Las pilas de combustible de cero emisiones sustituirán al queroseno en 15 aviones

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El largo camino hacia el avión con cero emisiones del futuro ha sido largo, pero la tuerca finalmente ha comenzado a romperse. En el último acontecimiento, el Fondo de Innovación de la UE ha autorizado una subvención de 21,4 millones de euros a la empresa estadounidense-británica ZeroAvia. Los fondos apoyarán un proyecto piloto en el que ZeroAvia modernizará 15 aviones Cessna Caravan con sus motores eléctricos de pila de combustible de hidrógeno ZA600.

El problema del huevo y la gallina con pilas de combustible

Si se pregunta de dónde vendrá el combustible de hidrógeno, esa es una buena pregunta. Es similar a las preguntas que surgieron cuando los autos eléctricos de batería aparecieron por primera vez en escena, antes de que las estaciones de carga de vehículos eléctricos se convirtieran en algo tan común como las gasolineras, o incluso más considerando la popularidad de la carga de vehículos eléctricos en el hogar.

Los defensores de la tecnología de pilas de combustible de hidrógeno se enfrentan a un obstáculo similar del huevo y la gallina, y la subvención de la UE también cubre eso. Bajo el título ODIN (abreviatura de Operaciones para descarbonizar la interconectividad en Noruega), el proyecto implica equipar 15 aeropuertos noruegos con instalaciones de almacenamiento y repostaje de hidrógeno.

El proyecto ODIN también enfrenta otro obstáculo que guarda cierta similitud con la situación de los vehículos eléctricos de años pasados, cuando recargar una batería a menudo significaba acceder a una red saturada de carbón y gas natural. Los aviones de pila de combustible no producen emisiones excepto vapor de agua, pero el impacto global hidrógeno La cadena de suministro se basa casi por completo en el gas natural, y el carbón también participa en menor medida.

Más hidrógeno verde para aviones de pila de combustible

La cadena de suministro de hidrógeno está comenzando a descarbonizarse, y la Comisión Europea es uno de los organismos gubernamentales que apoyan una nueva cadena de suministro verde basada en recursos renovables. Por su parte, ZeroAvia también ha centrado su atención en asegurar un suministro de hidrógeno verde para sus aviones de pila de combustible y, al mismo tiempo, reducir el coste del hidrógeno verde también (ver más Antecedentes de ZeroAvia aquí).

Hidrógeno verde o no, el impacto sobre las emisiones directas de los aviones procedentes de las Caravanas modernizadas será significativo. “Estos aviones de cero emisiones “Están previstos para sustituir a los turbohélices convencionales alimentados con queroseno en las rutas de carga y se espera que reduzcan más del 95% las emisiones de gases de efecto invernadero”, afirma ZeroAvia.

El Cessna Caravan es de tamaño bastante pequeño, lo que refleja el estado actual de los vuelos eléctricos con pila de combustible. Sin embargo, el proyecto ODIN es importante como la primera introducción de aviones con pila de combustible de hidrógeno en el Espacio Económico Europeo. ZeroAvia ya está catalogando los 15 aeropuertos de Noruega como la “red de vuelos comerciales sin emisiones más grande del mundo”. También se espera que ODIN estimule la actividad de ampliación entre otras redes de transporte regionales en otros lugares.

“El proyecto ODIN tiene como objetivo validar el rendimiento técnico y el argumento económico para utilizar aviones eléctricos de hidrógeno en operaciones comerciales, con miras a catalizar una mayor adopción en Noruega, en toda la UE y más allá”, explica ZeroAvia.

Próximos pasos para un vuelo con cero emisiones

La subvención ODIN aún se encuentra en la etapa preparatoria para finalizar el acuerdo. Si todo va según lo previsto, la red estará operativa en 2028.

Mientras tanto, ZeroAvia ha estado trabajando para ampliar los vuelos con pilas de combustible para pasajeros. Actualmente se está trabajando para la certificación de un motor diseñado para aviones de hasta 20 asientos y una versión más grande dirigida al mercado de 40 a 80 asientos.

Se trata de un salto impresionante con respecto al avión de 6 asientos que ZeroAvia lanzó en 2020. Sin embargo, incluso 80 asientos no se acerca a la escala de los aviones de pasajeros actuales. Los viajes de larga distancia también siguen siendo un objetivo lejano. Mientras tanto, la compañía ha reestructurado su modelo de negocio para sincronizarlo con el mercado emergente de aviones no convencionales.

“Por separado, El hidrógeno está cobrando un nuevo impulso. en otros segmentos de la aviación gracias a un conjunto único de factores: nuevos enfoques de regulación, la sed de una mayor resistencia de los nuevos aviones eléctricos, como los eléctricos de despegue y aterrizaje vertical (eVTOL) y los vehículos aéreos no tripulados (UAV), y los correspondientes avances en la eficiencia del espacio y el peso en los sistemas modulares de pilas de combustible de hidrógeno de potencia baja a media”, explica ZeroAvia.

En particular, ZeroAvia toma nota de la nueva norma MOSAIC (Modernización de la Certificación Especial de Aeronavegabilidad) introducida por la Administración Federal de Aviación en agosto.

La nueva regla proporciona flexibilidad de diseño adicional al eliminar el límite de peso y permitir hasta cuatro asientos en la categoría de aviación general. “Los aviones calificados ya no se limitan a motores de un solo pistón, lo que abre la oportunidad de certificarlos con nuevos sistemas de propulsión eléctricos y de hidrógeno”, enfatiza ZeroAvia.

Pilas de combustible vs. Baterías

Como defensor singular de los vuelos con pilas de combustible, ZeroAvia no se anda con rodeos ante la competencia de las partes interesadas en los vehículos eléctricos de batería, particularmente en la prisa por aprovechar las nuevas oportunidades bajo la regla MOSAIC.

“Reemplazar los sistemas de energía de batería con celdas de combustible de hidrógeno puede ampliar significativamente el alcance, reducir los costos de mantenimiento causados ​​por el ciclo de la batería y mejorar las operaciones gracias a un tiempo de respuesta más rápido”, afirma ZeroAvia.

Si tiene alguna idea al respecto, deje una nota en el hilo de comentarios. La gran pregunta es si la propulsión con pilas de combustible puede competir en costes. En ese sentido, ZeroAvia apuesta por su nuevo sistema modular de pila de combustible “SuperStack Flex” para darle una ventaja en los mercados de deportes ligeros y eVTOL (despegue y aterrizaje vertical eléctrico).

“SuperStack Flex ofrece una potencia de salida escalable, es compacto y liviano para cumplir con las estrictas limitaciones de peso y espacio de la aviación, y permite una integración flexible, lo que lo hace compatible con estructuras de aeronaves tanto convencionales como no convencionales”, afirma ZeroAvia.

Pilas de combustible vs. Baterías vs. SAF

Sobre los vuelos con pilas de combustible y baterías eléctricas se cierne la industria SAF (Combustible de Aviación Sostenible), cuyo objetivo es proporcionar sustitutos líquidos directos del combustible de queroseno para aviones a partir de recursos renovables, desechos recuperados o ambos.

El progreso en esa área ha sido lento y en parte obstaculizado por problemas de uso de la tierra relacionados con cultivos energéticos. Sin embargo, en 2021, la Fuerza Aérea de EE. UU. se encontraba entre las partes interesadas en la aviación avanzada que apoyaban una cadena de suministro completamente nueva, que consistía en combustibles líquidos directos. sintetizado a partir de hidrógeno verde y carbono capturado. Para 2022, Texas (por supuesto) ya estaba emergiendo como un punto de acceso para la innovación en electrocombustibles.

En una variación del tema, a principios de este año la empresa suiza Metafuels describió un sistema flexible de combustibles electrónicos alimentado por electricidad procedente de recursos renovables. “Verde H₂ se puede generar a partir de la electrólisis del agua impulsada por electricidad renovable, mientras que el CO₂ puede eliminarse de la atmósfera utilizando tecnología de captura directa de aire (DAC) o capturarse de otras fuentes biogénicas”, explicó Metafuels, señalando que su sistema está diseñado para cambiar de marcha dependiendo de la disponibilidad de materia prima.

La competencia de las redes de transporte ferroviarias y por carretera existentes también podría complicar las cosas para las partes interesadas en aviones eléctricos. Ayer, por ejemplo, la Comisión de la UE amplió su apuesta por el ferrocarril de alta velocidad. Agárrate a tus sombreros…

Foto: Las pilas de combustible de hidrógeno sustituirán al queroseno en 15 aviones de uso general Cessna Caravan, para establecer una red de transporte cero emisiones en Noruega (recortado, cortesía de ZeroAvia).