Rolls-Royce testuje silnik wodorowy – to pierwszy taki test na świecie

29 listopada 2022

Rolls-Royce przeprowadził udany test zasilania wodorem silnika lotniczego.

Rolls-Royce przeprowadził udany test naziemny silnika wodorowego. To ważny krok na drodze do ograniczenia emisji dwutlenku węgla. Ważny przede wszystkim dlatego, że mowa o silniku przeznaczonym dla branży lotniczej, znacznego emitenta gazów cieplarnianych w transporcie.

Rolls-Royce – znany silnik, nowe paliwo

Test został przeprowadzony w brytyjskim, rządowym ośrodku testowym w Boscombe Town. To pierwszy na świecie, w branży lotniczej, udany przypadek zasilenia spalinowego silnika lotniczego wodorem zamiast węglowodorami. Sama konstrukcja silnika użytego w testach nie jest do końca nowa. Rolls-Royce zmodyfikował istniejący silnik turbośmigłowy AE 2100-A, który jest wykorzystywany jako źródło napędu wielu samolotów, zarówno cywilnych, jak i wojskowych. Najbardziej znaną maszyną korzystającą z tego silnika (oczywiście w wersji zasilanej węglowodorami) jest wojskowy samolot transportowy Lockheed Martin C-130J Hercules. Podczas testu silnik był zasilany zielonym wodorem pozyskanym z elektrolizy wody. Energia do tego procesu pochodziła również ze źródeł zeroemisyjnych: siłowni wiatrowych i z energii pływów w szkockich Orkadach.

Udany test, ale to dopiero początek trudnej drogi

Dekarbonizacja lotnictwa to jedno z największych wyzwań. Udany test silnika turbośmigłowego zasilanego wodorem jest ważnym, ale zaledwie jednym z bardzo wielu kroków na drodze do zeroemisyjnego lotnictwa. Jeszcze wiele lat minie, zanim będzie możliwe zbudowanie dużego zeroemisyjnego samolotu, na miarę największych współczesnych liniowców pasażerskich, zdolnego do transportu towarów czy ludzi na większe odległości.

O swoich planach testowania istniejących silników odrzutowych do spalania wodoru poinformowała również firma Airbus. Planuje ona użyć swojego największego samolotu: Airbusa A380 (to największy pasażerski samolot świata) do przetestowania silników odrzutowych napędzanych wodorem. Nie wątpię, że to się może udać, ale to rodzi szereg kolejnych problemów.

Podstawową barierą są ograniczenia fizyczne. 1 litr ropy naftowej zawiera w sobie ładunek energii wynoszący ok. 10 kWh. Ropa jest nieco lżejsza od wody, zatem 1 kg ropy naftowej to ok. 11 kWh. Wodór jest paliwem bardzo wysokoenergetycznym, bo 1 kg tego gazu zawiera w sobie aż 33 kWh energii. Kłopot jest jednak z jego objętością. To najlżejszy znany nam pierwiastek, nawet w bardzo wysokociśnieniowych zbiornikach, w których gaz ten przechowywany jest pod ciśnieniem 700 barów (takie ciśnienie wymaga energii do podtrzymania), 1 kg wodoru zajmuje aż 27 litrów objętości.

Wodór paliwo przyszłości. W Polsce zaczynają się prace nad rozwojem technologii wodorowej

Duże samoloty na wodór to jeszcze pieśń przyszłości

Zbiorniki Airbusa A380 mieszczą niecałe 300 ton paliwa, które wystarcza temu podniebnemu molochowi na pokonanie transoceanicznej trasy z kompletem pasażerów. Gdyby, czysto hipotetycznie założyć, że samolot ten ma zbiorniki ciśnieniowe zdolne do przechowywania wodoru pod ciśnieniem 700 barów (co jest poważnym i wciąż nierozwiązanym problemem inżynieryjnym), to wciąż przy niezmienionej konstrukcji płatowca byłby problem z zasięgiem (wodoru na transoceaniczny kurs po prostu by nie starczyło), a ewentualne powiększenie tych zbiorników by uzyskać odpowiedni zasięg zaburzyło by całą aerodynamikę samolotu. Warto też pamiętać, że wodór użyty jako paliwo do spalenia, nawet jeżeli jest wodorem „zielonym”, czyli wyprodukowanym z zeroemisyjnej energii w procesie elektrolizy (a nie w najczęściej dziś wykorzystywanym na skalę przemysłową procesie, jakim jest reforming parowy gazu ziemnego), nie jest gazem zupełnie nieszkodliwym. To nie jest tak, że produktem spalenia wodoru jest wyłącznie woda. W silniku spalinowym wodór pali się z powietrzem, a to oznacza również powstanie tlenków azotu, czyli substancji, mówiąc wprost, toksycznych. Droga jest trudna, ale dobrą wiadomością jest przynajmniej to, że próbujemy iść do przodu.