Bay bằng pin đặt ra những thách thức lớn về công nghệ nhưng các công ty sẽ thể hiện những nỗ lực hết mình trong năm tới tại California.
Trong năm tới, tại một địa điểm nghiên cứu ở rìa sa mạc Mojave ở California, Nasa sẽ tìm kiếm bước đột phá để chống lại một trong những thách thức khó khăn nhất của cuộc khủng hoảng khí hậu – làm thế nào để loại bỏ ô nhiễm carbon từ hàng không thông qua một thế hệ máy bay điện mới.
Được thúc đẩy bởi nhiệm vụ của Joe Biden nhằm giảm lượng khí thải động cơ đốt trong làm nóng hành tinh của Hoa Kỳ xuống còn bằng 0, Nasa đang kêu gọi các công ty chứng minh những cách cải tiến để cung cấp năng lượng cho máy bay thông qua pin chứ không phải nhiên liệu phản lực, với mục đích dần dần thực hiện các chuyến bay điện cho người Mỹ trong vòng 15 năm tới.
Các cuộc thử nghiệm trình diễn động cơ điện sẽ được giám sát bởi Trung tâm Nghiên cứu Chuyến bay Armstrong của Nasa, nằm ở phía bắc Los Angeles, địa điểm của một số địa danh trước đó như chiếc máy bay phi hành đoàn đầu tiên phá vỡ tốc độ âm thanh.
Những bước đột phá có tầm quan trọng tương tự có thể được thực hiện để giải quyết vấn đề đang gia tăng và chưa được giải quyết, về cách hạn chế các khí đốt của phương tiện làm nóng hành tinh bị tạo ra bởi mớ hỗn độn của các chuyến bay thương mại trên khắp thế giới. Máy bay điện cuối cùng cũng có thể chuẩn bị cất cánh.
“Trước đây có nhiều ý kiến chế giễu ý tưởng của máy bay điện nhưng đó bây giờ không còn là đúng nữa, họ đang rất quan tâm đến việc này,” Jim Heidmann, giám đốc của công nghệ vận tải hàng không tiên tiến tại Trung tâm nghiên cứu Glenn của NASA, nói về hoạt động của cơ sở thử nghiệm máy bay điện gần Cleveland, Ohio.
Nasa đã làm việc với máy bay điện trong thập kỷ qua, vật lộn với các định luật vật lý không phù hợp với việc áp dụng phổ biến tương tự ô tô điện. Hiện tại, để cung cấp năng lượng cho một máy bay phản lực cỡ 737 bằng điện sẽ cần một bộ pin có kích thước bằng chính chiếc máy bay. “Điều đó chỉ là không khả thi, nó sẽ quá nặng để cất cánh chứ chưa nói đến việc bay,” Heidmann nói. “Trọng lượng đối với máy bay quan trọng hơn một chút so với ô tô.”
Một chuyến bay dài, đường bay quốc tế trên một chiếc máy bay lớn có thể phải dựa vào mô hình lai giữa pin và nhiên liệu phản lực, một loại Prius của bầu trời, nhưng những tiến bộ trong công nghệ pin lithium-ion và các thành phần khác cũng đang dẫn đến sự phát triển, máy bay điện điều khiển bằng động cơ đẩy hiện đang ra đời.
Nasa đã tạo ra X-57, một chiếc máy bay điện hai chỗ ngồi thử nghiệm có phạm vi di chuyển mong đợi tới 100 dặm và tốc độ bay 172mph. Công ty tư nhân, trong khi đó, đang để mắt đến các chuyến bay khu vực nhỏ hơn 500 dặm như một bước đầu tiên. Mùa hè năm ngoái, một chiếc Cessna được sửa đổi có thể chở 9 hành khách đã thực hiện chuyến bay thành công trong 30 phút ở bang Washington, một hành trình tiết kiệm chi phí hơn, cũng như sạch sẽ và yên tĩnh hơn so với khi nó chạy bằng nhiên liệu hàng không, AeroTEC và magniX là các công ty đứng sau kỳ tích.
Kevin Noertker, đồng sáng lập của Ampaire, một công ty có trụ sở tại California, vừa được SurfAir mua lại cho biết: “Ban đầu, chúng tôi sẽ sử dụng máy bay chở tối đa 20 người, trong khi công nghệ mà Nasa đang nghiên cứu sẽ mở rộng đến các máy bay có 100 người. Mobility, một công ty hàng không khác, đã chạy thử nghiệm một chiếc máy bay điện sáu chỗ ngồi ở Hawaii và có kế hoạch thử nghiệm công nghệ của mình ở Anh vào cuối năm nay.”
“Đối với hàng không khu vực, máy bay chở khách, đó là điều không cần bàn cãi. Tôi nghĩ rằng vào đầu những năm 2030, chúng tôi sẽ có thể cung cấp những chiếc máy bay điện khí hóa lớn hơn và hiệu suất cao hơn và cho những chiếc máy bay rất lớn, một loại máy bay lai nào đó ”.
Noertker cho biết những cải tiến công nghệ và sự thúc đẩy từ chính quyền Biden sang phương tiện giao thông điện khí hóa là “cực kỳ thú vị”. Ông nói thêm: “Đây là một thời điểm chuyển đổi trong ngành hàng không, đó là một điểm thay đổi,” ông nói.
Nhưng những rào cản đáng kể vẫn còn. Nhiên liệu phản lực vẫn chứa năng lượng hơn nhiều so với pin, có nghĩa là công nghệ này vẫn chưa sẵn sàng để áp dụng phổ biến. Ngoài ra còn có các vấn đề khác – các quy định hàng không không hướng tới máy bay điện, các hãng hàng không sản xuất hàng nghìn chứ không phải hàng triệu chiếc không giống như ngành công nghiệp xe hơi và có một mức độ lo lắng nhất định của công chúng về việc được đưa lên bầu trời bằng công nghệ tiên phong.
Tuy nhiên, các hãng hàng không đang phải chịu áp lực ngày càng lớn trong việc cắt giảm lượng khí thải để giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu, đặc biệt là trong bối cảnh chuyển đổi sang năng lượng sạch đã và đang được thực hiện trong ngành điện và các phương thức vận tải khác. Trước đại dịch Covid-19, gây ảnh hưởng nặng nề đến ngành, các hãng hàng không trên thế giới đã vận chuyển kỷ lục 4,3 tỷ hành khách, với lượng khí thải carbon dioxide tăng vọt 33% trong 6 năm tính đến năm 2019.
Ngành hàng không chiếm khoảng 2% lượng khí thải toàn cầu nhưng tỷ trọng này sẽ tăng lên khi các chuyến bay phục hồi và các ngành khác bắt đầu sử dụng năng lượng tái tạo. Các nhà nghiên cứu đã cảnh báo rằng du lịch bằng đường hàng không có thể tiêu tốn một phần tư “ngân sách carbon” mà thế giới còn lại để tránh nhiệt độ toàn cầu lên hơn 1,5 độ C, thời điểm mà nền văn minh sẽ phải đối mặt với những thảm họa khí hậu cực đoan.
Nhiều hãng hàng không khác nhau đã hứa sẽ cắt giảm lượng khí thải của họ xuống còn 0 vào năm 2050 nhưng không hãng nào có thể cam kết điều này sẽ thông qua việc loại bỏ nhiên liệu máy bay và chuyển sang chạy bằng điện. Các con đường khác đang được xem xét bao gồm nhiên liệu dựa trên hydro, “bù đắp” carbon bằng trồng rừng và các địa điểm giàu carbon khác được bảo vệ hoặc nhiên liệu dựa trên ethanol có nguồn gốc từ vi khuẩn đường ruột được tìm thấy ở thỏ, đã được quảng cáo bởi người sáng lập Virgin Atlantic, Ngài Richard Branson. Sự kết hợp của các cách tiếp cận khác nhau có thể chứng minh con đường phía trước.
Noertker nói: “Nhiều hãng hàng không đang quan sát những gì chúng tôi đang làm và mục tiêu của chúng tôi là đi nhanh nhất có thể để mang lại cho họ những giải pháp đó”.
“Điều này đã thu hút sự chú ý của công chúng – chỉ cần nhìn vào sự gia tăng của các chuyến bay, hoặc Pháp cắt giảm các chuyến bay đường ngắn mà bạn có thể đi tàu thay thế. Hãy gọi tôi là người lạc quan, nhưng thoát ra khỏi đại dịch này, mọi thứ sẽ bị lung lay và ngành công nghiệp sẽ chấp nhận công nghệ này nhiều hơn. Mọi thứ sẽ thay đổi.”
