航空サステナビリティ?

By Sean Fears 2008年8月31日 分析 ショーンの恐怖に

多くの交通は、これらの日話し明白な理由で、私たちの車に燃料を供給するより効率的な方法を見つけることを中心に展開。 最終的には、化石燃料が足りなくなる、と私たちはその点に到達する前に長い場所での代替手段を持っている必要があります。 イタリア空軍中将ジュリオドゥーエは、1928年に戻っての発言として引用されたとして、"勝利はない変更が発生した後に自分自身を適応するのを待つ人々によって、戦争の性格の変化を先取り人々を照らす。"

不思議なことに、しかし、持続可能性の会話は、自動車に関わるいるとして懸念商業航空がいても、可視性の同じレベルに航空業界への影響を立ち上がっていないとして。 いくつかの議論は、バイオ燃料といくつかのプロトタイプ(両方とも一般的な、商業航空のレベルで)を使用してはるかに環境に優しい形に変換する航空機の生存性に関して発生した飛行が、あまりこの点に見られるようにして行われるため、両方残っている。 確かに、過去数年間の燃料コストの劇的な増加は、主要な優先順位にビハインドザバックバーナーの問題から(航空)燃料効率と持続可能性のエスカレーションで素数の動機となっています。

エネルギー密度(体積と重量の観点の両方から)、ストレージ技術/要件、生産/輸送インフラ、および可用性:代替燃料と航空の問題を見てみると、主要な懸念の数が議論を支配している。 燃料はまだそれがどれほど環境に優しい関係なく、実用的にするためにこれらの問題に対処しない必要があるため、私はここで主に環境問題を記載されていませんしました。

エネルギー密度:
エネルギーは宇宙に行くために私たちの体を移動するから、我々が行うすべてのことのためのドライバです。疑いなく、それは私達の現代の技術社会の中心的な可能にする要因となります。 生のエネルギーはしかし、検討に値する唯一の要因ではない。 重要では一定のエネルギー量が占める(その体積エネルギー密度)、どのくらいそれが大衆(その重量エネルギー密度)領域の大きさであるように。 理想的なエネルギー源は、両方に多くのエネルギーを生成し、少ないスペースまたはリトルエンディアンを可能な限り計量としてかかります。 図1は、24種類の燃料の重量及び体積エネルギー密度を示す散布図である。 チャートを一目では、両方の特性の面で非常に効率的な共通の燃料がないことを示しています。 水素は質量の観点から理想的な燃料ですが、それが占める空間の体積は、多くの場合それは非現実的です。 対照的に、ガソリンは両方のカテゴリの中程度のスコアと中道のパフォーマーです。

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一部のアプリケーションでは、体積が質量(またはその逆)よりも重要であり、航空では、重量と容積の両方が重要な関心事である、両方のエネルギー密度のバランスをとる燃料がより良い妥協ですので。 順番にそれらのエネルギー密度は、範囲、ペイロード能力、最高速度、および他のパフォーマンス特性に影響を与えます。 図2は、水素の質量はほとんど、他の燃料は質量/体積バランスのはるかに良いを打つ場合でも、ことを示しています。

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ストレージ要件:
あらゆる利用形態を考慮して、燃料が運ば-ならしなければならない燃料の輸送要件があまりにも面倒ですし、燃料は関係なく、それが持つかもしれないどのように高エネルギー密度の、実用的ではありません。 水素は、ポイントの良いケースです。 そんなに水素貯蔵R&Dは、現在行われている理由は、水素はあらゆる形態の占める体積である、それは非常に低い質量を持っているものの、その密度は、そのボリュームの要件は、(例えば、高額であることが非常に低いです。 )ガソリンのエネルギー密度は、液体水素よりも単位体積あたりの3倍である、そしてそれは、絶縁する必要はありません。


技術&インフラストラクチャー:
ほとんどの人は頻繁にそれについて考えていないものの、インフラがすべての基盤であり、業界場合には、資源を輸送する効率的な通信、または電力を受け取ることができない、あなたは現代社会で適切に機能することはできません。 新しい燃料に以上変更すると、自動車のエタノールとバイオディーゼル使用の場合のように、時には簡単ですが、これらの変更では、依然として既存の技術とネットワークの恩恵を受けることができます。 航空燃料は、従来のバイオ燃料から精製する必要がある一方、水素は、独自の製造、貯蔵、および輸送のネットワークを必要とします。 後者の技術をサポートすることははるかに多額の初期投資を表し、低燃料費の潜在的な長期的な報酬も、低環境負荷、仕事の成長、およびより大きなエネルギー安全保障は、投資の価値をより間違いなく多くなります。

可用性:
航空用の重要な懸念は可用性の問​​題です。 だけでなく、燃料の技術的要件を満たしており、技術とインフラの観点から実用的でなければいけませんので、それはまたavaiation業界を円滑に運用するために必要なボリュームで使用可能にする必要があります。 図3は、一日あたりのガロンの何千もの米国の航空灯油(ジェット燃料)の配達を示しています。 過去10年間、平均使用量は約4,000万ガロン/日、代替燃料が近い将来に一致するように配置されていない数値となっています。

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これらすべての要因を考慮し、最も有望な候補は何ですか?

•金属 - 有機フレームワーク:バッキーボールに関連して、これらの化合物は、水素をバインドするために非常に大きな表面積を活用する。 最近、メリーランド大学、カリフォルニア工科大学、およびNISTの間で共同研究の努力は、固体水素よりも良い密度で水素と液体水素のそれと同様に高温での貯蔵を可能にするために約束するストレージの概念を示した。 成功した場合、これらの化合物は、最も重大な欠点を是正するという
•バイオ燃料:多数の研究チームは、ジェット燃料を作成するための基盤としてバイオ燃料を使用して成功を報告している、最も成功の一部はこれまでジャトロファ(熱帯地方で育つ雑草)と大豆メチルエステルを含む。 これまでのところ、クリアすべき最大のハードルは、これらの燃料の乏しい低温性能を囲む。 さらに、従来のジェット燃料に添加した場合にのみ、まだ、彼らは業界のためのいくつか痛んで必要な価格の救済を提供するであろう。

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