Da li budućnost aviotransporta leži u LNG-u?

Da li će aviotransport na prirodni gas u budućnosti postati održiva opcija? Odgovor je nedvosmislino „da“, još od ranijh 80-ih, kada je Sovjetski proizvođač aviona Tupoljev izveo preko 100 letova koje je pokretao prirodni gas. Letovi su izvođeni na modifikovanoj komercijalnoj letilici.

U ovom tesktu, pokušaću da demistifikujem ideju o korišćenju prirodnog gasa kao goriva za avione, i objasnim preostale probleme i izazove.

Zašto se prebaciti sa mlaznog goriva?

Ja volim da kažem da je prirodni gas poklon koji ne prestajemo da dobijamo. On je čistiji, jeftiniji, i lakši od dizela ili benzina. Ni jedno drugo gorivo koje  se koristi u avijaciji nema ova svojstva.

Prirodni gas je jeftiniji zbog novopronadjenih izvora. Mi trenutno imamo rezervi gasa za, otprilike, narednih 150 godina, dok nam je goriva za mlazni pogon ostalo možda za još 50 godina. Prosečna cena gasa čini oko 1/3 cene mlaznog goriva, i kada se tome dodaju troškovi transporta i infrastrukture, ta cena ispadne oko ½.

Obzirom da je gas čistije gorivo, radni vek turbina se produžava i uticaj na kvalitet vazduha je značajno smanjen. LNG sadrži do 80% manje sumpora i 80% manje čvrstih materija nego dizel ili kerozin, što doprinosi smanjenju respiratornih bolesti i globalnom zagrevanju. Razmišlijajte o tome na sledeći način: da li bi ste rađe hodali iza autobusa koji koristi dizel ili prirodni gas?

Konvencionalna mlazna goriva su u bliskom sordstvu sa dizelom, bar što se tiče molekularne strukture, sadržaja zagađivača i ranjivosti tržišta sirove nafte. Kako na prirodni gas ne utiče situacija na tržištu sirove nafte, upotreba ovog energenta će uticati na smanjenje cene vazdušnih taksi i povećanje ekonomske stabilnosti aviokompanija.

Kako avion na gas radi?

• Prvo, prirodni gas mora da se ohladi i prevede u tečno stanje i time dobijamo LNG (tečni prirodni gas) čija je gustina duplo manja od gustine mlaznog goriva, a takođe je i 20% lakši a dobija se ista količina energije.
• Drugo, rezervoari za LNG izolovani su vakumom, kako bi se sačuvala niska temperatura, ali i da bi se održao pritisak koji je dosta niži od pritiska pod kojim se čuva CNG (komprimovani prirodni gas). Odnos je otprilike sledeći: 70-150 psi kod LNG-a naprema 3600 psi kod CNG-a (100 psi = 6,895 bara – prim.prev.). Takođe, težina LNG goriva i instalacionog sistema može zajedno biti manja od „mlaznog ekvivalenta“, što zavisi od toga koliko goriva sipate i kako je sistem integrisan u samu letilicu.
• Treće, LNG mora biti upumpan u motor i ponovo vraćen u gasovito stanje, pre nego što se ubrizga u komoru za sagorevanje.

Da li je potrebna zamena celog motora?

Odgovor na ovo pitanje je ne! Može se koristiti isti motor, na kome su izvršene manje modifikacije. U suštini, avionski motori se već godinama koriste, a da troše prirodni gas, u vidu turbina u elektranama prirodnog gasa. Umesto da pokreću turbo ventilator ili propeler, motor pokreće generator. Modifikacije koje je potrebno izvršiti kako bi mlazni motori radili na prirodni gas uglavnom se tiču sagorevanja, jer postoje razlike u temperaturi sagorevanja i ubrizgavanja goriva. Da pojasnimo, može se koristiti postojeći motor ali vam treba nova konstukcija kako bi se dobili epohalni rezultati smanjena troškova i emisija koje će jednom za svagda promeniti industriju.

Izazovi gustine

Gustina je jedan od problema sa kojim se suočavamo prilikom konstruisanja letilice na LNG. Mnogo ljudi se bavilo problemom smeštanja rezervoara sa LNG-om u letilicu. Na ovogodišnjem takmičenju „Airbus Fly your ideas“, koje je organizovao RMIT Univerzitet (Univerzitet Kraljevskog Tehnološkog Instituta u Melburnu), drugo mesto je osvojilo inovativno idejno rešenje za spoljne rezorvoare koji će u sebi imati laminarni tok.

Kao postdiplomac na MIT-u (Tehnološki Institut), bio sam deo tima koji je kao rešenje predlagao interni rezervoar smešten u tovarnom prostoru na Airbasovom takmičenju 2011. godine.

Nedugo pošto je „Savion“ osnovan kao „General Cryo Corp.“ tokom „MIT’s Clean Energy Prize” ( studentskog takmičenja za čistu energiju), pomirili smo se sa činjenicom da hibridni LNG avion ne može da ispuni tehničke zahteve koje ispunjavaju savremeni avioni ili avioni modernog dizajna koji su pravljeni sa idejom (i/ili perspektivom) da koriste LNG.

Šta se desilo sa Tupoljevim programom razvoja gasne avijacije?

Zvaničnog odgovora na ovo pitanje nema, ali verujem da je glavni razlog odustajanja od daljeg razvoja ovog koncepta to što održiva ideja koja ne bi remetila adaptaciju nije pronađena:

1. Ne postoje dovoljne rezerve LNG-a na aerodromima
2. Hibridni avioni se nisu pokazali dovoljno superiorni u odnosu na obične avione
3. Raspad SSSR-a je dodatno otežao finansiranje ovog projekta

Danas znamo mnogo više o tome šta je potrebno da bi se tehnologija prilagođavala, i koristiće nam „lekcije“ koje smo prethodno naučili pokušavajući da postignemo svoj cilj. Mi u „Savion“- u mislimo da smo našli pravo rešenje i radimo na tome da razvijemo letilicu i sistem koji će biti efikasan.

Ako se to desi, očekuju nas čistije nebo, jeftiniji letovi i revolucija u svetu avijacije!

Autor: Jonathan Gibbs (bluecorridor.org)