Avioane electrice: cum funcționează, cine le construiește și ce urmează

Aviația este responsabilă pentru aproximativ 2,4% din emisiile globale de CO2, iar sectorul este supus unor presiuni tot mai mari pentru a se schimba. Mașinile electrice există de ceva vreme - dar de ce nu și avioanele? Avioanele electrice nu mai sunt doar un concept: primul avion complet electric cu certificat de tip EASA operează deja în Europa, iar zeci de producători se întrec să lanseze servicii de pasageri electrice până la sfârșitul acestui deceniu. Acest articol explică cum funcționează avioanele electrice, cum arată specificațiile tehnice de astăzi, ce modele zboară deja și la ce se pot aștepta realist pasagerii în anii următori.

Ce este un avion electric?

Un avion electric este o aeronavă propulsată de electricitate, nu de combustibil aviatic convențional. Majoritatea avioanelor electrice utilizează motoare electrice pentru a acționa elicele, alimentate de pachete de baterii stocate la bord.

Există trei tipuri principale:

• Complet electric: alimentat exclusiv de baterii de bord
• Hibrid electric: combină un motor pe baterii cu un motor convențional cu ardere internă
• Hidrogen-electric: utilizează pile de combustibil cu hidrogen pentru a genera electricitate la bord

Fiecare tip implică compromisuri diferite în ceea ce privește autonomia, greutatea și cerințele de infrastructură. Avioanele complet electrice sunt în prezent limitate la operațiuni mai mici, pe distanțe scurte. Configurațiile hibride și hidrogen-electrice sunt considerate calea mai practică spre scala regională și comercială.

Cum funcționează avioanele electrice?

Principiul de bază este similar cu cel al unei mașini electrice. Un pachet de baterii stochează energie electrică, care alimentează unul sau mai multe motoare electrice. Aceste motoare rotesc elicele sau ventilatoarele pentru a genera tracțiune.

Componentele principale ale unui sistem de propulsie electrică:

• Pachet de baterii: stochează energie; litiu-ion este standardul actual
• Motor electric: convertește energia electrică în rotație mecanică
• Controlor de motor: gestionează livrarea de putere, viteza și eficiența
• Sistem de răcire: disipă căldura generată de motor și baterii
• Electronică de putere: convertește și reglează tensiunea între componente

Iată unde se află astăzi principalele aeronave:

Cât combustibil pot economisi avioanele electrice?

Potrivit Airbus, configurațiile hibride pot reduce deja consumul de combustibil cu până la 5% față de un zbor standard. De exemplu, dacă o aeronavă consumă în mod normal aproximativ 2.500 de litri de combustibil pe oră de zbor, o reducere de 5% înseamnă o economie de aproximativ 125 de litri pe oră, consumul scăzând la circa 2.375 de litri.

Există deja avioane electrice în uz comercial?

Da, dar la scară limitată. Iată care este situația reală:

Instruirea piloților și aviația ușoară

Pipistrel Velis Electro este cel mai clar reper de până acum. Fabricat în Slovenia, deține certificatul de tip complet al EASA ca aeronavă complet electrică, precum și certificarea CAA din Marea Britanie. Este utilizat activ pentru instruirea piloților în toată Europa, aprobat pentru operațiuni VFR de zi.

Aceasta îl face prima aeronavă complet electrică cu adevărat operațională comercial în temeiul reglementărilor europene de aviație — nu doar un prototip pe o pistă de testare.

Operațiuni regionale și experimentale

ZeroAvia Dornier 228 este o aeronavă de 19 pasageri convertită pentru a funcționa cu un motor hidrogen-electric. Efectuează zboruri din 2023 și reprezintă unul dintre cele mai concrete exemple de avion electric comercial mic în uz activ. ZeroAvia intenționează să facă disponibil un avion complet electric până la sfârșitul anului 2026 și să introducă o aeronavă de 80 de locuri cu o autonomie de circa 1.125 km până în 2028.

Eviation Alice și-a finalizat primul zbor public în aprilie 2023 — o călătorie de opt minute la circa 1.067 de metri altitudine de la Aeroportul Internațional Grant County din statul Washington. O aeronavă de nouă pasageri cu zero emisii directe, vizând rutele regionale scurte.

Ce nu este încă disponibil comercial

Avioanele mari de pasageri, cele pe care zboară cei mai mulți dintre noi, nu sunt încă electrice. Nicio aeronavă complet electrică nu operează în prezent curse comerciale regulate de pasageri cu mai mult de aproximativ 19 pasageri. Aceasta rămâne un obiectiv pe termen scurt, nu realitatea de astăzi.

Cine construiește avioane electrice?

Mai mulți producători importanți și startup-uri bine finanțate împing aviația electrică înainte, în special în Europa.

Airbus este unul dintre cei mai activi. Demonstratorul său EcoPulse cu propulsie hibridă distribuită a finalizat peste 100 de ore de zboruri de test în 2023 și 2024, dezvoltat în parteneriat cu Daher și Safran, cu sprijinul autorității franceze de aviație civilă (DGAC). Airbus a semnat, de asemenea, un acord de cercetare cu Grupul Renault pentru accelerarea electrificării și un acord separat cu STMicroelectronics privind semiconductorii de nouă generație pentru aeronave hibride și electrice.

Rolls-Royce a stabilit recordul mondial de viteză pentru un avion complet electric în 2021. Spirit of Innovation a atins 555,9 km/h, propulsat de un sistem de propulsie electrică de 400 kW -  o dovadă a ceea ce propulsia electrică poate oferi la capătul performanței spectrului.

Heart Aerospace (Suedia) dezvoltă ES-30, o aeronavă regională hibridă-electrică de 30 de pasageri. Autonomia complet electrică este de 200 km, extinzându-se la 800 km în modul hibrid. Compania a finalizat primul său zbor complet electric în 2025.

Elysian lucrează la E9X: un avion complet electric de 90 de pasageri cu o autonomie de 1.000 km. Un prototip la scară completă este planificat pentru testare până în 2030.

Wright Electric, în parteneriat cu easyJet, dezvoltă un avion de pasageri complet electric cu 186 de locuri și o autonomie de circa 1.287 km. Intrarea în serviciu este vizată pentru aproximativ 2030.

ZeroAvia se concentrează pe propulsia hidrogen-electrică și se numără printre cei mai avansați în domeniul aeronavelor regionale pe termen scurt, cu o foaie de parcurs comercială clară până la sfârșitul anilor 2020.

Care sunt principalele provocări tehnice?

Cea mai mare constrângere care frânează aviația electrică este densitatea energetică a bateriilor.

Combustibilul aviatic stochează aproximativ 43 MJ/kg de energie. Cele mai bune baterii litiu-ion disponibile astăzi stochează circa 0,5–0,9 MJ/kg — o diferență de aproximativ 50 la 1. Bateriile capabile să egaleze combustibilul aviatic pentru o aeronavă mare ar fi extraordinar de grele.

Cercetările Consiliului Internațional pentru Transport Curat (ICCT) o spun direct: o aeronavă regională cu fuselaj îngust ar necesita aproximativ de nouă ori capacitatea de baterii pe care tehnologia actuală o poate oferi. Pentru aeronavele cu fuselaj larg pe rute lungi, această cifră crește la de douăzeci de ori.

Implicațiile practice pentru aviație în prezent:

• Avioanele complet electrice sunt limitate la rute scurte de circa 150–500 km
• Greutatea bateriilor poate reprezenta până la 60% din greutatea totală a unui avion electric pe rutele mai lungi
• Infrastructura de încărcare la aeroporturi lipsește în mare parte și va necesita investiții substanțiale
• Certificarea unei noi aeronave durează de obicei între cinci și șapte ani

Abordările hibride și hidrogen-electrice ajută la reducerea decalajului, dar electrificarea completă a aviației comerciale mari este o perspectivă pe termen lung, nu una iminentă.

Când vor transporta avioanele electrice pasageri în mod comercial?

Pasagerii de pe rutele regionale scurte din Europa sunt cel mai probabil primii care vor zbura cu avioane electrice. Rutele de sub 500 km - precum București–Cluj-Napoca, Timișoara–București sau conexiuni scurte similare - reprezintă ținta principală pentru primele servicii comerciale electrice.

Pe rutele mai lungi, avioanele hibride vor apărea înaintea alternativelor complet electrice. EASA elaborează activ cadre de certificare pentru propulsia hibridă și electrică, iar agenda europeană de decarbonizare a aviației presează producătorii europeni să accelereze.

Taxiurile aeriene urbane (eVTOL) ar putea apărea chiar mai devreme. Aeronavele cu decolare și aterizare verticală sunt mai aproape de piață decât avioanele comerciale cu aripi fixe, destinate călătoriilor scurte intraurbane. Archer Aviation, de exemplu, a primit deja certificarea de navigabilitate FAA pentru aeronava sa eVTOL.

Pentru marea majoritate a aviației comerciale, combustibilul aviatic convențional rămâne deocamdată standardul. Dacă zborul dumneavoastră a sosit cu mai mult de trei ore întârziere, a fost anulat cu mai puțin de 14 zile înainte de plecare sau dacă vi s-a refuzat îmbarcarea, este posibil să aveți dreptul la despăgubire. Verificați eligibilitatea dumneavoastră cu Zbor-Intarziat.ro.

Întrebări frecvente

Există deja avioane comerciale complet electrice în zbor?

Nu pe rute comerciale regulate cu aeronave mari. Pipistrel Velis Electro este singura aeronavă complet electrică cu certificat de tip EASA și este utilizată pentru instruirea piloților. Aeronave mai mici, precum ZeroAvia Dornier 228 (hidrogen-electric, 19 locuri), zboară deja, dar nu pe rute comerciale regulate de pasageri.

Când vor transporta avioanele electrice pasageri pe rute regulate?

Cele mai optimiste calendare indică intrarea în serviciu a unor avioane regionale electrice mici între 2026 și 2030. Avioanele electrice mai mari sunt puțin probabile înainte de mijlocul anilor 2030, în cel mai bun caz. Se așteaptă ca configurațiile hibrid-electrice să apară pe rutele comerciale mai devreme, reducând emisiile pe tipurile de aeronave existente.

Cât de departe pot zbura avioanele electrice?

Avioanele complet electrice actuale au o autonomie practică de circa 150–500 km. Configurațiile hibride și hidrogen-electrice extind semnificativ această distanță - Heart Aerospace ES-30 vizează 800 km în modul hibrid. Electrificarea completă a aviației pe distanțe lungi este la zeci de ani distanță cu tehnologia actuală a bateriilor.

Sunt avioanele electrice certificate în Europa?

Da, la nivelul aeronavelor mici. Pipistrel Velis Electro deține certificatul de tip complet al EASA - primul avion complet electric care a obținut acest lucru - și este, de asemenea, certificat de CAA din Marea Britanie. EASA elaborează cadre de certificare pentru propulsia hibridă și electrică mai puternică, pe măsură ce tehnologia se maturizează.

Sunt avioanele electrice mai silențioase decât cele convenționale?

Da, considerabil. Motoarele electrice produc mult mai puțin zgomot decât motoarele cu reacție sau turbopropulsoarele. Acesta este unul dintre principalele avantaje practice pentru mobilitatea aeriană urbană și ar putea permite aeronavelor să opereze de pe aeroporturi situate în zone mai dens populate sau în ore restricționate în prezent din motive de zgomot