Een vliegend auto-achtig verticaal startvliegtuig gemaakt door Joby Aviation heeft zijn eerste testvlucht van 523 mijl voltooid met behulp van waterstofenergie. Het vliegtuig, dat naar verluidt alleen een spoor van waterdamp achterlaat, wordt aangeprezen als een milieuvriendelijker alternatief voor traditionele gasjets voor regionale reizen over middellange afstanden. Hoewel er vragen blijven bestaan over de levensvatbaarheid van waterstofenergie op lange termijn op grote schaal, bewijst de testvlucht dat het mogelijk is om bestaande elektrisch aangedreven vliegtuigen uit te rusten met waterstofbrandstofcellen om hun bereik effectief te vergroten.
Joby is een van de vele bedrijven die proberen een luchttaxidienst te creëren rond een verticaal start- en landingsvoertuig (VTOL). Tot nu toe heeft Joby zich geconcentreerd op het creëren van volledig elektrische, batterijaangedreven vliegtuigen met een bereik van ongeveer 160 kilometer, ontworpen om mensen en producten binnen steden of naar grote luchthavens te vervoeren. Voor de nieuwe testvlucht nam Joby een preproductieprototype van een van zijn elektrische vliegtuigen op batterijen en voorzag dit van een brandstoftank en brandstofsysteem voor vloeibare waterstof. Een aangepaste, op waterstof aangedreven VTOL kon een vlucht van 523 mijl boven Marina, Californië voltooien zonder uitstoot tijdens de vlucht. Toen het landde, had het vliegtuig nog 10% van zijn waterstofbrandstoflading over.
In 2022 versnelde Joby zijn onderzoek naar waterstofenergie met de overname van de waterstofaangedreven vliegtuigstartup H2Fly. Dat bedrijf voltooide vorig jaar de eerste bestuurde vlucht van een elektrisch vliegtuig aangedreven door vloeibare waterstof. Sindsdien hebben nog twee startups uit Californië met succes waterstofbrandstofbronnen getest om propellervliegtuigen aan te drijven. Een van die bedrijven, Universal Hydrogen, vloog naar verluidt met een snelheid van ongeveer 170 knopen (195 mph) tot 10.000 voet. De testvlucht van Joby is daarentegen het eerste gerapporteerde voorbeeld van een vliegtuig in VTOL-stijl dat een testvlucht heeft voltooid met behulp van waterstofkracht.
“Vliegreizen zijn van cruciaal belang voor de menselijke vooruitgang, maar we moeten manieren vinden om het schoner te maken”, zegt JoeBen Bevirt, CEO van Joby, in een persbericht. “Nu onze batterij-elektrische luchttaxi de manier waarop we door steden reizen fundamenteel zal veranderen, zijn we verheugd om nu een technologiegroep op te bouwen die regionaal reizen opnieuw kan definiëren met behulp van waterstof-elektrische vliegtuigen.”
Waterstofenergie zou de uitstoot kunnen verminderen en het VTOL-bereik kunnen vergroten
Waterstof is eerder met wisselend succes onderzocht als potentiële alternatieve brandstofbron in auto’s, vrachtwagens en zelfs superjachten. Kort gezegd werkt het systeem door waterstof te gebruiken om een chemische reactie te creëren die de brandstofcellen van het vliegtuig tijdens de vlucht kan opladen. Die gegenereerde energie kan vervolgens worden gebruikt om de motoren aan te drijven en de propellers te laten draaien, zonder dat er tijdens de vlucht netto nul-uitstoot wordt gegenereerd. Voorstanders van deze technologie zijn van mening dat deze de CO2-uitstoot in de gehele transportsector kan helpen verminderen. Volgens het Internationaal Energieagentschap waren vliegtuigen in 2022 verantwoordelijk voor ongeveer 2% van de mondiale CO2-uitstoot op mondiaal niveau. Dat percentage zal naar verwachting de komende jaren stijgen naarmate het vliegverkeer zich herstelt van de korte stilte veroorzaakt door de Covid-19-pandemie.
Naast de vermeende voordelen voor het milieu, zou waterstofenergie ook kunnen fungeren als een bereikverlenger voor Joby’s volledig elektrische lijn van VTOL’s. Joby stelt zich een toekomst voor waarin hun waterstof-VTOL passagiers zou kunnen vervoeren tussen Baltimore en Boston of Nashville en New Orleans. In theorie zouden vliegtuigen op waterstof ook gebruik kunnen maken van een groot deel van dezelfde basisinfrastructuur die momenteel wordt gebouwd voor elektrische modellen.
“Het overgrote deel van het ontwerp-, test- en certificeringswerk dat we hebben voltooid aan onze batterij-elektrische vliegtuigen wordt overgedragen naar de commercialisering van waterstofvluchten”, aldus Bevirt. “Tijdens de dienst verwachten we ook dezelfde landingsplatforms, hetzelfde operatieteam en Joby’s ElevateOS-software te kunnen gebruiken om de commerciële exploitatie van ons batterijaangedreven vliegtuig te ondersteunen.”
Waterstofenergie is geen wondermiddel
Als dit vanuit het perspectief van de show allemaal te mooi klinkt om waar te zijn, komt dat omdat het dat nog steeds is. Waterstofenergie is nog steeds veel duurder om te produceren dan de elektrische of fossiele brandstoffen. Het is ook niet zo milieuvriendelijk als het op het eerste gezicht lijkt. Hoewel technisch gezien verschillende energiebronnen kunnen worden gebruikt om waterstof vrij te maken uit koolwaterstofmoleculen, wordt ongeveer 95% van de waterstof die momenteel in de VS wordt geproduceerd geproduceerd met behulp van aardgas, dat op zichzelf een belangrijke bron van CO2-uitstoot is. Zogenaamde ‘groene waterstof’ afkomstig uit hernieuwbare bronnen is nog steeds relatief zeldzaam, maar dat zou kunnen veranderen dankzij een initiatief van de regering-Biden dat tot doel heeft 7 miljard dollar in nieuwe waterstofcentra te injecteren. Waterstofenergie, die nog niet zo lang geleden als een sciencefictiondroom werd beschouwd, komt steeds dichter bij de realiteit.
Waterstof is ook slechts een van de vele alternatieven en opties die door de luchtvaartindustrie worden onderzocht. Vliegtuigstartups zoals Elysian vertrouwen op de vooruitgang in batterijtechnologie om een elektrisch passagiersvliegtuig te ontwikkelen waarvan ze hopen dat het 90 passagiers tot 800 kilometer kan vervoeren zonder op te laden. Jet Blue, Virgin Atlantic en andere luchtvaartmaatschappijen investeren ook in zogenaamde ‘duurzame vliegtuigbrandstof’, waarbij grondstoffen, afvalproducten en andere hernieuwbare grondstoffen worden gebruikt in plaats van fossiele brandstoffen. Er zal waarschijnlijk een mix van al deze alternatieven nodig zijn om de komende jaren een toename van de CO2-uitstoot door vliegtuigen te voorkomen, vooral omdat passagiers geen tekenen vertonen dat het totale luchtverkeer op korte termijn zal afnemen.