Proč letadla nelétají na elektřinu? (a ještě dlouho létat nebudou)

Hned na úvod je třeba připustit, že idea „letadel na baterky“ zcela nereálná není a výzkum i v tomto případě pokročil obdivuhodně daleko. Dva příklady za všechny. Vloni v září odstartovalo z mezinárodního letiště Grant County ve Washingtonu elektrické letadlo Alice vyrobené izraelskou společností Eviation. Ve stejné době testovali ve Švédsku základní funkce podobného stroje, který by měl vzletět v roce 2026. Co mají tyto průkopnické projekty společného? Alice pojme asi devět lidí a při osmiminutovém testovacím letu vystoupala do výšky 1000 metrů. Švédský vynález s podstatně méně poetickým názvem ES30 je konstruován pro třicet pasažérů a na jedno nabití by měl uletět maximálně 200 kilometrů.

Zatím se tedy bavíme o řádově nižších doletech, přepravních kapacitách i letových výškách než u klasické letecké dopravy, nemluvě o dálkových letech. To pochopitelně nic nemění na tom, že elektrifikace i v této oblasti úspěšně postupuje a zaslouží si náležitý obdiv. Zároveň je však vhodné si připustit, že vývoj je a bude velmi pomalý, nejspíš mnohem pomalejší než třeba v případě těžkého průmyslu. Elektroletadla jsou totiž typickým příkladem zápasu s fyzikou a (často až pošetilé) snahy vyzrát nad přírodními zákony.

Slyšeli jste někdy o energetické hustotě? Je to množství energie uvolněné na jednotku hmotnosti či objemu. Technologicky zatím nejpokročilejší lithium-iontové baterie mají energetickou hustotu 0,08-0,3 kWh/kg. To znamená, že z jednoho kilogramu baterie dostanu při nejlepší vůli sotva třetinu kilowatthodiny.

Když se vrátíme k naší známé Alici, zjistíme, že disponuje nikterak oslňující kapacitou 900 kWh (to je běžná měsíční spotřeba rodinného domu). Hmotnost bateriového úložiště ovšem dosahuje zdrcujících 3700 kg! Pokud bychom tedy chtěli navýšit dolet či letovou výšku, bylo by nutné adekvátně navýšit kapacitu baterií a tím pádem i jejich váhu. A v tom je trochu problém, protože architektura letadel je limitována tzv. vzletovou rychlostí. Bývalý šéf Eviation Omer Bar-Yohay to bral s humorem, když popisoval Alici jako „baterie obalené letadlem“.

Baterie navíc nelze umístit do křídel a jejich hmotnost zůstává stejná, i když jsou vybité. Letecký expert Duncan Walker z Loughborough University spočítal, že největší osobní letadlo na světě Airbus A380 by na standardní dolet 15 000 kilometrů potřebovalo baterie 30krát těžší, než je současná váha paliva. Což znamená, že takové letadlo by se nikdy ani neodlepilo od země. Zbývá už jen doplnit, že alternativa v podobě zapojení letadla přímo do zásuvky není příliš praktická, protože šňůra by se mohla snadno zamotat či nedej bože vyškubnout…

Řekli byste si, dobře, tak na elektřinu létat nebudeme, ale proč nezkusíme další bezemisní či nízkoemisní paliva? Třeba vodík! Ano, z pohledu energetické hustoty je to naprosté terno: 39,3 kWh/kg! Jenomže objemová varianta tohoto parametru je naopak naprosto tristní. I při obrovském tlaku 350 barů dosahuje množství energie uložené v jednom litru pouze 0,75 kWh/l, což už je na úrovni lithium-iontových baterií. Na uhlí asi letadla létat nebudou, to by byl trochu krok zpátky, ale co třeba na zemní plyn? Hmotnostní energetická hustota je fantastická – 12,1 kWh. Ta objemová za ní ale opět značně pokulhává – 3,1 kWh/l. Navíc bychom museli ve jménu naplnění dekarbonizačního cíle získávat tento plyn výhradně z bioplynových stanic, které umožňují produkci biometanu. Tím se nám celý proces poněkud prodražuje a tak nějak celkově komplikuje.

Zkraťme to. Nejrozšířenějším palivem v leteckém průmyslu zůstává letecký petrolej. A my už tušíme proč. Hmotnostní energetická hustota je 12,5 kWh/kg a ta objemová přesahuje 10 kWh/l.

Závěrem je férové namítnout, že lidská vynalézavost je nekonečná a v historii již mnohokrát pokořila hranice, které se zdály být nepřekročitelné. Autor tohoto článku by si nic nepřál víc, aby se to podařilo i v tomto případě. Zároveň bychom si ale neměli myslet, že o přírodních zákonech se dá hlasovat a že technologický vývoj lze urychlit politickým rozhodnutím. Není vám ta myšlenka povědomá?