Por que não temos aeronaves elétricas?

Por que não temos aeronaves elétricas?CC BY-ND

Já existem carros elétricos, trens, bondes e barcos. Isso leva logicamente à pergunta: por que não estamos vendo grandes aeronaves elétricas? E vamos vê-los em breve?

Por que temos carros e trens elétricos, mas poucos aviões elétricos? A principal razão é que é muito mais simples modificar radicalmente um carro ou trem, mesmo que pareçam muito semelhantes aos veículos tradicionais de combustíveis fósseis do lado de fora.

Os veículos terrestres podem lidar facilmente com a massa extra do armazenamento de eletricidade ou dos sistemas de propulsão elétrica, mas as aeronaves são muito mais sensíveis.

Por exemplo, aumentar a massa de um carro em 35% leva a um aumento no uso de energia de 13-20%. Mas para um avião, o uso de energia é diretamente proporcional à massa: aumentar sua massa em 35% significa que ele precisa de 35% mais energia (todas as outras coisas são iguais).

Mas isso é apenas parte da história. As aeronaves também viajam muito além dos veículos terrestres, o que significa que um vôo requer muito mais energia do que uma viagem normal. A aeronave deve armazenar a bordo toda a energia necessária para mover sua massa para cada voo (diferentemente de um trem conectado a uma rede elétrica). Usar uma fonte de energia pesada, portanto, significa que é necessária mais energia para um voo, o que gera massa extra e assim por diante.

Para uma aeronave, a massa é crucial, e é por isso que as companhias aéreas pesam com rapidez as bagagens. Os aviões elétricos precisam de baterias com energia suficiente por quilograma de bateria, ou a penalidade em massa significa que eles simplesmente não podem voar longas distâncias.

Aviões de curto alcance

Apesar disso, as aeronaves elétricas estão no horizonte - mas você não verá os 747s em breve.

As melhores baterias de íon de lítio disponíveis atualmente oferecem cerca de 200 watt-hora (Wh) por quilograma, cerca de 60 vezes menos que o combustível atual da aeronave. Esse tipo de bateria pode alimentar pequenos táxis aéreos elétricos com até quatro passageiros a uma distância de cerca de 100km. Para viagens mais longas, são necessárias células mais densas em energia.

Aeronaves elétricas de curto alcance que transportam até pessoas da 30 por menos de 800km, por exemplo, exigem especificamente entre 750 e 2,000Wh / kg, que é algum conteúdo de energia de combustível de aviação à base de querosene 6-17%. Aeronaves ainda maiores exigem baterias cada vez mais leves. Por exemplo, um avião transportando passageiros 140 por 1,500km consome cerca de 30kg de querosene por passageiro. Com a tecnologia de bateria atual, são necessários quase 1,000kg de baterias por passageiro.

Para tornar as aeronaves regionais totalmente elétricas, é necessário uma redução de quatro a dez vezes no peso da bateria. A taxa histórica de melhoria de longo prazo na energia da bateria tem sido de cerca de 3-4% ao ano, dobrando aproximadamente a cada duas décadas. Com base na continuação dessa tendência histórica, a melhoria quádrupla necessária para uma aeronave de passageiros totalmente elétrica poderia ser alcançada em meados do século.

Embora isso possa parecer uma espera incrivelmente longa, isso é consistente com a escala de tempo da mudança no setor de aviação para os ciclos de vida da infraestrutura e do design de aeronaves. Uma nova aeronave leva cerca de anos 5-10 para projetar e permanecerá em serviço por duas a três décadas. Algumas aeronaves ainda voam com o 50 anos após o primeiro voo.

Aí vêm os híbridos

Isso significa que os voos de longa distância sempre dependerão de combustíveis fósseis? Não necessariamente.

Embora grandes aeronaves totalmente elétricas exijam uma mudança importante, ainda a ser inventada, no armazenamento de energia, existem outras maneiras de reduzir o impacto ambiental do voo.

Aviões híbridos-elétricos combinam combustíveis com propulsão elétrica. Essa classe de aeronave inclui projeto sem baterias, onde o sistema de propulsão elétrica serve para melhorar a eficiência do empuxo, reduzindo a quantidade de combustível necessária.

Aeronaves híbridas-elétricas com baterias também estão em desenvolvimento, onde as baterias podem fornecer energia extra em circunstâncias específicas. As baterias podem, por exemplo, fornecer decolagem e pouso limpos para reduzir as emissões perto dos aeroportos.

Os aviões elétricos também não são a única maneira de reduzir a pegada direta de carbono do voo. Combustíveis alternativos, como biocombustíveis e hidrogênio, também estão sendo investigados.

Biocombustíveis, que são combustíveis derivados de plantas ou algas, foram usados ​​pela primeira vez em um vôo comercial no 2008 e várias companhias aéreas realizaram testes com eles. Embora não seja amplamente adotada, atualmente pesquisas significativas estão investigando biocombustíveis sustentáveis ​​que não afetam as fontes de água doce ou a produção de alimentos.

Embora os biocombustíveis ainda produzam CO₂, eles não exigem mudanças significativas nas aeronaves ou na infraestrutura aeroportuária existente. O hidrogênio, por outro lado, requer um redesenho completo da infraestrutura de abastecimento de combustível do aeroporto e também tem um impacto significativo no projeto da própria aeronave.

Enquanto o hidrogênio é muito leve - o hidrogênio contém três vezes mais energia por quilograma do que o querosene - sua densidade é muito baixa, mesmo quando armazenada como um líquido a -250 ℃. Isso significa que o combustível não pode mais ser armazenado na asa, mas precisa ser transportado para tanques relativamente pesados ​​e volumosos dentro da fuselagem. Apesar dessas desvantagens, os voos de longa distância movidos a hidrogênio podem consumir até 12% menos energia que o querosene.

Sobre o autor

Dries Verstraete, professor sênior de projeto e propulsão aeroespacial, Universidade de Sydney

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

Livros relacionados

Sacrifício: o plano mais abrangente já proposto para reverter o aquecimento global

por Paul Hawken e Tom Steyer
9780143130444Diante do medo generalizado e da apatia, uma coalizão internacional de pesquisadores, profissionais e cientistas se uniu para oferecer um conjunto de soluções realistas e ousadas às mudanças climáticas. Cem técnicas e práticas são descritas aqui - algumas são bem conhecidas; alguns que você pode nunca ter ouvido falar. Eles vão desde a energia limpa até a educação de meninas em países de baixa renda e práticas de uso da terra que tiram carbono do ar. As soluções existem, são economicamente viáveis ​​e as comunidades em todo o mundo estão atualmente aprovando-as com habilidade e determinação. Disponível na Amazon

Projetando Soluções Climáticas: Um Guia de Políticas para Energia de Baixo Carbono

por Hal Harvey, Robbie Orvis e Jeffrey Rissman
1610919564Com os efeitos das mudanças climáticas já sobre nós, a necessidade de cortar as emissões globais de gases de efeito estufa é nada menos que urgente. É um desafio assustador, mas as tecnologias e estratégias para enfrentá-lo existem hoje. Um pequeno conjunto de políticas energéticas, bem elaboradas e implementadas, pode nos colocar no caminho para um futuro de baixo carbono. Os sistemas de energia são grandes e complexos, portanto, a política energética deve ser focada e econômica. Abordagens de tamanho único simplesmente não farão o trabalho. Os formuladores de políticas precisam de um recurso claro e abrangente que descreva as políticas de energia que terão o maior impacto em nosso futuro climático e descreva como projetar bem essas políticas. Disponível na Amazon

Isso muda tudo: Capitalismo contra o The Climate

de Naomi Klein
1451697392In Isso muda tudo Naomi Klein argumenta que a mudança climática não é apenas mais uma questão a ser apresentada entre impostos e assistência médica. É um alarme que nos chama a consertar um sistema econômico que já está falhando de muitas maneiras. Klein explica meticulosamente como a redução massiva de nossas emissões de gases do efeito estufa é nossa melhor chance de reduzir simultaneamente as desigualdades, repensar nossas democracias quebradas e reconstruir nossas economias locais destruídas. Ela expõe o desespero ideológico dos negadores da mudança climática, as ilusões messiânicas dos pretensos geoengenheiros e o trágico derrotismo de muitas iniciativas verdes convencionais. E ela demonstra precisamente por que o mercado não - e não pode - consertar a crise climática, mas, ao contrário, piorará as coisas, com métodos de extração cada vez mais extremos e ecologicamente prejudiciais, acompanhados pelo desenfreado capitalismo de desastre. Disponível na Amazon

Do editor:
As compras na Amazon vão para custear o custo de trazer você InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, e ClimateImpactNews.com sem custo e sem anunciantes que rastreiam seus hábitos de navegação. Mesmo se você clicar em um link, mas não comprar esses produtos selecionados, qualquer outra coisa que você comprar na mesma visita na Amazon nos paga uma pequena comissão. Não há custo adicional para você, então, por favor, contribua para o esforço. Você também pode use este link para usar na Amazon a qualquer momento, para que você possa ajudar nos nossos esforços.

 

enafarzh-CNzh-TWdanltlfifrdeiwhihuiditjakomsnofaplptruesswsvthtrukurvi

siga InnerSelf on

facebook íconeícone do twitterícone do YouTubeícone do instagramícone pintrestícone rss

 Receba as últimas por e-mail

Revista Semanal Melhor da Semana

ÚLTIMOS VÍDEOS

A Grande Migração Climática Começou
A Grande Migração Climática Começou
by Super User
A crise climática está forçando milhares de pessoas em todo o mundo a fugir à medida que suas casas se tornam cada vez mais inabitáveis.
A última era glacial diz-nos por que precisamos nos preocupar com uma mudança de temperatura de 2 ℃
A última era glacial diz-nos por que precisamos nos preocupar com uma mudança de temperatura de 2 ℃
by Alan N Williams e outros
O último relatório do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) afirma que, sem uma redução substancial…
A Terra se manteve habitável por bilhões de anos - exatamente como tivemos sorte?
A Terra se manteve habitável por bilhões de anos - exatamente como tivemos sorte?
by Toby Tyrrel
A evolução levou 3 ou 4 bilhões de anos para produzir o Homo sapiens. Se o clima tivesse falhado completamente apenas uma vez ...
Como o mapeamento do clima 12,000 anos atrás pode ajudar a prever futuras mudanças climáticas
Como o mapeamento do clima 12,000 anos atrás pode ajudar a prever futuras mudanças climáticas
by Brice Rea
O fim da última era do gelo, há cerca de 12,000 anos, foi caracterizado por uma fase fria final chamada de Dryas Mais Jovens.…
O Mar Cáspio deve cair 9 metros ou mais neste século
O Mar Cáspio deve cair 9 metros ou mais neste século
by Frank Wesselingh e Matteo Lattuada
Imagine que você está no litoral, olhando para o mar. À sua frente há 100 metros de areia estéril que parece ...
Vênus já foi mais parecido com a Terra, mas a mudança climática a tornou inabitável
Vênus já foi mais parecido com a Terra, mas a mudança climática a tornou inabitável
by Richard Ernst
Podemos aprender muito sobre as mudanças climáticas com Vênus, nosso planeta irmão. Vênus atualmente tem uma temperatura de superfície de ...
Cinco descrenças climáticas: um curso intensivo sobre desinformação climática
As cinco descrenças do clima: um curso intensivo sobre desinformação climática
by John Cook
Este vídeo é um curso intensivo de desinformação climática, resumindo os principais argumentos usados ​​para lançar dúvidas sobre a realidade ...
O Ártico não é tão quente há 3 milhões de anos e isso significa grandes mudanças para o planeta
O Ártico não é tão quente há 3 milhões de anos e isso significa grandes mudanças para o planeta
by Julie Brigham-Grette e Steve Petsch
Todos os anos, a cobertura de gelo do mar no Oceano Ártico encolhe a um ponto baixo em meados de setembro. Este ano mede apenas 1.44 ...

ÚLTIMOS ARTIGOS

energia verde2 3
Quatro oportunidades de hidrogênio verde para o Centro-Oeste
by Christian Tae
Para evitar uma crise climática, o Centro-Oeste, como o resto do país, precisará descarbonizar totalmente sua economia…
ug83qrfw
A Grande Barreira às Necessidades de Resposta à Exigência Acabar
by John Moore, Na Terra
Se os reguladores federais fizerem a coisa certa, os consumidores de eletricidade em todo o Centro-Oeste poderão em breve ganhar dinheiro enquanto…
árvores para plantar para o clima 2
Plante essas árvores para melhorar a vida na cidade
by Mike Williams-Rice
Um novo estudo estabelece carvalhos vivos e plátanos americanos como campeões entre 17 "superárvores" que ajudarão a construir cidades ...
leito do mar do norte
Por que devemos entender a geologia do fundo do mar para aproveitar os ventos
by Natasha Barlow, Professora Associada de Mudança Ambiental Quaternária, University of Leeds
Para qualquer país abençoado com fácil acesso ao Mar do Norte raso e ventoso, o vento offshore será a chave para encontrar a rede ...
3 lições sobre incêndios florestais para cidades florestais enquanto Dixie Fire destrói a histórica Greenville, Califórnia
3 lições sobre incêndios florestais para cidades florestais enquanto Dixie Fire destrói a histórica Greenville, Califórnia
by Bart Johnson, professor de arquitetura paisagística, University of Oregon
Um incêndio florestal queimando em uma floresta quente e seca nas montanhas varreu a cidade da Corrida do Ouro de Greenville, Califórnia, em 4 de agosto…
China pode cumprir as metas de energia e clima que limitam a geração de carvão
China pode cumprir as metas de energia e clima que limitam a geração de carvão
by Alvin Lin
Na Cúpula do Líder sobre o Clima em abril, Xi Jinping prometeu que a China “controlará estritamente a energia movida a carvão ...
Água azul cercada por grama branca morta
Mapa rastreia 30 anos de derretimento de neve extremo nos EUA
by Mikayla Mace-Arizona
Um novo mapa de eventos extremos de degelo nos últimos 30 anos esclarece os processos que levam ao derretimento rápido.
Um avião joga retardador de fogo vermelho em um incêndio florestal enquanto bombeiros estacionados ao longo de uma estrada olham para o céu laranja
O modelo prevê explosão de incêndio em 10 anos e, em seguida, declínio gradual
by Hannah Hickey-U. Washington
Um olhar sobre o futuro de incêndios florestais a longo prazo prevê uma explosão inicial de cerca de uma década de atividade de incêndios florestais, ...

 Receba as últimas por e-mail

Revista Semanal Melhor da Semana

Novas atitudes - Novas possibilidades

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics. com | Innerself Mercado
Copyright © 1985 - 2021 innerself Publications. Todos os direitos reservados.