ขณะนี้ “แอร์บัส” กำลังอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาระบบส่งกำลังไฟฟ้าระดับเมกะวัตต์ที่ใช้งานได้เต็มรูปแบบ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยไฮโดรเจนเหลวแช่แข็งที่ถูกจัดเก็บในระบบภาวะเย็นยิ่งยวด และจะทดสอบในเที่ยวบินภายในปี 2026 ก่อนเครื่องบินโดยสารที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์อย่างเต็มรูปแบบจะมีแผนให้บริการภายในปี 2035 ซึ่งความเคลื่อนไหวสำคัญในครั้งนี้ คือส่วนหนึ่งของนโยบายการใช้เชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน (SAF) ของแอร์บัส
ระบบส่งกำลังที่ล้ำสมัยนี้ ถูกกำหนดให้ห่อหุ้มไว้ในพ็อดแล้วห้อยไว้ใต้ปีกเครื่องบิน ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นกังหันลมหรือใบพัดขนาดใหญ่ แต่ละพ็อดจะมีถังไฮโดรเจนเหลวของตัวเองอยู่ข้างใน รวมถึงอุปกรณ์ทำความเย็นเพื่อให้เชื้อเพลิงนี้อยู่ภายใต้จุดเดือดที่เย็นจัดมากที่ -253 °C แต่ละพ็อดจะมีสแต็กเซลล์เชื้อเพลิงของตัวเองเพื่อเปลี่ยนก๊าซไฮโดรเจนเป็นไฟฟ้า และมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนใบพัดหรือเครื่องบินไอพ่นไฟฟ้า
แอร์บัสกล่าวว่าการใช้ระบบเชื้อเพลิงพลังงานสีเขียวและระบบส่งกำลังทั้งหมดนี้ทำให้แอร์บัสสามารถเพิ่มพื้นที่ว่างในลำตัวสำหรับสินค้าและผู้โดยสารได้มากขึ้น และมีแผนที่จะทำให้เครื่องบินสามารถถอดออกได้ เพื่อให้เครื่องบินสามารถลอยอยู่ในอากาศได้ง่ายๆ เพียงแค่เปลี่ยนพ็อดทั้งหมดเพื่อการบำรุงรักษาและภารกิจอื่นๆ ในทำนองเดียวกัน
“เซลล์เชื้อเพลิงจากไฮโดรเจนเหลวเป็นโซลูชันที่มีศักยภาพที่จะช่วยให้เราบรรลุเป้าหมายในการลดการปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ และเรามุ่งเน้นการพัฒนาและทดสอบเทคโนโลยีนี้เพื่อทำความเข้าใจว่ามันมีความเป็นไปได้หรือไม่สำหรับการให้บริการเครื่องบินที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ภายในปี 2035” Glenn Llewellyn รองประธานฝ่ายอากาศยานไร้มลพิษของแอร์บัสกล่าว
“หากบรรลุเป้าหมาย เทคโนโลยีเครื่องยนต์เซลล์เชื้อเพลิงสะอาดชนิดนี้อาจให้พลังงานแก่เครื่องบินโดยสารหนึ่งร้อยลำที่มีพิสัยทำการประมาณ 1,000 ไมล์ทะเล อีกทั้งการลงทุนอย่างต่อเนื่องในเทคโนโลยีนี้จะทำให้เรามีตัวเลือกเพิ่มเติม เพื่อประกอบการตัดสินใจของเราเกี่ยวกับสถาปัตยกรรมของเครื่องบินไร้มลพิษ (ZEROe) ในอนาคต”
แอร์บัสระบุว่าไฮโดรเจนเหลวเป็นหนึ่งในทางเลือกที่มีแนวโน้มเป็นไปได้มากที่สุดในการนำไปใช้เป็นพลังงานของเครื่องบินที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ เนื่องจากไม่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เมื่อผลิตจากพลังงานหมุนเวียน โดยมีน้ำเป็นผลพลอยได้ที่สำคัญที่สุด
ทั้งนี้ ไฮโดรเจนเหลวสามารถใช้เป็นแหล่งพลังงานในการขับเคลื่อนเครื่องบินได้ 2 วิธี วิธีแรกผ่านการเผาไหม้ไฮโดรเจนในกังหันก๊าซ อีกวิธีโดยใช้เซลล์เชื้อเพลิงเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นไฟฟ้าเพื่อขับเคลื่อนเครื่องยนต์ใบพัด ขณะที่กังหันก๊าซไฮโดรเจนยังสามารถใช้ร่วมกับเซลล์เชื้อเพลิงแทนแบตเตอรี่ในสถาปัตยกรรมเครื่องยนต์เครื่องบินแบบไฮบริด-ไฟฟ้าได้ด้วย
นอกจากนี้ จุดเด่นของเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อวางซ้อนกัน จะเพิ่มกำลังขับเพื่อให้สามารถปรับขยายประสิทธิภาพการบินได้ นอกจากนี้ เครื่องยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนยังปล่อยก๊าซไนโตรเจนออกไซด์เป็นศูนย์ จึงให้ประโยชน์เพิ่มเติมในการลดคาร์บอน
ก่อนหน้านี้ แอร์บัสได้สำรวจความเป็นไปได้ของระบบขับเคลื่อนเซลล์เชื้อเพลิงสำหรับการบินมาระยะหนึ่งแล้ว เพื่อขับเคลื่อนสู่นโยบายการใช้เชื้อเพลิงการบินที่ยั่งยืน (SAF) โดยในเดือนตุลาคม 2020 แอร์บัสได้ก่อตั้ง Aerostack บริษัทร่วมทุนกับ ElringKlinger ซึ่งเป็นบริษัทที่มีประสบการณ์มากกว่า 20 ปี ในฐานะทั้งผู้จัดหาระบบเซลล์เชื้อเพลิงและส่วนประกอบยานยนต์ จากนั้นในเดือนธันวาคมปีเดียวกัน แอร์บัสนำเสนอแนวคิดการติดตั้งเครื่องยนต์ไร้มลพิษแบบพ็อดซึ่งรวมถึงระบบขับเคลื่อนใบพัดเซลล์เชื้อเพลิงแบบถอดได้
สำหรับเหตุผลที่เลือกดำเนินการในเครื่องบินโดยสารขนาดใหญ่อย่าง A380 นั้น Mathias Andriamisaina หัวหน้าฝ่ายสาธิต ZEROe และการทดสอบของแอร์บัสบอกว่า “ในแง่ของอากาศพลศาสตร์ (สาขาของวิชาพลศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับการศึกษาการเคลื่อนที่ของอากาศ) A380 เป็นเครื่องบินที่เสถียรมาก ดังนั้นพ็อดที่ติดกับส่วนท้ายของลำตัวเครื่องบินจึงไม่เป็นปัญหามากนัก นอกจากนี้ กระแสลมจากพ็อดและใบพัดไม่ส่งผลกระทบต่อกระแสลมเหนือพื้นผิวส่วนหางของ A380”
โดยการรักษาระบบเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลวแบบแช่แข็งในสภาพแวดล้อมที่ไม่มีแรงดัน เป็นการทดสอบที่ดีขึ้นสำหรับการออกแบบขั้นสุดท้ายที่จะเก็บเชื้อเพลิงชนิดนี้ไว้ในพ็อด ซึ่งแยกเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลวออกจากห้องโดยสาร และช่วยให้สามารถระบายไฮโดรเจนเหลวได้ ด้วยการปล่อยก๊าซนี้ออกสู่อากาศโดยรอบโดยตรงผ่านท่อระบายฉุกเฉินหากจำเป็น
แน่นอนว่าเป้าหมายสุดท้ายคือการสร้างเครื่องบินโดยสารที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ซึ่งสามารถบรรทุกพลังงานได้มากพอที่จะบินในเส้นทางเดียวกับที่นกยักษ์เหล่านี้ใช้เชื้อเพลิงน้ำมันเครื่องบินไอพ่นเพื่อการพาณิชย์ Jet-A เพราะหากจะมุ่งหน้าไปยังพลังงานไฟฟ้า แบตเตอรี่ก็หนักและเทอะทะเกินกว่าจะบรรทุกพลังงานได้เพียงพอสำหรับเที่ยวบินระยะไกล แต่ระบบก๊าซไฮโดรเจนมีข้อได้เปรียบมากกว่า เพราะในขณะที่ให้ระยะทางที่ไกลกว่าระบบแบตเตอรี่มาก ยังสามารถบรรทุกพลังงานได้เพียงพอ จึงถือเป็นการเปิดประตูสู่การบินแบบปลอดคาร์บอนอย่างแท้จริง
กระนั้น แม้จะเป็นเทคโนโลยีล้ำสมัยที่ดัดแปลงมาจากโครงการอวกาศ และจำเป็นต้องได้รับการทดสอบอย่างถี่ถ้วนก่อนที่จะนำไปใช้อย่างแพร่หลาย โดยหนึ่งในความพยายามอย่างแรงกล้าในภารกิจนี้ของแอร์บัสคือความร่วมมือกับ ArianeGroup ในการออกแบบและสร้างโรงเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลวแห่งแรกของโลกสำหรับเครื่องบินที่ปล่อยมลพิษเป็นศูนย์ ซึ่งมีแผนจะปฏิบัติการที่ท่าอากาศยานตูลูช-บลานัค ประเทศฝรั่งเศส ภายในปี 2025
ทั้งนี้ แอร์บัสส่งมอบเครื่องบิน 611 ลำให้กับลูกค้าทั่วโลกในปี 2021 ตัวเลขนี้ทำให้แอร์บัสแซงหน้าคู่แข่งที่ใกล้เคียงที่สุดอย่างโบอิ้ง ซึ่งส่งมอบเพียง 157 ลำ ในปี 2020 โดยรายได้ทั่วโลกของแอร์บัส กรุ๊ป อยู่ที่ประมาณ 52.1 พันล้านยูโร ในปีงบประมาณ 2021
แหล่งข้อมูล
https://www.salika.co/2022/12/05/airbus-gears-up-to-liquid-hydrogen-net-zero-plane/