Hidrojen sayesinde! Havacılıkta hidrojen kullanımının önünde ciddi sorunlar var ancak Kaliforniya merkezli start-up ZeroAvia çıkış yolunu keşfetmiş gibi görünüyor. 29 Eylül 2020’de ilk uçuşunu gerçekleştiren Piper M sınıfı hidrojen yakıtlı elektrikli uçak ZeroAvia, bu uçuştan birkaç ay sonra, Aralık 2020’de sermayesini yatırımlarla katladı. Bu uçak, hidrojen yakıtla çalışan ilk ticari uçak olarak tarihe geçti.
Başarılı uçuşun ardından ZeroAvia’ya güven oyu olarak nitelendirilen ciddi mali destek geldi. ZeroAvia, Bill Gates’in kurduğu, sürdürülebilir enerjiyi destekleyen Breakthrough Energy’nin çabalarıyla 21,4 milyon dolar topladığını söyledi. Amazon, ZeroAvia’ya şirket bünyesinde oluşturduğu İklim Güvencesi Fonu‘ndan 2 milyar dolar aktarırken Shell de yenilenebilir enerji kaynaklarına yatırım yapan alt birimi Shell Ventures ile destek sağladı. Yatırımcılar arasında Hong Kong merkezli girişim sermayesi şirketi Horizons Ventures da yer alıyor. ZeoAvia ayrıca İngiliz hükümetinden, 19 kişi kapasiteli yolcu uçağı HyFlyer’ı 2023’e kadar üretmek için 16,3 milyon dolar hibe aldı.
İlk uçuşun ardından açıklama yapan ZeroAvia CEO’su Val Miftakhov, “Bugün burada başardığımızın bizim için ne anlama geldiğini ifade etmek çok zor. Daha önce deneysel kategoride bulunan hidrojen yakıt pilli uçakların yaptıklarını bugün ticari bir uçakla gerçekleştirdik. Şunu rahatlıkla söyleyebilirim ki çok yakında sıfır emisyonlu uçaklarla seyahat edebilir hale geleceğiz,” dedi. Uçuş masrafının biyoyakıtlı uçaklara göre yarı yarıya düşük olduğunu belirten Val Miftakhov ve ekibinin hedefi, üç sene içinde 100 kişilik uçaklarla uzun mesafe seyri yapabilmek.
Hafif Ama Depolanması Zor Element
Sera gazı emisyonunun yüzde üçü havayollarına ait. Önlem alınmazsa bu oranın 2050’de yüzde dört olacağı tahmin ediliyor. Uçak motorlarının tükettiği tonlarca fosil yakıt, ciddi bir karbon salınımı ortaya çıkarıyor. Hidrojen ise tertemiz! Sıfır karbon salınımı söz konusu.
Sera gazı emisyonunun yüzde üçü havayollarına ait. Önlem alınmazsa bu oranın 2050’de yüzde dört olacağı tahmin ediliyor. Uçak motorlarının tükettiği tonlarca fosil yakıt, ciddi bir karbon salınımı ortaya çıkarıyor. Hidrojen ise tertemiz! Sıfır karbon salınımı söz konusu. Üstelik hidrojen dünyada en çok bulunan elementlerden biri, kerosene göre çok daha hafif ve üç kat daha fazla enerji sağlıyor. Bu yüzden sadece havacılığın değil, otomotiv dünyasının da aklı fikri hidrojende. Ancak hidrojenin iki önemli problemi var; biri batarya teknolojisinin yetersizliği. Bu sorun otomobillerde daha kolay çözülse de uçaklara daha büyük miktarda enerji gerektiği için bugünün batarya teknolojisi ihtiyacı karşılayamıyor. Ayrıca ne kadar hafif olsa da hidrojen depolanması zor bir element. Ya basınçlı halde saklanması ya da sıvılaştırılması gerekiyor, üstelik sıvı hidrojenin -235 C’de tutulması zorunluluğu da var.
Bu teknik problemlerin çözümü öyle kolay olsaydı 1950’li yıllardan beri hidrojenle uçuyor olabilirdik. Çünkü ilk hidrojenli uçuş 1950’li yıllarda ABD, Florida’da Birleşik Devletler ordusu tarafından yapılmış. Motorlar başarılı bir şekilde çalışmış ve uçuş gerçekleşmiş ancak hidrojeni depolamanın çok pahalı olduğu orada fark edilmiş. Suntan ismi verilen bu uçaktan sonra 1980’lerde Rusya, 2000’lerde Boeing’in de denemeleri olmuş ancak hidrojenin saklanması ve batarya konuları yine çözülemeyen problemler olmaya devam etmiş.
Sırada 400 Km’lik Uçuş Var!
2 ton kalkış ağırlığına sahip uçak için bir sonraki hedef, üç ay içinde İskoçya, Orkney’deki Kirkwall Havaalanı‘na 400 kilometrelik bir uçuş yapmak. ZeroAvia’nın bir sonraki adımı 2023 yılına kadar 10 ila 20 koltuklu uçaklar üretmek, 2027 yılına kadar ise 100 yolcu taşıyabilen ticari jetler ile 500 mile kadar ticari uçuş yapmak.
Sağlanan yeni fonlar, şirketin hidrojen yakıt hücreli güç aktarım mekanizması ZA-600’ün geliştirilmesinde kullanılacak. ZeroAvia ayrıca, İngiliz Hükümeti ve İngiliz Havacılık Teknoloji Enstitüsü ile birlikte Havaalanı Hidrojen Yakıt Ekosistemi (Hydrogen Airport Refuelling Ecosystem) projesinde yer alıyor. Bu proje, hidrojenin yakıt olarak yaygınlaşmasının ardından havaalanı ekosistemlerinin nasıl şekillenmesi gerektiğini planlıyor. Hidrojenin yüksek taşınma masrafına çözüm ise hidrojen üretiminin yerelde, havaalanına yakın bölgelerde yapılması olarak görülüyor.
Airbus’tan Üç Hidrojen Konsepti
Airbus ise ZeroAvia’nın ilk uçuşundan birkaç hafta önce, hidrojen yakıtı ile çalışan sıfır emisyonlu uçak filosu Zeroe’nin ilk üç üyesinin konsept çizimlerini paylaştı. Bunlardan ilki, var olan gaz türbin motorların kullanıldığı konsept. Motorların modifiye edilerek hidrojenle çalışmasının sağlanacağı konseptte 120 ila 200 yolcunun 3.700 km mesafe uçuş yapabilmesi öngörülüyor. Konseptlerden biriyse delta kanat tasarımıyla dikkati çekiyor. Airbus, farklı hacimsel enerji yoğunluğu bulunan hidrojenin uçak tasarımlarına da etki edeceğini vurguluyor.
2035 yılına kadar hidrojen uçağı filosu kurmayı hedefleyen Airbus, hidrojen yakıt hücresi ve pervane bölmelerini sökülebilir, değiştirilebilir şekilde tasarlamış. Bunun da uçakların bakım süresini geleneksel modellere göre ciddi oranda kısaltacağı belirtiliyor. Airbus’ın uçak kanatlarının altına üçer adet konumlandırılan “bağımsız hidrojen yakıt hücresi kapsülleri”, pervane, yakıt, motorlar ve soğutma sistemini içeriyor. Her bir bölmenin içinde depolanan hidrojen ve hava, elektrik akımı oluşturmak için yakıt hücresine yönlendiriliyor.
