Аммиак: реактивное топливо будущего

Авиационная промышленность несет ответственность за 2 процента глобальных выбросов углекислого газа, двенадцать процентов выбросов от транспорта и является одним из самых углеродоемких видов деятельности, в которых может участвовать любой человек. По всем этим причинам гонка за то, чтобы сделать авиаперелеты углеродно-нейтральными, стала центральным фокусом правительств и исследователей, которые полны решимости уменьшить воздействие парниковых газов на нашу окружающую среду. От электрических самолетов до биотоплива и водородной энергетики — здесь есть множество новых интересных технологий, но достижение паритета с реактивным топливом по стоимости или плотности энергии является сложной задачей. 

Возьмем, к примеру, электрические самолеты: размер и вес батарей, необходимых для отрыва самолета от земли, означают, что самые многообещающие проекты варьируются от 2 до 9 пассажиров. 

Затем есть биотопливо, которое в настоящее время является самым популярным и широко используемым из авиационных видов топлива с нулевым выбросом углерода. Аэропорты Бергена, Брисбена, Лос-Анджелеса, Осло и Стокгольма уже обеспечивают смесь биотоплива и реактивного топлива в соотношении 50/50. Но сектор биотоплива сейчас подвергается нападкам за то, что он является ложным решением проблемы углерода в авиационной отрасли. Биотопливо считается углеродно-нейтральным, потому что углерод, который оно выделяет при сгорании, поглощается органическим материалом при его росте. Таким образом, срок службы биотоплива технически углеродно-нейтральный. Но когда вы принимаете во внимание землю, используемую для выращивания сельскохозяйственных культур, часто превращаемых в биотопливо, или транспортировку этого топлива и выброс этого углерода в атмосферу, а не в почву, поскольку он естественным образом высвобождается, аргумент о биотопливе начинает рушиться.

Наконец, есть водород, элемент, наиболее распространенный во Вселенной, и один из самых популярных секторов чистой энергии на планете в 2020 году. Превосходная плотность энергии водородных топливных элементов по сравнению с батареями означает, что это решение расширит возможности дальности полета — одна из главных ловушек электрического самолета. Однако обратная сторона водорода заключается в том, что он имеет низкую удельную мощность, и поэтому самолеты должны быть полностью переработаны, чтобы нести количество водорода, необходимое для полета.

В то время как все эти углеродно-нейтральные авиационные решения пытаются найти решение для своих различных недостатков, на рынок выходит новый конкурент. Аммиачное реактивное топливо вполне может быть тем ответом, который искала авиационная промышленность. Хотя использование аммиака в качестве топлива не новость (он широко использовался в полетах на самолетах X-15 в 1950-х и 60-х годах), он никогда не был экономически целесообразным.

Недавнее концептуальное исследование, проведенное реактивными двигателями и Британским Советом по научно-техническому оснащению (STFC) с использованием новой двигательной установки, вполне могло решить эту проблему.  Эта система хранит охлажденный жидкий аммиак под давлением в самолете, а затем использует тепло двигателя для подогрева аммиака, когда он подается в химический реактор, где катализатор расщепляет его до водорода. Затем аммиачно-водородная смесь подается в двигатель и горит, как обычное топливо, и производит водород, азот и водяной пар. Самая захватывающая часть этой разработки заключается в том, что плотность энергии топлива и условия хранения означают, что имеющиеся в настоящее время двигатели и летательные аппараты могут быть адаптированы для работы на этом топливе. Хотя до первого полета с аммиаком еще несколько лет, к этому решению, безусловно, следует отнестись серьезно.

Елизавета Коробкова

Редактор ЭНЕРГОСМИ.РУ