¿Hay algún concepto serio para la aviación en un mundo post-petróleo?

Answer 1

Los biocombustibles y los combustibles sintéticos (producidos a partir de carbón o gas natural) son perfectamente viables para su uso en aviones. Se han realizado muchos vuelos de demostración. (ver: biocombustible de aviación) El ejército de EE. UU. ha estado satisfecho con el rendimiento de las mezclas 50/50 de biocombustible y combustible convencional, pero cuesta mucho más que el combustible convencional basado en petróleo.

No hay ninguna razón técnica por la que no podamos reemplazar el aceite para todas las aplicaciones. Puede sintetizar todos los componentes del petróleo crudo en un laboratorio, simplemente sería un costo idiota. Incluso a los precios de hoy, el petróleo crudo es ridículamente barato si se considera lo que nos permite hacer. El petróleo es más barato que el agua embotellada, por el amor de Dios. Un galón de agua y dos libras de arroz permitirán que una persona camine 25 millas en un día, pero un galón de gasolina moverá dos toneladas de acero 25 millas en veinte minutos. El desafío de reemplazar el aceite es que el aceite es absolutamente increíble en lo que hace.

A medida que el petróleo se vuelve más escaso, se volverá más costoso, y eso eventualmente impulsará la adopción masiva de opciones de transportadores de energía alternativa. Hay muchas alternativas; Sólo que todo tipo de chupar. Cada sistema de infraestructura importante causa sus propios problemas únicos, pero aún no podemos saber qué problemas surgirán del reemplazo del petróleo. Los biocombustibles requieren grandes cantidades de tierra para dedicarse a la producción de energía. Los vehículos eléctricos basados ​​en baterías requieren una red de “repostaje” radicalmente diferente a la que tenemos hoy, junto con problemas de densidad de energía. El hidrógeno requiere una metalurgia especial (costosa) para los sistemas de combustible, además de tener todo ese “problema de Hindenburg”.

O tal vez inventemos algo más. No soy optimista, ya que la física del aprovechamiento de la energía se entiende tan bien, pero una cosa que nunca debes hacer es apostar contra el ingenio humano cuando hay dinero en juego.

Answer 2

Hay varias alternativas serias. El problema es que ninguno está realmente listo para el prime time.

Ryan mencionó los biocombustibles. Estos son probablemente los más propensos a ser utilizados en el futuro cercano. Proporcionan densidades de energía similares al combustible de avión tradicional. Además, la mayoría de los motores a reacción requieren poca o ninguna conversión para su uso. Los biocombustibles tienen varios inconvenientes, como el alto costo, que aún liberan hidrocarburos y el hecho de que en algunos casos (no todos), usted está “quemando alimentos”.

En una línea similar a los biocombustibles están los diversos métodos para crear combustible líquido a partir de combustible gaseoso. Los combustibles de gas a líquido son muy prometedores. Se estima que los EE. UU. Tienen un suministro de 100 años de productos de gas natural que pueden usarse para crear combustibles de aviación. Los combustibles GTL reducen las emisiones y el ruido en comparación con los combustibles para reactores a base de queroseno. Para obtener más información e historial, busque en Google el proceso Fischer-Tropsch (FT).

Los aviones que queman hidrógeno fueron traídos por Joseph y LNG por Jackson. Si bien son buenos en teoría, hay muchos aspectos negativos que deben considerarse antes de construir un avión propulsado por hidrógeno. Primero, para obtener la misma cantidad de energía del hidrógeno que el queroseno, necesita 4 veces el volumen. Esto aumenta considerablemente el área mojada de un avión y, por lo tanto, arrastra. Esto puede (posiblemente) compensarse mediante el uso de un fuselaje no tradicional (ala voladora?) O el hecho de que el hidrógeno pesa 1/3 tanto como el queroseno para proporcionar la misma energía. El hidrógeno también tiene preocupaciones de choque asociadas con él. El hidrógeno es inflamable y explosivo. Los conceptos propuestos tienen los tanques cerca del compartimiento de pasajeros, lo que sería extremadamente peligroso en un choque. Finalmente, el hidrógeno sufre de “ebullición” Un avión debería llenarse inmediatamente antes del vuelo, lo que podría aumentar el tiempo de giro. La condensación de agua también podría entrar en el sistema de combustible y congelar las líneas. El GNL tiene problemas similares al hidrógeno líquido, pero es la mitad de voluminoso para la misma energía.

La propulsión eléctrica es un campo prometedor. Los motores eléctricos pueden tener una eficiencia del 90% en comparación con el 20% de los motores de gasolina. Obviamente, el almacenamiento de poder es la principal preocupación. El aumento de la densidad de la batería, la potencia de transmisión o una celda de combustible de hidrógeno podrían ayudar. Además, la energía eléctrica no se beneficia al aumentar el alcance, ya que el combustible se quema y el avión se vuelve más liviano. Actualmente, hay varios aviones experimentales de GA con motores eléctricos. Las celdas solares en las alas podrían recargar las baterías (en el suelo, no proporcionarían suficiente energía para las operaciones en vuelo a menos que las alas fueran muy grandes – buen impulso solar).

Toda mi información proviene de Aircraft Design: A Conceptual Approach, 5ª ed. por Daniel P. Raymer

Answer 3

Francamente, el problema no es el petróleo … NO ESTAMOS SALIDOS DEL PETRÓLEO … estamos encontrando cada vez más recursos petroleros día a día … pero es un debate diferente por qué se está volviendo más y más caro … presión política, etc.

El problema es la emisión y ahorrar al elevar los costos del petróleo (costos operacionales).

Así que pensemos en ahorrar que en buscar otro recurso.

En mi opinión, la elección ideal sería recursos no basados ​​en fósiles. Solar / eléctrico. No soy un gran fanático de los biocombustibles, como mencionó Ryan, necesita algunos recursos, infraestructura para generar y mantener. Tenemos que pensar a largo plazo. No puede arruinar el medio ambiente más ..

Entonces, para responder a esto, ha habido algunas iniciativas importantes en todo el mundo.

1. La NASA está liderando un esfuerzo a través de sus conceptos avanzados como el diseño de ala híbrida, doble burbuja y alta relación de ración de aspecto. El objetivo es reducir las emisiones, el ruido y el consumo de combustible en un 70% con respecto a los niveles de referencia de 2008. Para el 2030.
2. El desafío de los aviones de Google Cafe Green General 2011 proporcionó algunas pruebas de ello. Los aviones eléctricos e híbridos pueden hacerse realidad y altamente eficientes.
3. Aviones híbridos: para operaciones a gran escala. La tecnología de la batería no es tan avanzada como para proporcionar tanta energía para despegar como el combustible convencional. Así que los aviones híbridos son una buena solución. Tanto Boeing como Airbus están trabajando en ello.

Aquí está el enlace a uno de los conceptos de EADS AIRBUS. eConcept – El avión híbrido eléctrico de EADS

4. También podemos ahorrar mucho cambiando la forma en que operamos el avión de una manera más eficiente. Pasar de operaciones ineficientes basadas en radares a operaciones satelitales – trayectoria. Programas de NextGen y Sesar.

Answer 4

El biocombustible de aviación es mucho más caro que el combustible para reactores a base de petróleo, pero podría ser competitivo en precios para 2020 si los precios de los biocombustibles siguen bajando en relación con los precios del petróleo. Hay biocombustibles que funcionan con motores e infraestructura de aviones existentes.