เครื่องบินเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ใหญ่ที่สุดในโลกประสบความสำเร็จในการบินครั้งแรก

เครื่องสาธิตเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนของ Universal Hydrogen ทำการบินครั้งแรกไปยังมอสเลค รัฐวอชิงตัน เมื่อสัปดาห์ที่แล้ว เที่ยวบินทดสอบใช้เวลา 15 นาที และขึ้นไปถึงระดับความสูง 3,500 ฟุต แพลตฟอร์มทดสอบอิงจาก Dash8-300 ซึ่งเป็นเครื่องบินเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่ใหญ่ที่สุดในโลก

เครื่องบินลำนี้มีชื่อเล่นว่า Lightning McClean บินขึ้นจากท่าอากาศยานนานาชาติแกรนท์ เคาน์ตี (KMWH) เมื่อเวลา 08.45 น. ของวันที่ 2 มีนาคม และทะยานสู่ระดับความสูง 3,500 ฟุตในอีก 15 นาทีต่อมา เที่ยวบินนี้อิงตามใบรับรองความสมควรเดินอากาศพิเศษของ FAA เป็นเที่ยวบินทดสอบเที่ยวแรกในรอบสองปีที่คาดว่าจะสิ้นสุดในปี 2568 เครื่องบินลำนี้ดัดแปลงมาจากเครื่องบินไอพ่นระดับภูมิภาค ATR 72 โดยเก็บเครื่องยนต์กังหันเชื้อเพลิงฟอสซิลดั้งเดิมไว้เพียงเครื่องเดียว เพื่อความปลอดภัย ส่วนอื่นๆ ขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนบริสุทธิ์

Universal Hydrogen ตั้งเป้าหมายที่จะให้ปฏิบัติการบินระดับภูมิภาคขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนทั้งหมดภายในปี 2568 ในการทดสอบนี้ เครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนที่สะอาดจะปล่อยเฉพาะน้ำและไม่สร้างมลภาวะต่อชั้นบรรยากาศ เนื่องจากเป็นการทดสอบเบื้องต้น เครื่องยนต์อีกตัวยังคงทำงานโดยใช้เชื้อเพลิงธรรมดา ดังนั้นหากคุณดูดีๆ จะมีความแตกต่างกันอย่างมากระหว่างเครื่องยนต์ด้านซ้ายและด้านขวา แม้แต่เส้นผ่านศูนย์กลางของใบมีดและจำนวนใบมีด จากข้อมูลของ Universal Hydrogren เครื่องบินที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนนั้นปลอดภัยกว่า ถูกกว่าในการใช้งาน และมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมเพียงเล็กน้อย เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนของพวกเขาเป็นแบบโมดูลาร์และสามารถบรรทุกและขนถ่ายผ่านสิ่งอำนวยความสะดวกการขนส่งสินค้าที่มีอยู่ของสนามบิน ดังนั้นสนามบินจึงสามารถตอบสนองความต้องการในการเติมน้ำมันของเครื่องบินที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนโดยไม่ต้องดัดแปลง ตามทฤษฎีแล้ว เครื่องบินไอพ่นที่ใหญ่กว่าก็สามารถทำได้เช่นเดียวกัน โดยพัดลมเทอร์โบที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนคาดว่าจะถูกใช้งานภายในกลางปี ​​2030

ในความเป็นจริง Paul Eremenko ผู้ร่วมก่อตั้งและซีอีโอของ Universal Hydrogen เชื่อว่าเครื่องบินโดยสารจะต้องใช้ไฮโดรเจนสะอาดภายในกลางปี ​​2030 มิฉะนั้นอุตสาหกรรมจะต้องลดเที่ยวบินเพื่อให้บรรลุเป้าหมายการปล่อยมลพิษทั่วทั้งอุตสาหกรรม ผลที่ได้คือราคาตั๋วสูงขึ้นอย่างรวดเร็วและการแย่งชิงตั๋ว ดังนั้นจึงเป็นเรื่องเร่งด่วนที่จะต้องส่งเสริมการวิจัยและพัฒนาเครื่องบินพลังงานใหม่ แต่เที่ยวบินแรกนี้ยังให้ความหวังแก่อุตสาหกรรม

ภารกิจนี้ดำเนินการโดย Alex Kroll ซึ่งเป็นอดีตนักบินทดสอบของกองทัพอากาศสหรัฐที่มีประสบการณ์และเป็นนักบินทดสอบของบริษัท เขากล่าวว่าในทัวร์ทดสอบครั้งที่สอง เขาสามารถบินด้วยเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนได้ทั้งหมด โดยไม่ต้องพึ่งพาเครื่องยนต์เชื้อเพลิงฟอสซิลแบบดั้งเดิม "เครื่องบินดัดแปลงมีสมรรถนะการควบคุมที่ดีเยี่ยม และระบบพลังงานเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนสร้างเสียงรบกวนและแรงสั่นสะเทือนน้อยกว่าเครื่องยนต์กังหันแบบเดิมอย่างเห็นได้ชัด" Kroll กล่าว

Universal Hydrogen มีคำสั่งซื้อเครื่องบินโดยสารระดับภูมิภาคที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนหลายสิบลำ รวมถึง Connect Airlines ซึ่งเป็นบริษัทสัญชาติอเมริกัน จอห์น โธมัส ประธานเจ้าหน้าที่บริหารของบริษัท เรียกเที่ยวบินของไลท์นิ่ง แมคเคลนว่า "เป็นศูนย์สำหรับการลดคาร์บอนของอุตสาหกรรมการบินทั่วโลก"

เหตุใดเครื่องบินที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนจึงเป็นทางเลือกในการลดคาร์บอนในการบิน

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศทำให้การขนส่งทางอากาศตกอยู่ในความเสี่ยงมานานหลายทศวรรษ

การบินปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพียง 1 ใน 6 ของรถยนต์และรถบรรทุก ตามรายงานของ World Resources Institute ซึ่งเป็นกลุ่มวิจัยที่ไม่แสวงหากำไรในวอชิงตัน อย่างไรก็ตาม เครื่องบินมีผู้โดยสารต่อวันน้อยกว่ารถยนต์และรถบรรทุกมาก

สายการบินที่ใหญ่ที่สุดสี่แห่ง (อเมริกัน ยูไนเต็ด เดลต้า และเซาท์เวสต์) เพิ่มการใช้เชื้อเพลิงเครื่องบินขึ้นร้อยละ 15 ระหว่างปี 2014 ถึง 2019 อย่างไรก็ตาม แม้ว่าจะมีการผลิตเครื่องบินที่มีประสิทธิภาพและคาร์บอนต่ำมากขึ้น แต่จำนวนผู้โดยสารกลับเพิ่มขึ้น มีแนวโน้มลดลงตั้งแต่ปี 2562

สายการบินมุ่งมั่นที่จะกลายเป็นคาร์บอนเป็นกลางภายในกลางศตวรรษ และบางสายการบินได้ลงทุนในเชื้อเพลิงที่ยั่งยืนเพื่อให้การบินมีบทบาทอย่างแข็งขันในการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

เชื้อเพลิงที่ยั่งยืน (SAFs) คือเชื้อเพลิงชีวภาพที่ทำจากน้ำมันปรุงอาหาร ไขมันสัตว์ ขยะชุมชน หรือวัตถุดิบตั้งต้นอื่นๆ เชื้อเพลิงนี้สามารถผสมกับเชื้อเพลิงทั่วไปเพื่อขับเคลื่อนเครื่องยนต์ไอพ่นได้ และได้ถูกนำไปใช้แล้วในเที่ยวบินทดสอบและแม้แต่ในเที่ยวบินโดยสารตามกำหนดเวลา อย่างไรก็ตาม เชื้อเพลิงที่ยั่งยืนนั้นมีราคาแพง ประมาณสามเท่าของเชื้อเพลิงอากาศยานทั่วไป เมื่อมีสายการบินจำนวนมากขึ้นซื้อและใช้เชื้อเพลิงที่ยั่งยืน ราคาก็จะสูงขึ้นไปอีก ผู้สนับสนุนกำลังผลักดันสิ่งจูงใจ เช่น การลดหย่อนภาษีเพื่อกระตุ้นการผลิต

เชื้อเพลิงที่ยั่งยืนถูกมองว่าเป็นเชื้อเพลิงสะพานที่สามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนได้จนกว่าจะมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญ เช่น เครื่องบินที่ใช้พลังงานไฟฟ้าหรือไฮโดรเจน ในความเป็นจริง เทคโนโลยีเหล่านี้อาจไม่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านการบินไปอีก 20 หรือ 30 ปี

บริษัทต่างๆ พยายามออกแบบและสร้างเครื่องบินไฟฟ้า แต่ส่วนใหญ่เป็นเครื่องบินขนาดเล็กคล้ายเฮลิคอปเตอร์ที่บินขึ้นและลงจอดในแนวดิ่งและบรรจุผู้โดยสารได้เพียงไม่กี่คน

การสร้างเครื่องบินไฟฟ้าขนาดใหญ่ที่สามารถบรรทุกผู้โดยสารได้ 200 คน -- เทียบเท่ากับเที่ยวบินมาตรฐานขนาดกลาง -- จะต้องใช้แบตเตอรี่ขนาดใหญ่ขึ้นและใช้เวลาบินนานขึ้น ตามมาตรฐานนั้น แบตเตอรี่จะต้องมีน้ำหนักประมาณ 40 เท่าของน้ำมันเครื่องบินจึงจะชาร์จเต็มได้ แต่เครื่องบินไฟฟ้าจะเป็นไปไม่ได้เลยหากปราศจากการปฏิวัติเทคโนโลยีแบตเตอรี่

พลังงานไฮโดรเจนเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพในการบรรลุการปล่อยก๊าซคาร์บอนต่ำ และมีบทบาทที่ไม่สามารถถูกแทนที่ได้ในการเปลี่ยนผ่านพลังงานของโลก ข้อได้เปรียบที่สำคัญของพลังงานไฮโดรเจนเหนือแหล่งพลังงานหมุนเวียนอื่นๆ คือสามารถกักเก็บในปริมาณมากได้ตามฤดูกาล ในหมู่พวกเขา ไฮโดรเจนสีเขียวเป็นวิธีเดียวในการลดคาร์บอนเชิงลึกในหลายอุตสาหกรรม รวมถึงสาขาอุตสาหกรรมที่เป็นตัวแทนของปิโตรเคมี เหล็ก อุตสาหกรรมเคมี และอุตสาหกรรมการขนส่งที่เป็นตัวแทนของการบิน จากข้อมูลของคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศว่าด้วยพลังงานไฮโดรเจน ตลาดพลังงานไฮโดรเจนคาดว่าจะมีมูลค่าถึง 2.5 ล้านล้านดอลลาร์ภายในปี 2593

“ไฮโดรเจนเองเป็นเชื้อเพลิงที่เบามาก” แดน รัทเทอร์ฟอร์ด นักวิจัยด้านการลดคาร์บอนในรถยนต์และเครื่องบินที่สภาระหว่างประเทศว่าด้วยการขนส่งที่สะอาด ซึ่งเป็นกลุ่มด้านสิ่งแวดล้อม กล่าวกับแอสโซซิเอตเต็ทเพรส "แต่คุณต้องการถังเก็บไฮโดรเจนขนาดใหญ่ และถังเองก็หนักมาก"

นอกจากนี้ยังมีข้อบกพร่องและอุปสรรคในการดำเนินการเชื้อเพลิงไฮโดรเจน ตัวอย่างเช่น จำเป็นต้องมีโครงสร้างพื้นฐานใหม่ขนาดใหญ่และมีราคาแพงที่สนามบินเพื่อเก็บก๊าซไฮโดรเจนที่เย็นลงในรูปของเหลว

ถึงกระนั้น รัทเทอร์ฟอร์ดยังคงมองโลกในแง่ดีอย่างระมัดระวังเกี่ยวกับไฮโดรเจน ทีมของเขาเชื่อว่าเครื่องบินที่ใช้พลังงานไฮโดรเจนจะสามารถเดินทางได้ประมาณ 2,100 ไมล์ภายในปี 2578