Elektrisch vliegen: het gat in de lucht?

Brussels Airport was dit jaar al goed voor 178 296 vluchten (landing en vertrek) in de periode van januari tot eind september. Een cijfer dat ongeveer constant is ten opzichte van vorige jaren. Globaal gezien groeit het totale aantal vluchten echter nog altijd jaarlijks en alles wijst erop dat deze globale trend zich ook de komende jaren nog gaat doorzetten. De luchtvaart is namelijk het transportmiddel bij uitstek voor snel transport van goederen en mensen over grote afstanden. Het overgrote aandeel van de vliegtuigen vliegen echter nog steeds op een koolwaterstof brandstof (zoals kerosine) en vormen dus een bron van CO2-emissies. Volgens IEA (International Energy Agency) was de luchtvaart verantwoordelijk voor 2,5% van de globale energie gerelateerde CO2-emissies in 2018.

Tegelijkertijd is een sterke daling van de CO2-emissies noodzakelijk om de klimaatverandering en de gevolgen hiervan tot een aanvaardbaar niveau te beperken. De Europese Commissie bijvoorbeeld publiceerde hiertoe zijn visie voor een klimaatneutraal Europa tegen 2050. Om die reductie in CO2-emissies te realiseren zonder het snel transport over grote afstanden (en de verwachte groei) drastisch te decimeren is er nood aan volwaardige alternatieven voor de klassieke luchtvaart. Een volwaardig alternatief voor de klassieke luchtvaart moet milieuvriendelijk zijn zonder reductie in transporttijd, -capaciteit, -bereik en comfort voor personentransport. Eén van deze potentiële volwaardige alternatieven voor de hedendaagse luchtvaart zouden elektrisch aangedreven vliegtuigen kunnen zijn, op voorwaarde dat de elektriciteit opgewekt wordt door hernieuwbare bronnen.

 Binnen de luchtvaart wordt vaak het onderscheid gemaakt tussen korte afstands- en lange afstandsvluchten. Om een grens te definiëren tussen die twee beschouwt men korte afstandsvluchten vaak als vluchten korter dan 1000 tot 1500 km, al is hier internationaal geen standaard voor gedefinieerd.

 Korte afstandsvluchten vertegenwoordigen ongeveer de helft van het totale aantal vluchten wereldwijd en vormen de huidige doelgroep voor de elektrische vliegindustrie. Technisch gezien zijn korte afstandsvluchten al haalbaar, zo is er bijvoorbeeld de Alice Commuter van Eviation die deze zomer werd voorgesteld. Dit toestel zou met een volledig elektrische aandrijving negen personen kunnen vervoeren aan een ‘cruise’ snelheid van zo’n 440 km/u over een maximale afstand van ongeveer 1000 km. Deze huidige projecten zijn veelbelovend, maar voldoen nog niet aan de meeste vereisten om een volwaardig alternatief te vormen voor de klassieke luchtvaart. Het potentieel van de volledig elektrische korte afstandsvluchten is wel duidelijk en zorgt voor vele projecten van start-ups en de gevestigde waarden binnen de luchtvaartindustrie. Deze projecten en investeringen zullen de bestaande technologie enkel maar verbeteren. De energie vormt hierbij de grootste uitdaging: een energiebron met een hoge energiedensiteit (verhouding energiehoeveelheid tot massa) en het zo efficiënt mogelijk omgaan met de beschikbare energie.

Het klimaat is niet het enige motief voor die potentiële switch naar elektrisch vliegen, ook vanuit een business standpunt is dit interessant. Elektriciteit is gewoonweg goedkoper dan de klassieke brandstof (bijv. kerosine) wat zorgt voor een lagere operating cost voor de betreffende maatschappij. Met een brandstofprijs van 0.75 euro per liter komt men ongeveer aan een prijs van 80 euro per MWh energie, meer dan dubbel de gemiddelde industriële marktprijs van elektriciteit (37,61 euro per MWh) in de maand oktober van dit jaar. De geluidshinder veroorzaakt door de klassieke vliegtuigen zou ook verbeteren bij het gebruik van elektrische vliegtuigen.

De potentiële markt, technische haalbaarheid en investeringen in de technologie en economische voordelen zorgen ervoor dat in de toekomst die elektrische korte afstandsvluchten met grote zekerheid een volwaardig alternatief zullen vormen. Dit is ook wat bevestigd wordt door een investeringsbank als UBS en een maatschappij als EasyJet.

 Lange afstandsvluchten vormen de andere helft van het totale aantal vluchten maar hebben met 80% het grootste aandeel in de CO2-emissies van de totale luchtvaart. In dit segment wringt nu juist het technische schoentje. Meer nog dan bij de korte afstandsvluchten is de energie essentieel, waarbij een energiebron met een hoge energiedensiteit (grote hoeveelheid energie voor een kleine hoeveelheid massa) de voornaamste uitdaging vormt. Dit omdat er enerzijds een grote hoeveelheid energie vereist is voor zo’n lange vlucht en omdat anderzijds de massa van het vliegtuig één van de bepalende factoren is voor het energieverbruik zelf. De huidige Lithium-ion batterij technologie beschikt nog niet over de vereiste energiedensiteit, de energiedensiteit van de huidige vliegtuigbrandstof zou ongeveer 50 (11950 Wh/kg t.o.v. 250 Wh/kg) keer groter zijn. De ontwikkelingssnelheid van de lithium-ion batterij op dit moment volstaat niet om volwaardige langeafstandsvluchten mogelijk te maken voor 2050. Een doorbraak in energiebron op gebied van energiedensiteit, productiemogelijkheden, herlaadbaarheid, etc. is dus nodig om volledig elektrische langeafstandsvluchten daadwerkelijk te lanceren. Alternatieve batterijtypes of waterstof zouden hier misschien de oplossing kunnen bieden. Een andere mogelijkheid in plaats van volledig elektrisch zou een hybride type kunnen zijn (zoals men nu al ziet bij auto’s) waar bijvoorbeeld een elektrische motor extra vermogen levert op de kritieke momenten (bv. bij het opstijgen). Die optie wordt momenteel onderzocht en betekent alvast een stap in de goede richting zolang de zoektocht naar een volledig CO2-vrije energiebron loopt. Ook het gebruik van biofuels wordt volop onderzocht.

De zoektocht naar volwaardige en CO2-vrije alternatieven voor het snelle transport over grote afstanden is een essentiële stap naar een klimaatneutrale wereld. Een klimaatneutrale wereld die dynamisch en toegankelijk blijft. Een klimaatneutrale wereld waarin het nog altijd mogelijk is om in Brussel te vertrekken en zo’n 13 uur later aan te komen in Johannesburg, San Francisco of Seoul.