär 20 terawatttimmar (TWh) el för att generera den vätgas som krävs för att ersätta det flygbränsle som tankas i Sverige i dag. Enligt Anders Lundbladh är det inte omöjligt att bygga ut förnybar kraft och vätgasproduktionen även om det skulle ta några tiotal år. Men även kostnaderna måste vara rimliga och klimatpåverkan mycket lägre än för jetbränsle. Där finns vissa osäkerheter. En vätgasmotor släpper inte ut någon koldioxid, däremot vatten. På höjder över sex kilometer medför det att det bildas moln, som hindrar att värmen strålar ut från jorden och bidrar till att den värms upp. I förbränning i en jetmotor bildas även kväveoxid som leder till att det bildas mer