Luchtvaart is verantwoordelijk voor 3,5% van mondiale broeikasgasemissies en 15% van de Nederlandse klimaatimpact, percentages die blijven stijgen zolang de groei van passagiers doorzet. Nu andere transportindustrieën vol inzetten op de transitie naar elektrisch, roept dit de vraag op: gaat de luchtvaart kunnen volgen?
SEBASTIAN MAKS
Het is een heldere, zonnige septembermorgen in Grant County, Washington. Een groep mensen heeft zich bij de plaatselijke luchthaven verzameld om getuige te zijn van een gebeurtenis die Gregory Davis, CEO van het bedrijf Eviation, bestempelt als historisch. De zeven jaar na de oprichting van het bedrijf in 2015, vol hard werk en doorzettingsvermogen, culmineren in dit ene moment: de luchtdoop van het eerste emissievrije, batterijgedreven passagiersvliegtuig ter wereld. Eviation Alice, zoals het voertuig heet, biedt ruimte aan negen passagiers en heeft een gerapporteerd bereik van zo’n 400 kilometer; ongeveer de afstand tussen Amsterdam en Parijs. Na de toeschouwers in spanning te hebben gehouden met meerdere ritjes van en naar de startbaan, was het dan eindelijk zover: de Eviation Alice steeg op, voltooide een kort parcours rondom de luchthaven en landde even later; alles zonder het gebruik van een druppel kerosine. In een interview met TechCrunch zei Davis triomfantelijk: “De eerste vlucht van vandaag heeft Eviation voorzien van waardevolle data om het voertuig te optimaliseren voor commercieel gebruik.”
De mijlpaal wordt door sommigen als zo baanbrekend beschouwd dat hij in hetzelfde rijtje kan worden geplaatst als de introductie van de straalmotor in de jaren dertig. Het is dan ook niet gek dat commerciële bedrijven staan te springen om een aandeel te krijgen in het succes van Eviation. De Amerikaanse, regionale vliegmaatschappij Cape Air heeft al een bestelling van 75 modellen geplaatst en ook vervoerder DHL heeft plannen om het voertuig te gebruiken ten behoeve van haar duurzame ambities. Volgens Gregory Davis is het slechts een kwestie van tijd voor de bestellingen geleverd kunnen worden; indien batterijtechnologie vordert zoals wordt verwacht, denkt hij in 2027 de Alice op de markt te kunnen brengen.
Lange geschiedenis
De geschiedenis van elektrisch vliegen reikt terug naar ver voor de tijd van Eviation. De eerste bemande elektrische vlucht vond plaats in 1973, toen Oostenrijkse vliegtuigbouwers Fred Militky en Heinz Brditschka nikkel-cadmiumbatterijen plaatsten in een simpele tweezitter en de conventionele motor vervingen door een elektrische. De maximale vliegtijd was beperkt en het voertuig kon slechts de piloot vervoeren, maar desalniettemin was het een belangrijke innovatie in een industrie gedomineerd door fossiele brandstoffen. Sindsdien is het aantal elektrische vliegtuigen fors toegenomen. Over de hele wereld poppen ze op, gemaakt door zowel grotere als kleinere bedrijven, voornamelijk lichte motorzweefvliegtuigen, helikopters en vliegtuigen met een maximumcapaciteit tot vier personen. Het merendeel wordt, net als het model van Militky en Brditschka, aangedreven door batterijen, al zijn er ook initiatieven die gebruik maken van zonnepanelen of brandstofcellen.
Met de klimaatdoelstellingen van Parijs die in de nek hijgen, is de logische volgende stap om de praktijkervaring met kleine elektrische vliegtuigen in te zetten voor grootschaliger, commercieel personenvervoer. Langzaam beginnen dan ook luchtvaartmaatschappijen kleur te bekennen wat betreft hun ambities voor de toekomst. Zo wil United Airlines voor het jaar 2030 elektrische vliegtuigen hebben opgenomen in haar vloot, en is het bedrijf een samenwerking aangegaan met de Zweedse start-up Heart Aerospace. Mike Leskinen, president van de Amerikaanse airline, geeft aan niet te willen wachten op voertuigen met een capaciteit van meer dan honderd passagiers en wil in een vroeg stadium instappen in wat hij beschouwt als “een bedrijf met een grote technologische voorsprong”. Heart Aerospace werkt momenteel aan een elektrisch vliegtuig voor 19 passagiers, waarvan United Airlines een pre-order heeft uitstaan van honderd stuks.
Nog indrukwekkender is de Britse prijsvechter easyJet, die samen met Wright Electric werkt aan een batterijgedreven passagiersvliegtuig dat een bereik moet gaan hebben van ruim 1200 kilometer en een capaciteit van 186 passagiers. Ter referentie: met dit bereik je leg je bijvoorbeeld de afstand tussen Amsterdam en Barcelona af. Het streven is om de vliegtuigen in 2030 te kunnen leveren, wederom mits batterijen zich ontwikkelen conform de verwachting.
Struikelblokken
De rappe ontwikkelingen zijn dus hoopgevend wat betreft het vervangen van conventionele korteafstandsvluchten, samen goed voor een kwart van het totale aantal Europese vluchten. Uit een emissiestudie van Eurocontrol is echter gebleken dat deze vluchten voor maar 4% van de Europese luchtvaartemissies verantwoordelijk zijn, en dat juist vluchten over de lange afstand de boosdoeners zijn als het aankomt op klimaatvervuiling. Vliegbewegingen van meer dan 4000 kilometer vormen slechts 6% van het Europese totaal maar zorgen wel voor 52% van de uitstoot. Het is dus van groot belang deze vluchten op termijn te elektrificeren. Is de technologie hiervoor geschikt?
Onwaarschijnlijk, zegt luchtvaartdeskundige Joris Melkert. Melkert is onderzoeker aan de Technische Universiteit Delft en steekt zijn terughoudendheid als het gaat om elektrische langeafstandsvluchten niet onder stoelen of banken. “De technische kennis is niet het probleem,” zegt hij, “het probleem is de batterijen.” De afhankelijkheid van batterijtechnologie die steeds als kanttekening wordt geplaatst bij elektrische initiatieven is waardoor Melkert denkt dat een vervanging van de conventionele luchtvaart er voorlopig niet in zit. Batterijen zijn zwaar en de ontwikkelingen te langzaam, wat problematisch is in een sector waar gewicht één van de meest belangrijke factoren is. Onderzoekers van de Arctic University of Norway zijn het met hem eens en schrijven in een rapport dat de huidige batterijtechnologie niet volwassen genoeg is om een rol te kunnen spelen in de commerciële luchtvaart. Daarnaast stelt Melkert dat batterijen het qua efficiëntie simpelweg nog onderdoen voor kerosine: “Als je kijkt hoeveel energie er in een kilo kerosine zit in vergelijking met de energie in een kilo accu, dan is dat 50 keer zoveel. Je bent dus heel erg beperkt met je bereik.”
Alternatieven voor de batterij
Toch kan Joris Melkert geen pessimist genoemd worden. Het onderzoek naar en experimenteren met de mogelijkheden van elektrisch vliegen beschouwt hij als zeer waardevol in een sector die nodig moet verduurzamen. Daarnaast is hij een stuk hoopvoller over alternatieven voor de batterij. Zo ziet hij op de korte termijn een oplossing in synthetische kerosine, die wordt gemaakt met een combinatie van CO2, water en energie. De CO2 wordt afgevangen uit de lucht en de energie opgewekt met groene bronnen, wat maakt dat synthetische kerosine minder vervuilend en vele malen duurzamer is dan conventionele.
Ook vindt Melkert dat de focus moet verschuiven van het gebruik van batterijen naar dat van brandstofcellen. Het voordeel ten opzichte van een batterij is dat een brandstofcel continu energie kan leveren, mits de toevoer van de energiedrager blijft plaatsvinden. Wat dat betreft leeft de technologie in ‘the best of both worlds’: efficiënt als kerosine en schoon als een batterij.
Momenteel zijn de kosten van brandstofcellen nog flink, hetgeen bij duurzame innovaties vaak het geval is. Een enkele cel kost volgens Melkert zo’n 10.000 euro, en per vliegtuig zijn er veel van nodig om het gewenste bereik te behalen. Echter, gezien de nijpende staat van het klimaat en het feit dat vooral rijke landen veel vliegen (uit een studie is gebleken dat de rijkste helft van de wereld 90% van de luchtvaartuitstoot op haar conto heeft), mag je toch wel verwachten dat hoge kosten niet de grootste uitdaging zijn.
Al met al kan worden geconcludeerd dat zeker ook de luchtvaartsector een emissievrije toekomst in het vizier heeft, met veel initiatieven die rond de decenniumwisseling hun marktintroductie hopen te vieren. Er zijn aanzienlijke struikelblokken die moeten worden overwonnen en met een tikkende klok is het nog maar de vraag of dit op tijd gaat lukken. Maar toch, ergens ver op de horizon, gloort de hoop van een zonvakantie zonder vliegschaamte.
