At gøre en sag for at returnere luftskibe til skyerne

Genindførelse af luftskibe i verdens transportmix kan bidrage til at sænke transportsektorens kulstofemissioner og kan spille en rolle i etableringen af ​​en bæredygtig brintbaseret økonomi. Ifølge forfatterne af en IIASA-ledet undersøgelse, disse lettere end luftfly kunne i sidste ende øge gennemførligheden af ​​en 100 procent bæredygtig verden.

Luftskibe blev introduceret i første halvdel af det 20. århundrede, før konventionelle fly blev brugt til langdistancetransport af gods og passagerer. Deres brug i gods- og passagertransport blev dog hurtigt afbrudt af en række årsager, herunder risikoen for en brinteksplosion - som Hindenburg-katastrofen i 1937 var et skarpt eksempel på; deres lavere hastighed sammenlignet med flyvemaskiner; og manglen på pålidelige vejrudsigter. Siden da, betydelige fremskridt inden for materialevidenskab, vores evne til at forudsige vejret, og det presserende behov for at reducere energiforbruget og CO ₂ emissioner, støt har bragt luftskibe tilbage til politiske, forretning, og videnskabelige samtaler som et muligt transportalternativ.

Transportsektoren er ansvarlig for omkring 25 procent af den globale CO ₂ emissioner forårsaget af mennesker. Af disse emissioner 3 procent kommer fra fragtskibe, men dette tal forventes at stige med mellem 50 procent og 250 procent frem til 2050. Disse fremskrivninger nødvendiggør at finde nye tilgange til transport af gods med lavere efterspørgsel efter energi og lavere CO2 ₂ emissioner. I deres undersøgelse offentliggjort i Springer journal Energiomsætning og -styring , forskere fra IIASA, Brasilien, Tyskland, og Malaysia undersøgte, hvordan en luftskibsbaseret industri kunne udvikles ved at bruge jetstrømmen som energimedium til at transportere gods rundt i verden.

Jetstrømmen er en kerne af stærke vinde, der strømmer fra vest til øst, omkring 8 til 12 kilometer over jordens overflade. Ifølge forskerne, luftskibe, der flyver i jetstrømmen, kan reducere CO ₂ emissioner og brændstofforbrug, da selve jetstrømmen ville bidrage med det meste af den energi, der kræves for at flytte luftskibet mellem destinationer, resulterede i en rundtur på 16 dage på den nordlige halvkugle, og 14 dage på den sydlige halvkugle. Dette er betydeligt mindre tid sammenlignet med de nuværende maritime skibsruter, især på den sydlige halvkugle.

Forskerne postulerer, at genindførelse af luftskibe i transportsektoren også kan tilbyde et alternativ til transport af brint. Brint er en god energibærer og et værdifuldt energilagringsalternativ. I betragtning af at vedvarende elektricitet, for eksempel, overskydende vindkraft, kan omdannes til brint, der er optimisme om, at brintøkonomien vil udgøre en grundlæggende del af en ren og bæredygtig fremtid. En af udfordringerne ved at implementere en brintbaseret økonomi er at afkøle brinten til under -253°C for at gøre det flydende. Processen bruger næsten 30 procent af den inkorporerede energi, med yderligere energi på omkring 3 procent, der kræves for at transportere det flydende brint. I deres undersøgelse, Forfatterne foreslår dog, at i stedet for at bruge energi i fortætning, brint i gasform kunne transporteres inde i luftskibet eller ballonen og transporteres af jetstrømmen med et lavere brændstofbehov. Når luftskibet eller ballonen når sin destination, lasten kan losses ved at fjerne omkring 60 procent eller 80 procent af den brint, der bruges til løft, og efterlader 40 procent eller 20 procent, af brinten inde i luftskibet eller ballonen for at give nok opdrift til hjemturen uden last. For at imødegå risikoen for forbrænding af brinten i luftskibet, forfatterne foreslår at automatisere operationen, Indlæser, og losning af brintluftskibe og design af flyvestier, der undgår byer for at reducere risikoen for dødsfald i tilfælde af en ulykke.

Ifølge studiets hovedforfatter Julian Hunt, en IIASA post-doc stipendiat, et yderligere interessant aspekt afsløret i denne undersøgelse er muligheden for, at luftskibe og balloner også kan bruges til at forbedre effektiviteten af ​​at gøre brint flydende. Da temperaturen i stratosfæren (hvor luftskibene vil flyve for at udnytte jetstrømmen) varierer mellem -50°C til -80°C, det betyder, at der kræves mindre energi for at opfylde -253°C-mærket, hvis processen sker ombord på luftskibet. Den energi, der kræves til den nødvendige yderligere køling, kan genereres ved hjælp af brinten i luftskibet.

Hunt siger, at denne proces også præsenterer en række yderligere muligheder:Processen med at generere energi fra brint producerer vand - et ton brint producerer ni tons vand. Dette vand kunne bruges til at øge luftskibets vægt og yderligere spare energi i dets faldende bane. En anden mulig anvendelse for det producerede vand er regnproduktion, hvilket går ud på at frigive vandet produceret fra stratosfæren i en højde, hvor det vil fryse, før det kommer ind i troposfæren, hvor det så ville smelte igen. Dette reducerer temperaturen og øger den relative fugtighed i troposfæren, indtil den mættes og begynder at regne. Regnen vil til gengæld initiere et konvektionsregnmønster, dermed tilfører systemet endnu mere fugt og regn. Denne proces kan bruges til at afhjælpe vandstress i områder, der lider af mangel.

"Luftskibe er tidligere blevet brugt og ydet gode tjenester til samfundet. På grund af nuværende behov, luftskibe bør genovervejes og returneres til skyerne. Vores papir præsenterer resultater og argumenter for dette. Udviklingen af ​​en luftskibsindustri vil reducere omkostningerne ved hurtig levering af fragtfragt, især i områder langt fra kysten. Muligheden for at transportere brint uden behov for at gøre det flydende ville reducere omkostningerne til udviklingen af ​​en bæredygtig og brintbaseret økonomi. i sidste ende øge gennemførligheden af ​​en 100 procent vedvarende verden, " afslutter Hunt.