Vliegen we binnenkort op zonne-energie?

De Solar Impulse 2 legde meer dan 40.000 kilometer af met energie van zonnepanelen op de vleugels. ‘Een enorme krachttoer’, vindt luchtvaartingenieur Jon Verbeke (KU Leuven). ‘Maar op de commerciële luchtvaart heeft dit nul impact.’

Het zonnevliegtuig deed meer dan 550 uur over de reis, vliegt niet sneller dan 140 kilometer per uur (en doorgaans veel trager), en heeft enkel de piloot aan boord, in een krappe cabine. Dat staat wel heel ver af van een paar honderd man snel en comfortabel naar de andere kant van de wereld transporteren.

Met de Solar Impulse wouden initiatiefnemers en piloten Bertrand Piccard en André Borschberg vooral alternatieve energie promoten. In een interview met de Pittsburgh Post-Gazette lieten ze in 2013 al optekenen dat ‘zonnevliegtuigen commerciële vluchten op brandstof nooit zullen vervangen.’ De reden daarvoor is dat zonnecellen simpelweg niet snel genoeg een voldoende grote hoeveelheid energie kunnen leveren.

Verbeke ziet wel een toekomst voor onbemande zonnevliegtuigen die lange tijd op grote hoogte blijven. ‘Die zouden kunnen worden gebruikt als goedkoper alternatief voor satellieten, bijvoorbeeld om telecommunicatie mogelijk te maken in afgelegen gebieden.’

Elektrisch vliegen

Als we op commerciële schaal op zonne-energie willen vliegen, dan zal het elektrisch moeten zijn, met de energie opgeslagen in batterijen. Ook dat lijkt niet voor morgen. Grote uitdagingen zijn het opdrijven van het vermogen van elektrische motoren en de opslagcapaciteit van batterijen.

‘Siemens en Airbus hebben recent een elektrische motor ontwikkeld met een werkbare verhouding gewicht-vermogen’, zegt Paul Peeters, hoogleraar Duurzaam Transport en Toerisme aan NHTV Breda. De motor weegt 50 kilogram en levert een vermogen van 260 kilowatt. Proefvluchten met een tweezitsvliegtuig waren een succes. Tegen 2020 willen beide bedrijven hybride motoren ontwikkelen voor een toestel dat honderd passagiers kan vervoeren.

‘De huidige jets vervangen door elektrische toestellen is echter problematisch’, zegt Peeters. ‘Je kan het eenvoudigst elektrisch vliegen met een propellervliegtuig, maar het is onmogelijk dat efficiënt met grote snelheid te doen.’

Het grootste probleem blijft de energieopslag. ‘De energiedichtheid van de huidige accu’s is 50 keer lager dan die van kerosine’, zegt Peeters. ‘Elektrische motoren zijn wel bijna twee keer zo efficiënt, dus dat betekent dat de opslagcapaciteit van een accu nog altijd 20 à 30 keer beter moet. Het is de vraag hoe lang dat nog op zich zal laten wachten. Ik acht een prototype elektrische vijftigzitter voor korte afstand technisch mogelijk rond 2050. Maar dan moet het groter en verder… Dat zie ik niet gebeuren voor het einde van de eeuw.’

‘Een alternatief is vliegen op waterstof in combinatie met een brandstofcel (die de chemische energie uit waterstof omzet in elektrische energie, red.)’, zegt Peeters. ‘Maar de ontwikkelingen in dat domein lijken na de enorme belangstelling in de jaren 1990 niet zo snel meer te gaan.’

Op korte termijn hoeven we volgens Peeters geen spectaculaire reductie van de uitstoot van het vliegverkeer te verwachten. ‘Elke verandering die niet uitgaat van een vloeibare brandstof die bij de huidige motoren past, zal pas over een halve eeuw een significante invloed kunnen hebben.’