Ny rapport: Elfly er ikke løsningen på luftfartens utslippsproblemer

Utviklingen av litium-ion-batteriet de siste tiårene har ført til et betydelig antall elektriske biler, busser og lastebiler på veiene. Myndighetene har støttet dette på mange ulike måter, siden det fører til reduserte utslipp fra transportsektoren – en av de vanskeligste utfordringene på veien mot målet om netto nullutslipp.

Det er også håp om at batteriteknologien vil redusere utslippene fra flytrafikken. Infrastrukturminister i Sverige, Andreas Carlson, understreket på konferansen Transportforum i januar at det ikke er noen grunn til å skamme seg over å fly, blant annet fordi elflyene er på vei. Nylig gjentok han mye av det samme i et debattinnlegg i Aftonbladet.

– Vanskelig å nå målene

Men batteridrevne fly kan ikke kutte utslippene fra nordisk luftfart i betydelig grad, ifølge et forskningsprosjekt utført av Saab, Chalmers, GKN Aerospace og Linköpings universitet. Forskningen er finansiert av den svenske Energimyndigheten.

– Utviklingen tar lengre tid enn man tror. Jeg er litt mindre optimistisk enn andre og tror at målene for 2030 og 2045 er vanskelige å nå i et helhetsperspektiv, sier Christopher Jouannet, sjefingeniør innen konseptuell flydesign hos Saab og dosent ved Linköpings universitet.

Forskerne har kombinert data om hvordan vi flyr i dag, prognoser for hvordan vi vil fly i fremtiden og antagelser om hvordan ulike fossilfrie teknologier vil utvikle seg: batterier, brenselceller, biodrivstoff og hydrogen. Hybridvarianter er ikke inkludert.

Jouannet er spesielt tydelig på ett punkt: Hvis luftfarten skal bli fossilfri innen 2045, må vi basere oss på teknologi som er moden mange år før det, siden hele flåten må skiftes ut. Det tar fem til syv år å utvikle og sertifisere en ny flymodell – forutsatt at all teknologi er tilgjengelig.

– Teknologinivået vi har valgt, er derfor noe som kan være tilgjengelig i 2030, ikke senere, sier han.

Batterier, hydrogen og biodrivstoff

I rapporten er det identifisert en rekke ulike flytyper med ulik passasjerkapasitet og ulike typer drivlinjer. Det største flyet drevet av batteri, har plass til 34 passasjerer, det største med brenselcelle har plass til 76, og så videre.

To ulike modeller og flere ulike scenarioer ble undersøkt med sikte på å erstatte så mange konvensjonelle flyvninger som mulig med fly drevet av henholdsvis batteri, brenselceller, hydrogen og biodrivstoff.

– Et elfly med plass til 34 passasjerer er nyttig, men i Sverige er ikke fordelen så stor fordi vi har ganske få lange ruter, sier Christopher Jouannet.

Hydrogen er mer energitett enn batterier og gjør det mulig for flere passasjerer å fly lengre distanser. De kan utføre en betydelig andel av flyvningene.

Han understreker at modellene har begrensninger og mangler. De har for eksempel ikke forsøkt å optimalisere et nettverk bestående av flere kortere flyvninger fra strategisk plasserte knutepunkter, noe som kunne ha kompensert for elflyenes begrensede rekkevidde.

Forskerne har heller ikke tatt hensyn til lønnsomhet, men kun forsøkt å dekke den forventede etterspørselen.

440 Wh/kg?

De er også relativt optimistiske når det gjelder utviklingen av teknologi. Brenselcellefly med plass til 76 passasjerer finnes for eksempel ikke ennå. Og for batterifly har de antatt en energitetthet på 440 Wh/kg for hele batteripakken (tilsvarende 650–700 Wh/kg på cellenivå).

– Dette er mer enn dobbelt så bra som det beste vi har i dag. Likevel ser vi ikke den store fordelen med elektriske fly i den formen vi har modellert, sier Christopher Jouannet.

Rapporten ble presentert på konferansen Transport Forum i januar. En av tilhørerne i salen, fra Sveriges Kommuner och Landsting (SKR), hadde delvis innvendinger mot utformingen av konklusjonene og sa at SKR ser elfly som en mulighet for regionstrafikk – som flyvende kollektivtransport.

– Da er spørsmålet mitt om det er behov for det og lønnsomhet i det? Hvis noen kan demonstrere dette, vil jeg gjerne revurdere konklusjonene mine, svarte Jouannet.

Han la til at Norge er et land der mange flyr korte avstander. Mellom Oslo og Bergen går det for eksempel 19 fly hver dag i hver retning, de fleste med rundt 180 passasjerer.

– Passasjerantallet er så høyt at det ikke kan erstattes av mindre elektriske fly. For Oslo-Bergen ville det bety et elektrisk fly med 34 passasjerer hvert 7,5 minutt. Den erstatningen kommer ikke til å skje med mindre flyene blir større, sa han.

Batterifly er en nisjeteknologi

Forskere fra KTH, Mittuniversitetet og Chalmers kom til lignende konklusjoner i en vitenskapelig artikkel publisert i 2021. De beskrev batterifly som en nisjeteknologi for de korteste avstandene. De tre hovedkandidatene for å redusere klimapåvirkningen fra langdistanseflyvninger innen 2060 er i stedet biodrivstoff, elektrodrivstoff og hydrogen. En viktig faktor er også at vi må fly mindre. For svenskenes del konkluderer forskerne med at vi må fly 38–59 prosent mindre enn i 2017 for å nå klimamålene.

Det Göteborg-baserte oppstartsselskapet Heart Aerospace utviklet først et batterifly med plass til 19 passasjerer. Men da Saab gikk inn som investor i 2022, gikk selskapet over til et hybridfly (batterier og gassturbin) med plass til 30. Rekkevidden er 20 mil på strøm og 40 mil hvis gassturbinen også inkluderes. Muligheten for en reservetank er viktig for å oppfylle sertifiseringskravene.

Ettersom Hearts-flyet er et hybridfly, er det ikke inkludert i prosjektet Christopher Jouannet har vært involvert i. I tillegg ønsket ikke forskerne å ta hensyn til pågående prosjekter rundt om i verden på grunn av manglende åpenhet. De har derfor utviklet sine egne modeller.

– Jeg prøver å holde meg til det jeg forstår og det vi vet i dag når det gjelder teknologi. Det er rene ingeniørberegninger i bakgrunnen, sier han.

– Tror du publikum har misforstått fordelene med elektrisk luftfart?

– Det kommer an på hvilken tidshorisont vi snakker om. Jeg tror det har vært en overdreven optimisme med hensyn til hvor raskt omstillingen av luftfartssektoren kan gå. Man har trukket for mange konklusjoner fra omstillingen i bilsektoren. Men på lang sikt håper jeg at elektrisk luftfart vil få større innvirkning – hvis batteriutviklingen forbedres radikalt med en faktor på tre eller mer, sier Jouannet.

Elysian EX9

Han trekker frem det nederlandske oppstartsselskapet Elysians nylig offentliggjorte planer om et hybridfly med plass til 90 passasjerer av typen EX9 med en elektrisk rekkevidde på 80 mil, der en gassturbin skal sørge for reservemargin på samme måte som Heart. Målet er å gjennomføre den første flyvningen i 2033.

– Men den eneste som har fløyet elektrisk så langt, er Elise Aviation. Dagen etter deres første flyvning halverte de den planlagte rekkevidden. Siden da har det vært ganske stille, sier Christopher Jouannet.

Jouannet påpeker at utvikling og oppskalering av fly tar tid. Det har tatt Airbus 25 år å komme opp i en produksjonstakt på 50–60 fly i måneden for A320. Det betyr at det også vil ta tid å skifte ut flåten. Og han har forståelse for at politikerne ønsker å fremme elfly som en løsning på flykrisen.

– Vi får håpe at jeg tar feil, at det er mulig å få til en endring. Da må jeg stå der og skamme meg. Og det ville være helt i orden. Det ville i så fall være en god feil, sier han.

Artikkelen ble først publisert på Ny Teknik for deres abonnenter. Den er tilgjengelig på norsk for abonnenter av Ekstra gjennom vår samarbeidsavtale.