Mobil listrik, kereta api, trem dan perahu sudah ada. Itu secara logis mengarah pada pertanyaan: mengapa kita tidak melihat pesawat listrik besar? Dan akankah kita melihat mereka dalam waktu dekat?
Mengapa kita memiliki mobil dan kereta listrik, tetapi hanya sedikit pesawat listrik? Alasan utamanya adalah jauh lebih mudah untuk memodifikasi mobil atau kereta api secara radikal, bahkan jika mereka sangat mirip dengan kendaraan berbahan bakar fosil tradisional di luar.
Kendaraan darat dapat dengan mudah mengatasi massa ekstra dari penyimpanan listrik atau sistem propulsi listrik, tetapi pesawat terbang jauh lebih sensitif.
Misalnya, meningkatkan massa mobil sebesar 35% mengarah pada peningkatan penggunaan energi 13-20%. Tetapi untuk sebuah pesawat, penggunaan energi berbanding lurus dengan massa: meningkatkan massanya sebesar 35% berarti ia membutuhkan 35% lebih banyak energi (semua hal lain dianggap sama).
Tapi itu hanya sebagian dari cerita. Pesawat juga melakukan perjalanan jauh lebih jauh daripada kendaraan darat, yang berarti penerbangan membutuhkan energi jauh lebih banyak daripada perjalanan darat biasa. Pesawat harus menyimpan semua energi yang diperlukan untuk memindahkan massanya untuk setiap penerbangan (tidak seperti kereta yang terhubung ke jaringan listrik). Dengan demikian, menggunakan sumber energi yang berat berarti lebih banyak energi yang diperlukan untuk penerbangan, yang mengarah pada massa ekstra, dan seterusnya.
Untuk pesawat terbang, massa sangat penting, itulah sebabnya maskapai penerbangan secara hati-hati menimbang barang bawaan. Pesawat listrik membutuhkan baterai dengan energi yang cukup per kilogram baterai, atau hukuman massal berarti mereka tidak bisa terbang jarak jauh.
Pesawat jarak pendek
Meskipun demikian, pesawat listrik ada di cakrawala - tetapi Anda tidak akan melihat 747 listrik dalam waktu dekat.
Paket baterai lithium ion terbaik yang tersedia saat ini menyediakan sekitar 200 watt-jam (Wh) per kilogram, sekitar 60 kali lebih sedikit dari bahan bakar pesawat saat ini. Baterai jenis ini dapat menggerakkan taksi udara listrik kecil hingga empat penumpang pada jarak sekitar 100km. Untuk perjalanan yang lebih lama, dibutuhkan lebih banyak sel padat energi.
Pesawat komuter listrik jarak pendek yang membawa hingga orang-orang 30 kurang dari 800km, misalnya, secara khusus membutuhkan antara 750 dan 2,000Wh / kg, yang merupakan beberapa 6-17% dari kandungan energi bahan bakar jet berbasis minyak tanah. Bahkan pesawat yang lebih besar membutuhkan baterai yang semakin ringan. Sebagai contoh, sebuah pesawat yang membawa penumpang 140 untuk 1,500km mengkonsumsi sekitar 30kg minyak tanah per penumpang. Dengan teknologi baterai saat ini, hampir 1,000kg baterai diperlukan per penumpang.
Untuk membuat pesawat komuter regional sepenuhnya listrik membutuhkan pengurangan empat hingga sepuluh kali lipat dalam berat baterai. Tingkat historis jangka panjang peningkatan energi baterai adalah sekitar 3-4% per tahun, dua kali lipat kira-kira setiap dua dekade. Berdasarkan kelanjutan dari tren historis ini, peningkatan empat kali lipat yang diperlukan untuk pesawat komuter listrik sepenuhnya dapat berpotensi dicapai sekitar pertengahan abad.
Meskipun ini mungkin tampak menunggu sangat lama, ini konsisten dengan skala waktu perubahan dalam industri penerbangan untuk infrastruktur dan siklus hidup desain pesawat. Sebuah pesawat baru membutuhkan waktu sekitar 5-10 tahun untuk dirancang, dan kemudian akan tetap beroperasi selama dua hingga tiga dekade. Beberapa pesawat masih menerbangkan 50 tahun setelah penerbangan pertama mereka.
Di sinilah hibrida
Apakah ini berarti terbang jarak jauh akan selalu bergantung pada bahan bakar fosil? Belum tentu.
Sementara pesawat besar yang sepenuhnya listrik memerlukan perubahan besar dalam penyimpanan energi, ada cara lain untuk mengurangi dampak lingkungan dari terbang.
Pesawat hibrida-listrik menggabungkan bahan bakar dengan propulsi listrik. Kelas pesawat ini termasuk desain tanpa baterai, di mana sistem propulsi listrik berfungsi untuk meningkatkan efisiensi dorong, mengurangi jumlah bahan bakar yang dibutuhkan.
Pesawat hibrida-listrik dengan baterai juga dalam pengembangan, di mana baterai dapat memberikan daya ekstra dalam keadaan tertentu. Baterai kemudian dapat, misalnya, memberikan take-off dan pendaratan yang bersih untuk mengurangi emisi di dekat bandara.
Pesawat listrik juga bukan satu-satunya cara untuk mengurangi jejak karbon langsung dari terbang. Bahan bakar alternatif, seperti biofuel dan hidrogen, juga sedang diselidiki.
Biofuel, yang merupakan bahan bakar tanaman atau ganggang, pertama kali digunakan pada penerbangan komersial di 2008 dan beberapa maskapai telah melakukan uji coba dengan mereka. Meskipun tidak diadopsi secara luas, penelitian signifikan saat ini sedang menyelidiki biofuel berkelanjutan yang tidak berdampak pada sumber air tawar atau produksi makanan.
Meskipun biofuel masih menghasilkan CO?, namun tidak memerlukan perubahan signifikan pada infrastruktur pesawat atau bandara yang ada. Hidrogen, di sisi lain, memerlukan desain ulang infrastruktur bahan bakar bandara secara menyeluruh dan juga berdampak signifikan pada desain pesawat itu sendiri.
Sementara hidrogen sangat ringan - mengandung hidrogen tiga kali lebih banyak energi per kilogram dibandingkan minyak tanah – densitasnya sangat rendah, bahkan ketika disimpan dalam bentuk cair pada suhu -250?. Artinya bahan bakar tidak lagi dapat disimpan di sayap tetapi harus dipindahkan ke tangki yang relatif berat dan besar di dalam badan pesawat. Meskipun terdapat kekurangan-kekurangan ini, penerbangan jarak jauh berbahan bakar hidrogen dapat menghabiskan banyak energi hingga 12% lebih sedikit energi daripada minyak tanah.
Tentang Penulis
Dries Verstraete, Dosen Senior dalam Desain dan Propulsi Aerospace, Universitas Sydney
Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.
Video: Pesawat Masa Depan - Dokumenter NASA
{vembed Y=Y1gAusOW-RU}
Buku terkait
Drawdown: Rencana Komprehensif yang Paling Sering Diusulkan untuk Menghilangkan Pemanasan Global
oleh Paul Hawken dan Tom Steyer
Dalam menghadapi ketakutan dan apati yang meluas, sebuah koalisi internasional para peneliti, profesional, dan ilmuwan telah berkumpul untuk menawarkan serangkaian solusi realistis dan berani untuk perubahan iklim. Seratus teknik dan praktik dijelaskan di sini — beberapa diketahui dengan baik; beberapa Anda mungkin belum pernah mendengarnya. Mulai dari energi bersih hingga mendidik anak perempuan di negara berpenghasilan rendah hingga praktik penggunaan lahan yang menarik karbon dari udara. Solusi yang ada, layak secara ekonomi, dan komunitas di seluruh dunia saat ini menerapkannya dengan keterampilan dan tekad. Tersedia di Amazon
Merancang Solusi Iklim: Panduan Kebijakan untuk Energi Karbon Rendah
oleh Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
Dengan dampak perubahan iklim yang sudah menimpa kita, kebutuhan untuk mengurangi emisi gas rumah kaca global sangatlah mendesak. Ini tantangan yang menakutkan, tetapi teknologi dan strategi untuk menghadapinya ada saat ini. Seperangkat kecil kebijakan energi, yang dirancang dan diterapkan dengan baik, dapat membawa kita ke jalan menuju masa depan rendah karbon. Sistem energi itu besar dan kompleks, sehingga kebijakan energi harus fokus dan hemat biaya. Pendekatan satu ukuran untuk semua tidak akan menyelesaikan pekerjaan. Pembuat kebijakan membutuhkan sumber daya yang jelas dan komprehensif yang menguraikan kebijakan energi yang akan berdampak terbesar pada masa depan iklim kita, dan menjelaskan cara merancang kebijakan ini dengan baik. Tersedia di Amazon
Ini Semua Perubahan: Kapitalisme vs Iklim
oleh Naomi Klein
In Ini Semua Perubahan Naomi Klein berpendapat bahwa perubahan iklim bukan hanya masalah lain yang harus diajukan antara pajak dan perawatan kesehatan. Ini adalah alarm yang memanggil kita untuk memperbaiki sistem ekonomi yang sudah gagal dalam banyak hal. Klein dengan cermat membangun kasus tentang seberapa besar pengurangan emisi rumah kaca kita adalah kesempatan terbaik kita untuk secara bersamaan mengurangi kesenjangan yang menganga, membayangkan kembali demokrasi kita yang rusak, dan membangun kembali ekonomi lokal kita yang hancur. Dia mengungkap keputusasaan ideologis dari penyangkal perubahan iklim, delusi mesianis dari calon geoengineer, dan kekalahan tragis dari terlalu banyak inisiatif hijau mainstream. Dan dia menunjukkan dengan tepat mengapa pasar tidak — dan tidak bisa — memperbaiki krisis iklim tetapi malah akan memperburuk keadaan, dengan metode ekstraksi yang semakin ekstrem dan merusak secara ekologis, disertai dengan kapitalisme bencana yang merajalela. Tersedia di Amazon
Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.
