Upaya Indonesia untuk mencapai emisi nol bersih akan membantu mengantarkan fase baru dalam pertumbuhan ekonominya

Oleh Gareth Wilmer

Seiring pulihnya sektor penerbangan dari dampak pandemi Covid-19, jumlah penumpang turun, namun jumlah penerbangan kembali meningkat. Industri ini pulih ke tingkat pra-pandemi perjalanan penumpang udara, dengan perkiraan pertumbuhan sebesar 40% pada tahun 2050.

Secara umum, selain krisis, dengan perjalanan penumpang udara berlipat ganda setiap 15 tahun, industri penerbangan merupakan salah satu sumber emisi gas rumah kaca (GRK) yang tumbuh paling cepat. Saat ini menyumbang 2% dari emisi GRK global, tetapi diproyeksikan meningkat tiga kali lipat dari 2015 hingga 2050 pada lintasannya saat ini.

Ketika Kesepakatan Hijau Eropa menyerukan netralitas iklim pada tahun 2050, ada seruan untuk pengaturan ulang hijau untuk meningkatkan keberlanjutan penerbangan. Ikuti tautan untuk mengetahui lebih banyak tentang UE Merekomendasikan Tindakan untuk Mengurangi Emisi Penerbangan.

Penerbangan menjadi lebih efisien dengan perbaikan mesin, tetapi dekarbonisasi membutuhkan alternatif untuk pesawat yang haus bahan bakar fosil saat ini.

Sistem propulsi hibrida-listrik dan full-listrik memberikan jawaban. Powertrain seperti itu sudah mendapatkan traksi di tanah Penjualan global mobil listrik naik dua kali lipat menjadi 6,6 juta tahun lalu.

Banyak proyek sedang dilakukan untuk meniru penerbangan, tetapi mereka menghadapi banyak tantangan, salah satunya adalah beratnya baterai. Ikuti tautannya Baca lebih lanjut tentang desain pesawat berkelanjutan di Majalah Horizon.

Namun demikian, ‘penting’ untuk menemukan alternatif ramah lingkungan yang secara bersamaan lebih efisien dan menguntungkan, kata Fabio Russo, kepala penelitian dan pengembangan di pabrik pesawat Tecnom di Capua, Italia.

pengukuran

Rousseau memimpin H3PS (High Power High Scalability Aircraft Hybrid Powertrain) proyek, yang menyelidiki potensi sistem hibrida-listrik di pesawat ‘General Aviation’ (GA).

Kategori ini mencakup lebih dari 400.000 pesawat sipil di seluruh dunia, termasuk pesawat pribadi, jet komersial, helikopter dan sejenisnya, tetapi bukan pesawat komersial.

Sebagai pesawat yang relatif kecil, inisiatif H3PS melihat mereka sebagai langkah pertama menuju pengembangan sistem propulsi listrik untuk pesawat yang lebih luas.

“Kami membutuhkan solusi lingkungan hari ini, dan proyek H3PS dibuat untuk menunjukkan solusi yang efisien, ringan, dan terukur,” kata Russo.

‘Scalable berarti kita dapat memindahkan konsep ini dari pesawat empat tempat duduk ke pesawat 11 tempat duduk atau akhirnya menjadi pesawat multi-kursi.’

Mesin hibrida

Rolls-Royce dan produsen mesin Rodox juga terlibat dalam proyek tersebut. Salah satu tujuannya adalah untuk menggerakkan pesawat empat tempat duduk dengan apa yang dikenal sebagai ‘powertrain hibrida paralel’ – menggabungkan mesin pembakaran internal tradisional dan motor listrik.

Sistem propulsi hibrida dapat memberi pesawat ‘peningkatan’ kekuatan selama fase lepas landas dan mendaki penerbangan, kata Russo. Dengan hibrida, Anda dapat, misalnya, menggunakan mesin bahan bakar dengan tenaga lebih kecil dari biasanya dan mengisi celah untuk lepas landas dan lepas landas dengan motor listrik.

“Jadi Anda memiliki akses ke mesin hemat bahan bakar,” kata Russo.

Pendekatan ini memungkinkan pengurangan ukuran dan berat mesin, memungkinkan penambahan baterai untuk motor listrik tanpa menambah bobot yang signifikan pada sistem.

Akhir tahun lalu, proyek ini diluncurkan dengan pesawat Tecnom B2010 H3PS. H3PS adalah empat tempat duduk pertama yang menggunakan sistem hibrida paralel Soroti pencapaiannya ‘Sebuah tonggak utama dalam perjalanan industri penerbangan menuju dekarbonisasi dan R&D di powertrains alternatif.’

Ekonomi baterai

Namun demikian, Rousseau menekankan bahwa rencananya adalah untuk menunjukkan kelayakan pesawat tersebut daripada mengembangkan produk untuk pasar. Ada beberapa cara untuk mewujudkannya dalam skala yang lebih besar, katanya.

“Masih banyak keterbatasan dari segi keekonomian di balik pembuatan mesin dan pesawat jenis ini,” kata Russo.

Faktor pembatas utama adalah bagaimana baterai terdegradasi secara siklis melalui pengisian ulang. Ini berarti bahwa, saat ini, perkiraan Russo kurang dari beberapa bulan, dan lebih mahal untuk mengubahnya dari waktu ke waktu.

Dia percaya perbaikan bergantung pada drive nyata, didukung oleh industri manufaktur baterai, untuk meningkatkan teknologi baterai sekaligus mengurangi biaya pengiriman dan dekomisioning dan meningkatkan ekonomi sirkular.

“Ekonomi lokal sangat penting untuk pembuatan baterai,” kata Russo. ‘Ini berarti bahwa CO2 tidak hanya disimpan selama operasi, tetapi juga sebelum dan sesudah baterai digunakan di pesawat terbang.’

Dia menambahkan bahwa komponen pesawat secara keseluruhan memerlukan perhatian pada keseluruhan siklus hidup dan dampak produk secara menyeluruh.

Kemungkinan hibrida

Rousseau percaya bahwa pesawat hibrida tersebut akan menjadi lebih ekonomis pada tahun 2030, dengan penghematan emisi yang signifikan pada beberapa fase penerbangan.

Sebuah tes oleh timnya menyarankan pengurangan 50% emisi karbon selama lepas landas dan pendakian awal, dan 20% lebih sedikit bahan bakar yang digunakan selama penerbangan tiga jam penuh.

“Di akhir penerbangan, ketika kami mengukur konsumsi bahan bakar, perbedaannya signifikan,” kata Russo.

Proyek lain mengeksplorasi bagaimana membuat berbagai komponen untuk sistem pesawat propulsi listrik masa depan seringan, aman dan seefisien mungkin.

Interferensi elektromagnetik

Misalnya, Rencana mudah Merancang sistem pengendalian interferensi elektromagnetik (EMI) antar komponen yang dapat mempengaruhi kinerja pesawat.

Tim juga menyelidiki metode termal untuk menghilangkan panas yang dihasilkan oleh komponen listrik dengan lebih baik. Itu saja saat memperhitungkan ukuran dan berat baterai saat ini, memastikan bahwa pesawat itu ringan.

Dr. Ignacio Castro, senior principal engineer di Collins Aerospace, yang berbasis di Cork, Irlandia, adalah koordinator Easier. Dia mengatakan proyek tersebut akan mempertimbangkan pengurangan ukuran dan berat filter EMI dan opsi kabel untuk powertrain listrik pesawat, serta sistem pendingin ‘dua fase’ dan metode untuk meningkatkan laju perpindahan panas ke eksterior pesawat.

Dia menjelaskan bahwa ada kebutuhan untuk mempersiapkan sekarang untuk masa depan sistem tenaga listrik jangka panjang. “Setiap perubahan yang kami lakukan untuk membuat pesawat menjadi hijau kemungkinan besar akan menambah bobot pesawat,” kata Dr. Castro.

‘Ini juga meningkatkan jumlah bahan bakar yang dikonsumsi, jadi kami tidak memiliki pesawat yang sepenuhnya siap terbang. Hal-hal kecil untuk dilakukan.’

Beberapa pekerjaan EASIER yang akan datang akan mencakup penyelidikan lebih lanjut dari trade-off antara metode. “Mari kita lihat bagaimana sistem termal mempengaruhi EMI untuk melihat apa implikasinya,” kata Dr. Castro.

Pertukaran perdagangan

Ada banyak hal lain yang harus dipahami saat membuat pesawat terbang listrik. Misalnya, ketika sesuatu dibuat lebih kecil, mereka menurunkan berat badan, yang juga menyebabkan benda menjadi lebih cepat panas – seperti halnya rumah kecil menjadi lebih cepat panas. ‘Ini semacam trade-off dengan berat, ukuran dan kinerja, dan itu tidak sesederhana itu,’ kata Dr Castro.

Mengintegrasikan semua teknologi individu ke dalam sistem pesawat yang berfungsi dengan baik secara keseluruhan akan menjadi kunci dalam penelitian masa depan, tambahnya.

“Ini tentang memahami bagaimana arsitektur harus seefisien mungkin,” kata Dr. Castro.

Dibandingkan dengan konstruksi, ia menekankan bahwa batu bata tidak dapat dilempar bersama dengan cara apa pun untuk membuat sebuah bangunan. ‘Kita harus menyatukan semuanya dengan cara yang cerdas di lingkungan pengiriman daya,’ katanya.

Arah yang benar

Meskipun ada banyak masalah mendesak dengan penerbangan listrik, Dr. Castro yakin segala sesuatunya mulai bergerak ke arah yang benar. “Saya pikir kami berada di jalur yang benar menuju penerbangan hybrid-listrik, ada banyak minat dan banyak proyek,” katanya. ‘Itu akan menjadi langkah pertama menuju pengurangan emisi karbon.’

Penting juga untuk memastikan bahwa sistem baru ini beroperasi dengan lancar dan aman. Keselamatan adalah yang terpenting dan hanya satu kecelakaan sudah cukup untuk menghasilkan berita utama besar dan banyak ketakutan.

Itu berarti memberikan perhatian yang signifikan untuk perbaikan. “Hal-hal perlu lebih dapat diandalkan untuk pesawat terbang, terutama ketika ada risiko mengatakan sesuatu bisa lebih baik,” kata Dr. Castro. ‘Ini adalah perubahan paradigma dalam teknologi.’

Banyak investasi yang dibutuhkan dalam beberapa dekade mendatang dan ada banyak pertanyaan, katanya. “Tantangan menuju emisi nol bersih di UE pada tahun 2050 adalah tantangan besar dan saya tidak berpikir ada yang memiliki jawaban pasti,” kata Dr Castro. “Itu pertanyaan sejuta dolar.”

Penelitian dalam artikel ini didanai oleh Uni Eropa dan diterbitkan pertama kali cakrawalaJurnal Riset dan Inovasi Uni Eropa.

berhubungan dengan