Pesawat Listrik Tidak Akan Menyelesaikan Masalah CO₂ – Pemerintah Inggris berencana untuk melarang penjualan mobil bensin dan diesel konvensional baru pada tahun 2040. Jelas rencananya adalah agar semua warga dapat mengendarai mobil listrik atau hibrida-listrik, atau – lebih baik lagi – mengendarai sepeda.

Pesawat Listrik Tidak Akan Menyelesaikan Masalah CO₂

Tetapi dapatkah elektrifikasi membantu mengurangi emisi dari bentuk transportasi penumpang padat karbon lainnya, terbang? poker idn

Ini adalah pertanyaan yang kompleks dan di mana ukuran penting. Pesawat kecil bisa ditenagai oleh listrik. Bahkan beberapa perusahaan sudah mengembangkan pesawat listrik kecil dan mereka bisa datang ke pasar dalam beberapa tahun ke depan.

Tetapi untuk pesawat besar yang kita semua gunakan lebih sering, itu tidak mungkin terjadi dalam waktu dekat. Masalahnya bukan teknologi propulsi tetapi penyimpanan energi. Bahan bakar jet mengandung sekitar 30 kali lebih banyak energi per kilogram daripada baterai lithium-ion tercanggih yang ada saat ini.

Pesawat penumpang terbesar di dunia, Airbus A380, dapat menerbangkan 600 penumpang sejauh 15.000 kilometer dalam sekali penerbangan. Tapi, menurut perhitungan saya, dengan baterai itu hanya bisa terbang sedikit di atas 1.000 kilometer.

Bahkan jika semua penumpang dan kargo diganti dengan baterai, jarak tempuhnya masih kurang dari 2.000 kilometer. Untuk mempertahankan jangkauannya saat ini, pesawat akan membutuhkan baterai dengan berat 30 kali lebih banyak dari asupan bahan bakarnya saat ini, yang berarti tidak akan pernah lepas landas.

Pertukaran ini sangat buruk untuk penerbangan jarak jauh karena bahan bakar membuat setengah dari berat pesawat saat lepas landas. Terlebih lagi, pesawat konvensional menjadi lebih ringan saat bahan bakar dikonsumsi, tetapi pesawat listrik harus membawa bobot baterai yang sama untuk seluruh penerbangan. Seperti yang saya katakan, ukuran penting.

Untuk pesawat ringan dengan lima hingga sepuluh kursi, bahan bakar kemungkinan akan mencapai 10% hingga 20% dari berat pesawat. Cukup menukar bahan bakar dengan baterai mungkin masih mengurangi jarak yang bisa ditempuh pesawat dengan jumlah yang tidak praktis.

Tetapi mengganti dua atau tiga penumpang dengan baterai tambahan akan memberikan jangkauan 500 kilometer hingga 750 kilometer, dibandingkan dengan jangkauan bertenaga bahan bakar lebih dari 1.000 km.

Model komersial pertama

Namun, mungkin ada opsi lain. Perusahaan Israel Eviation baru-baru ini mengungkapkan versi prototipe dari apa yang diklaimnya akan menjadi pesawat penumpang listrik komersial pertama di dunia.

Pesawat, bernama Alice, tidak hanya menukar bahan bakar jet dengan baterai, tetapi juga merupakan konsep desain baru yang meningkatkan cara sistem propulsi terintegrasi ke dalam badan pesawat. Mengangkut sembilan penumpang dengan jangkauan 1.000 km, Alice diharapkan mulai beroperasi pada 2022.

Alice mungkin merupakan alternatif praktis untuk perjalanan regional kecil tetapi tidak untuk sebagian besar penerbangan penumpang terjadwal, bahkan yang jarak pendek. Jadi bagaimana elektrifikasi dapat membantu di sini? Meningkatkan teknologi baterai adalah salah satu pilihan.

Sebuah teknologi baru yang dikenal sebagai baterai lithium-air secara teoritis dapat mencapai kepadatan energi yang sama dengan bahan bakar jet. Namun, mereka masih dalam tahap laboratorium. Mengingat sifat industri penerbangan yang sangat sadar akan keselamatan, tidak mungkin merencanakan pesawat masa depan dengan teknologi yang belum terbukti.

Apa yang lebih mungkin kita lihat untuk penerbangan jarak pendek dalam 20 hingga 30 tahun ke depan adalah pesawat hibrida yang menggabungkan mesin turbofan saat ini dengan sistem propulsor listrik baru. Sistem hybrid yang lebih fleksibel ini dapat dioptimalkan untuk memberikan daya dorong tinggi yang diperlukan untuk lepas landas dan kepadatan energi yang dibutuhkan untuk pelayaran panjang.

Ini adalah area yang secara aktif dikejar dalam proyek E-FanX, yang melibatkan Airbus, Rolls-Royce dan Siemens bekerja sama untuk mengembangkan demonstrasi penerbangan propulsi listrik hibrida. Menggunakan pesawat BAe 146, yang biasanya mengangkut sekitar 100 penumpang, mereka berencana mengganti salah satu dari empat mesin turbofan Honeywell pesawat itu dengan kipas propulsor yang digerakkan oleh motor listrik dua megawatt.

Pada tahap awal proyek, listrik sebenarnya akan dipasok oleh turbin gas Rolls-Royce AE2100 yang ditempatkan di badan pesawat (badan utama). Namun E-FanX akan tetap menjadi langkah penting dalam evolusi teknologi listrik hibrida. Airbus mengatakan ingin membuat teknologi ini tersedia untuk pesawat 100 kursi pada 2030-an.

Ini juga memungkinkan untuk melengkapi pesawat dengan beberapa propulsor listrik kecil dalam apa yang disebut sistem propulsi terdistribusi yang lebih efisien daripada desain tradisional yang menggunakan dua turbofan besar. Ide ini dapat diambil lebih jauh dengan menggabungkan badan pesawat dan sayap yang terpisah menjadi satu “tubuh sayap campuran”, yang lebih efisien mengintegrasikan propulsor dengan badan pesawat dalam desain yang lebih aerodinamis. Ini bisa mengurangi jumlah energi yang dibutuhkan pesawat hingga 20%.

Tetapi tidak satu pun dari dua pabrikan pesawat utama dunia, Boeing dan Airbus, yang secara aktif mengejar teknologi sayap campuran. Pergeseran desain besar seperti itu memiliki terlalu banyak tantangan teknis untuk membuatnya layak secara komersial saat ini. Misalnya, sebagian besar bandara tidak akan mampu menampung pesawat sayap campuran.

Tidak ada alternatif

Sayangnya, untuk jenis penerbangan yang kebanyakan kita lakukan saat ini tidak ada alternatif praktis selain turbofan berbahan bakar jet. Untuk alasan ini, produsen mesin pesawat utama berinvestasi besar-besaran dalam meningkatkan teknologi mesin mereka saat ini.

Asosiasi Transportasi Udara Internasional memperkirakan bahwa setiap pesawat generasi baru rata-rata 20% lebih hemat bahan bakar daripada model yang digantikannya, dan maskapai akan menginvestasikan US$1,3 triliun untuk pesawat baru selama dekade berikutnya.

Misalnya, mesin terbaru Rolls-Royce, Trent XWB yang menggerakkan Airbus A350 baru, dipasarkan sebagai “mesin aero besar paling efisien di dunia”. Airbus mengklaim mesin tersebut akan membantu A350 untuk mencapai “biaya operasi 25% lebih rendah, pembakaran bahan bakar dan emisi CO₂ bila dibandingkan dengan pesawat generasi sebelumnya”.

Mesin Rolls-Royce generasi berikutnya, UltraFanTM, akan menawarkan pengurangan 20% hingga 25% lebih lanjut dalam konsumsi bahan bakar dan emisi CO₂ dan akan mulai digunakan pada tahun 2025.

Namun perlu diingat bahwa penerbangan saat ini hanya menyumbang 2% hingga 3% dari emisi CO₂ global. Ini sebanding dengan sekitar 30% hingga 35% untuk seluruh sektor transportasi, dan 30% hingga 35% lainnya untuk pembangkit listrik.

Pesawat Listrik Tidak Akan Menyelesaikan Masalah CO₂

Jumlah penumpang udara diperkirakan akan berlipat ganda selama dua dekade ke depan, tetapi begitu juga total emisi sehingga ini tidak mungkin membuat penerbangan menjadi bagian yang lebih besar dari masalah. Mengurangi emisi penerbangan sebesar 20% per generasi pesawat mungkin bukan perbaikan yang berkelanjutan.

Tetapi jika pesawat hibrida dibuat menjadi kenyataan, maka terbang benar-benar bisa menjadi penyumbang emisi total yang lebih sedikit daripada saat ini.…