Batteriene er det største hinderet for elektriske fly

Det er likevel potensial for å spare mye utslipp ved å komme tidlig i gang.

Batteriene er det største hinderet for elektriske fly
Widerøe vil ta i bruk Tecnam P-Volt i sin ruteproduksjon i Norge fra 2026. Bilde: Tecnam

Det er ventet at deler av luftfarten vil kunne gå over til batterielektrisk drift. Widerøe har ambisjoner om å sette inn slike fly i Norge allerede i 2026. Avinor har jobbet med elektrifisering i flere år.

Ønsket om å elektrifisere flyene stammer fra potensialet for å redusere CO2-utslippet. I 2019, som var det siste hele normalåret før pandemien slo til, var utslippet fra innenriks luftfart 1,19 millioner tonn CO2-ekvivalenter. Det er mye karbondioksid, men samtidig knapt 7,3 prosent av utslippet fra transport det året. Veitrafikken sto til sammenligning for over 53 prosent, ifølge Miljødirektoratet.

Spørsmålet er hva potensialet for utslippskutt er dersom flyene blir elektriske, og når det er realistisk at større fly kan ta over større deler av rutenettet.

Et whitepaper fra the International Council on Clean Transportation (ICCT, PDF) kaster lys over dette.

De har laget en modell som beregner utslipp og rekkevidde for tre teoretiske elektriske fly med kapasitet på 9, 19 og 90 passasjerer. 

Inntil 88 prosent reduksjon av CO2

Konklusjonen er at elektriske fly kan redusere utslippet av CO2 med 49 til 88 prosent sammenlignet med fly på fossilt drivstoff.

Les også

Elektriske fly kan være 2,1 til 3,2 ganger mer energieffektive i marsjfart, ettersom elmotorer har langt høyere virkningsgrad enn motorene som brukes i fly i dag. Det gjelder spesielt små fly som har stempelmotor. 

Det er ifølge artikkelen sannsynlig at luftfarten i fremtiden vil gå over til fossilfri syntetisk parafin og bensin i fremtiden. Slikt drivstoff har fordelen av at de kan produseres karbonnøytralt ved å bruke karbondioksid og hydrogen.

Ulempen er at disse prosessene er energikrevende. ICCT-rapporten anslår at et batterielektrisk fly vil ha et samlet energiforbruk som er 4,5 til 6,9 ganger lavere enn et fly med syntetisk drivstoff.

Må bytte batteri ofte

Potensialet for å redusere CO2-avtrykket i forhold til tilsvarende fossile fly er i stor grad avhengig av produksjonen. Å lage batteriene kan stå for så mye som 80 prosent av flyenes utslipp av klimagasser, skriver forfatterne. Artikkelen har brukt 60 kg CO2 per kilowattime produsert batteri som utgangspunkt for beregningene.

Forfatterne forventer at flyene vil være nødt til å bytte batteri relativt hyppig. Det finnes ifølge artikkelen ingen studier som viser hvor lenge litium-ionbatterier varer i et fly. De antar derfor en levetid på 3000 ladesykluser. Det tilsvarer omtrent åtte daglige flyvninger i ett år, eller fire i to år. 

Les også

Batteribyttene er derfor regnet inn i flyenes forventede livstidsutslipp, og tar hensyn til forventet redusert karbonavtrykk fra batteriproduksjon.

CO2-utslipp fra strømproduksjon vil også ha en påvirkning. Dersom batteriene som brukes har høy spesifikk energi per kg vil det bidra til å gi mindre utslipp. 

Batteriene må bli dobbelt så energitette

Dagens batteriteknologi en kraftig begrensende faktor for flyene. Energi i forhold til vekt ligger i dag på rundt 250 wattimer per kg. Da er det ifølge ICCT-forskernes modell i praksis en begrensing på ni passasjerer og avstander på 140 kilometer.

Ettersom det her er snakk om teoretiske fly kan tallene for fly i være annerledes. Om et fly har lavere vekt enn i modellen, og det gjør at det kan lastes med mer batteri, kan det potensielt ha lengre rekkevidde. Det er også mulig å redusere passasjerkapasiteten for å øke batterikapasiteten.

Men det ser ut til at det først og fremst er batteriteknologien som er hinderet. En dobling av energiinnholdet til 500 wattimer per kg er nødvendig for fly med 90 passasjerer og avstander opp til 280 kilometer, ifølge rapporten. 

Et fly med kapasitet til 90 passasjerer er enkelt og greit ikke realistisk med dagens batteriteknologi, ifølge modellen. Det vil ha en maksimal operasjonsrekkevidde på 9 kilometer dersom batterikapasiteten er 2515 kilowattimer. 

Tecnam P-Volt.
Tecnam P-Volt skal bli en elektrisk maskin med plass til ni passasjerer. Bilde: Tecnam

Rent faktisk kan flyet fly 272 kilometer, men krav til reservekapasitet gjør i praksis at et slikt fly ikke vil kunne brukes. I modellen er reserven satt til 30 minutter i ventemønster,  100 kilometer omdirigering og fem prosent batteri i beredskap.

Det vil ikke nødvendigvis være likt i praksis, og avhenger av hvilke ruter flyene settes inn på. For eksempel vil rekkevidden som kreves for omdirigering i praksis avhenge av nærmeste alternative lufthavn.

19 seter fortsatt urealistisk

Heller ikke 19-seters fly er realistiske i dag i ICCTs modell. Dette vil kunne ha en operasjonsrekkevidde på 48 kilometer av en total rekkevidde på 262 kilometer. Kun 27 prosent av batterikapasiteten kan brukes før reservekapasiteten nås.

Det er kun flyet med 9 seter som i dag er realistisk å ta i bruk dersom modellen legges til grunn. En faktisk rekkevidde på 355 kilometer og operasjonsrekkevidde på 140 kilometer vil være tilstrekkelig for avstander som Bergen–Førde eller Bodø–Svolvær.

Om energitettheten øker vil det imidlertid åpne seg muligheter for å sette inn større fly på lengre ruter.

Les også

Et energiinnhold på 500 wattimer per kg vil ifølge modellen gjøre at et fly med 90 seter kan fly 281 kilometer før reservekapasiteten nås. Det tilsvarer ruter som Bergen til Ålesund, Kristiansand eller Notodden, eller Bodø til Bardufoss eller Mosjøen. 

Det vil imidlertid være for kort rekkevidde til å fly de mest trafikkerte rutene i Norge, som går mellom Oslo og Bergen, Trondheim og Stavanger. Alle disse er på rundt 350 kilometer.

Men jo mindre passasjerkapasitet, jo større betydning vil det ha for rekkevidden. Et 9-seters fly vil ifølge modellen kunne ha operasjonsrekkevidde på 495 kilometer med 500 wattimer per kg 19-seters fly vil ha en rekkevidde på 310 kilometer.

Begrenset marked

Dette gjør uansett at markedet for elektriske fly inntil videre er begrenset. Artikkelen viser til at regionale ruter i Norden kan være egnet. Widerøe har lenge hatt et uttalt mål om å ta i bruk elektriske fly i sitt rutenett, og forfatterne trekker frem akkurat denne satsingen som en planskisse for videre elektrifisering når batteriteknologien blir bedre.

Andreas Kollbye Aks i Widerøe Zero.
Andreas Kollbye Aks i Widerøe Zero. Foto: Odd Richard Valmot

Andreas Kollbye Aks, leder for Widerøe Zero, mener at ICCT-rapporten langt på vei er i tråd med den kunnskapen Widerøe har, og forklarer godt hvorfor Widerøe har vært litt nøkterne i sine forventninger til helelektriske fly, forklarer han.

Aks påpeker at rapporten sier at det i en tidlig fase, med batteriteknologien som er tilgjengelig nå, så vil man kun få en fornuftig rekkevidde med 9-seters fly. 

– Det er i tråd med det vi har sett lenge, og grunnen til at vi har vært fokusert på 9 seters fly i første fase, er at vi har visst nettopp dette. Det har vært vanskelig å se for seg 19 seter uten at batteriteknologien blir bedre, sier Aks, men legger til at det slike fly er interessante når batteriteknologien har kommet dit.

Kan ta av i 2026

Widerøe har derfor i første omgang planer om å ta i bruk et 9-seters fly av typen Tecnam P-Volt med motorer fra Rolls-Royce. Dette skal etter planen kunne flys fra 2026. Dette har kapasitet til ni passasjerer, og er tenkt brukt på korte ruter i Nord-Norge og på Vestlandet. 74 prosent av Widerøes ruter er kortere en 300km

Aks bemerker at de i Widerøes nettverk vil kunne fly noe lengre enn de avstander enn ICCT-rapporten legger opp til i sin modell.

Det skyldes at reservekapasitet i praksis settes etter de faktiske rutene som flys, hvor kravet til reservekapasitet er avstanden til alternativ lufthavn og 30 minutter venting.

Les også

I modellen er det brukt 100 kilometer til nærmeste alternative fly plass, men i deler av landet er den faktiske avstanden til alternativene mye kortere. For eksempel er avstanden fra Førde lufthavn til Florø lufthavn eller Sandane lufthavn rundt 50 kilometer i luftlinje. Dermed reduseres også kravet til rekkevidde i reserve. 

Kan settes inn mellom Bergen og Stavanger

På samme måte blir en rute fra Bergen til Stavanger i praksis mulig å gjennomføre ettersom den vil passere over lufthavnene på Stord og i Haugesund på veien. Det vil til enhver tid være maksimalt rundt 50 kilometer mellom disse. 

– Du vil da få mindre påslag på alternativene om du har dem under deg på veien, sier Aks.

– Det er allerede mange daglige flyvninger mellom Bergen og Stavanger. Hvordan kan det være lønnsomt å fly 9 seter på en rute som dette?

– En tidlig innfasing i et kommersielt marked gir god markedsinnsikt, hvor vi ser kundeadferd, som i hvem som velger hva, og hvilken vilje som eksisterer med tanke på tradeoffs på tid, pris og bagasjekapasitet, sier Aks.

Kort sagt; Ulike kunder har ulike preferanser, og det kan godt hende at det finnes kunder som er villige til å betale ekstra for å fly med nullutslipp. Dette tilbudet vil være forsvinnende lite i markedet. Bare fra Bergen til Stavanger er det i dag over 20 direkteflyvninger daglig.

Tror det vil være lett å fylle flyene

Aks tror det vil være lett å få fylt de små elektriske flyene i et slikt marked. Men andre strekninger kan også være godt egnet for elektriske fly, og Aks understreker at Widerøe ikke har konkludert med hvilken strekning de skal fly elektrisk først.

Les også

– Det vil for eksempel også være mulig å fly elektrisk fra Bergen til Florø, men vi må velge hvor vi legger hovedfokus. Det er mye infrastruktur som skal på plass. Vi må fokusere på et område hvor vi har troen på at det er fordelaktig å fase det inn.

Widerøes tidshorisont er å starte kommersielle elektriske flyvninger i 2026 eller 2027. Det vil bli i liten skala, og vil først og fremst være et pilotprosjekt for å bygge kunnskap.

19 seter neste

Når det gjelder større fly har flyselskapet to prosjekter gående. Et samarbeid med Embraer om et 19 seters fly, og et annet samarbeid med Embraer og Rolls-Royce om en regional maskin med kapasitet fra 40–80 passasjerer. Tidshorisonten er henholdsvis 2030 og 2035.

Det innebærer ikke nødvendigvis utelukkende batterielektriske fly. Hydrogen, både til direkte fremdrift gjennom forbrenning og elektrisk fremdrift gjennom brenselceller, er aktuelt. 

Aks sier at Widerøe ønsker å ta rollen som flyselskapet som bidrar til å utvikle en kommersielt bærekraftig forretningsmodell for nullutslipp i luftfarten. Han mener ICCTs rapport viser at ny teknologi gir mange muligheter, men også mange begrensninger. 

– Man kan ikke nødvendigvis dytte ny teknologi inn i en gammel forretningsmodell. Vi må tenke på hvordan vi kan bygge forretnings- og investeringscase som er attraktivt. Det er kjernen i det Widerøe Zero gjør, sier han.

Les også

Les mer om: