Авиационная инфраструктура для альтернативных двигателей

Как поиск решений Борьба с воздействием авиации на климат становится все более актуальной, существует большой интерес к альтернативным технологиям движения, таким как самолеты с водородным, аккумуляторным и гибридным электрическим приводом. К 2050 году самолеты, работающие на водороде и аккумуляторно-электрических силовых агрегатах, могут составлять от 21 до 38 процентов мирового парка коммерческих и грузовых самолетов, основываясь на энергетических оценках Mission Sustainable Partnership для авиационного сектора. , Стратегия перехода к потеплению на 1,5°C, Партнерство «Миссия возможна», июль 2022 г. Хотя сроки могут показаться отдаленными, новые технологии начнут появляться в этом десятилетии.

Существует неопределенность относительно того, что повлекут за собой эти изменения в инфраструктуре и как аэропорты и другие заинтересованные стороны могут начать к ним готовиться. Target True Zero: «Предоставление инфраструктуры для полетов на аккумуляторах и водородных двигателях» — это отчет, подготовленный Target True Zero — инициативой Всемирного экономического форума, объединяющей лидеров аэрокосмической и авиационной промышленности — при поддержке партнеров по информационным технологиям — Федерации авиационной окружающей среды и McKinsey. и Ускоритель воздействия авиации Кембриджского университета. Он призван помочь пролить свет на некоторые ключевые аспекты, влияющие на альтернативные двигатели.

Отчет преследует три цели:

Выводы отчета, изложенные здесь, основаны на десяти ключевых выводах, полученных в результате анализа McKinsey, а также на основе бесед с лидерами отрасли и семинаров, проводимых Target True Zero.

Спрос на чистую энергию в авиации может взлететь до новых высот. Мы оценили спрос на энергию, необходимую для поддержки самолетов с использованием альтернативных силовых установок в 2050 году, а затем изучили последствия для авиационной инфраструктуры.

К 2050 году самолеты с электрическими и водородными двигателями могут составить от 21 до 38 процентов всех самолетов, что составит от 15 до 34 процентов общих энергетических потребностей сектора. Альтернативные двигатели могут потребовать от 600 до 1700 терраватт-часов чистой энергии к 2050 году во всем мире, что эквивалентно энергии, вырабатываемой примерно от 10 до 25 крупнейших в мире ветряных электростанций или солнечной фермы размером с Бельгию. Примерно от 89 до 96 процентов энергии будет использоваться для самолетов с водородным двигателем, в то время как только от 4 до 11 процентов будет использоваться для питания меньших самолетов с аккумуляторным электрическим приводом, таких как турбовинтовые, региональные реактивные самолеты и небольшие узкофюзеляжные самолеты. Приложение 1).

По мере того, как альтернативные двигатели набирают популярность, аэропортам потребуется больше энергии для работы на местах, чем сегодня. Для аэропорта, который является крупным узлом и хочет инвестировать в сжижение водорода и зарядку самолетов с аккумуляторными батареями, общее потребление электроэнергии на территории терминалов, наземной поддержки и других целей может составлять от 1250 до 2450 гигаватт. часов в год, что примерно в пять-десять раз больше электроэнергии, чем в настоящее время потребляет лондонский аэропорт Хитроу. Чтобы удовлетворить эти требования, аэропортам необходимо будет предпринять шаги по модернизации сетевых подключений, местной инфраструктуры распределения электроэнергии и собственных электростанций.

Альтернативные двигатели потребуют создания двух новых инфраструктурных цепочек создания стоимости. Один будет связан с авиацией, работающей на аккумуляторных батареях, а другой — с авиацией, работающей на водороде. Эти цепочки создания стоимости могут включать в себя множество новых партнеров, которые в настоящее время не являются частью авиационной экосистемы, и они будут сосуществовать с инфраструктурой, необходимой для производства экологически чистого авиационного топлива и обычного топлива. Сектору потребуются новые процедуры получения, хранения, обработки и управления энергией, а также средства распределения этой энергии между самолетами.

В большинстве аэропортов есть места для сжижения и хранения водорода, но недостаточно земли для производства чистой энергии, необходимой для питания самолетов с помощью аккумуляторных электрических и водородных средств. Хотя аэропорты рекламировались как возможные энергетические центры, масштабы спроса на энергию для альтернативных двигателей сделают чрезвычайно трудным производство всей энергии в аэропортах. Например, если использовать аэропорт Париж-Шарль Де Голль в качестве примера крупного международного узла, то ему потребуется около 5800 гектаров солнечных панелей для выработки достаточного количества электроэнергии для удовлетворения своих потребностей в рамках разумного сценария «Миссии возможного партнерства». Это намного превышает размеры самого аэропорта, который сейчас занимает 3300 гектаров. Учитывая столь значительные потребности в пространстве, большинство аэропортов, вероятно, будут полагаться на партнерские отношения с другими поставщиками электроэнергии в своих региональных экосистемах, чтобы удовлетворить их.