(Bloomberg, 10 november 2023) – Sinds de gebroeders Wright in 1903 het vliegtuig uitvonden, is één aspect van hoe we vliegen niet veranderd. Afgezien van het evoluerende vliegtuigontwerp en verbeterde motoren hebben bijna alle moderne vliegtuigen één ding gemeen: ze worden aangedreven door brandstoffen.
Dat kan echter veranderen. Net zoals elektrische auto’s een revolutie teweeg hebben gebracht in het autorijden, wil een groeiende groep startups het luchtvervoer elektrificeren.
Neem nu Beta Technologies. Vorige maand vloog het bedrijf met een vliegtuig op batterijen – ontworpen met vaste vleugels en mogelijkheden om verticaal op te stijgen en te landen – van het hoofdkwartier in Vermont naar Eglin Air Force Base in Florida.
De reis bedroeg in totaal 2780 kilometer en markeerde de eerste productlevering van het bedrijf aan de Amerikaanse luchtmacht, die de eerste machine van Beta onder druk zal testen.
Joby Aviation, met het hoofdkantoor in Santa Cruz, Californië, leverde in september een van zijn eigen volledig elektrische luchttaxi’s aan Edwards Air Force Base; elke taxi kan een piloot en vier passagiers vervoeren.
Ondertussen voerde het in Arlington, Washington gevestigde Eviation Aircraft vorig jaar een testvlucht uit met een negenpersoons forenzenvliegtuig dat het Alice noemt. Het bedrijf zei dat het eind 2022 bijna 300 orders voor Alice-vliegtuigen had ontvangen, voor een totaalbedrag van meer dan 2 miljard dollar.
Nu de luchtvaartindustrie onder druk staat om koolstofvrij te worden, zullen er steeds meer elektrische alternatieven komen.
Volgens BloombergNEF zijn er nu minstens 60 bedrijven betrokken bij het onderzoek naar en de ontwikkeling van elektrische vliegtuigen met vaste vleugels. Adviesbureau Roland Berger schat dat er wereldwijd 100 elektrische luchtvaartprogramma’s in ontwikkeling zijn.
Maar er zijn nog steeds grote hindernissen voordat de technologie mainstream kan gaan, waaronder beperkingen van de batterij, hoge prijzen en goedkeuring door de regelgevende instanties.
Hoewel regelgevende instanties beginnen met het afgeven van voorlopige goedkeuringen – meer dan 30 landen hebben groen licht gegeven voor een tweezits elektrisch vliegtuig van de Sloveense startup Pipistrel voor gebruik in pilotentraining – bevinden de meeste projecten zich nog in de testfase.
Dit is wat je moet weten over een nieuwe generatie vliegtuigen.
Moderne vliegreizen zijn vervuilend. Volgens het Internationaal Energieagentschap is de wereldwijde luchtvaartindustrie verantwoordelijk voor ongeveer 800 miljoen ton CO2-uitstoot per jaar. Dat is evenveel als de jaarlijkse uitstoot van Duitsland.
De CO2-voetafdruk van de industrie zal naar verwachting groeien naarmate de vraag naar vliegreizen stijgt: De Internationale Burgerluchtvaartorganisatie, gesteund door de Verenigde Naties, voorspelde meer dan een verdubbeling van de luchtvaartemissies alleen al voor internationale vluchten tussen 2015 en 2050.
Om de klimaatschade van de luchtvaart te beperken, zoekt de sector naar oplossingen zoals biobrandstoffen op basis van maïsethanol en vliegtuigen die op waterstof vliegen. Maar de aanvoer van schonere vliegtuigbrandstoffen heeft zijn eigen knelpunten, waardoor elektrische vliegtuigen een potentiële groeimarkt vormen.
Naast tientallen startups investeren veel luchtvaartmaatschappijen, van United Airlines in de VS tot Virgin Atlantic in het VK en Japan Airlines, in elektrische luchtvaart. Sommigen hebben ook beloofd om elektrische vliegtuigen toe te voegen aan hun commerciële vloot, zolang deze voertuigen voldoen aan de veiligheids- en operationele normen.
Wereldwijd zal de markt voor elektrische vliegtuigen volgens marktonderzoeksbureau MarketsandMarkets tegen 2030 37,2 miljard dollar bedragen, meer dan een verviervoudiging van de geschatte 8,8 miljard dollar in 2022.
Aangetrokken door die vooruitzichten betreden zowel startups als grote fabrikanten de markt. Airbus SE, ‘s werelds grootste vliegtuigbouwer, begon zijn elektrificatiereis in 2010 met een viermotorig aerobatic vliegtuig.
Sindsdien heeft het verschillende andere modellen ontwikkeld. Startups zoals Heart Aerospace in Zweden, XPeng Motors in China en Regent Craft in de VS hebben ook elektrische prototypes ontwikkeld.
Een vliegtuig aandrijven met oplaadbare batterijen vereist geen enorme infrastructuurupgrades, zegt Rayyan Islam, medeoprichter bij 8090 Industries, een durfkapitaalbedrijf dat koolstofarme luchtvaartprojecten financiert. Dat maakt het een aantrekkelijke optie voor luchtvaartmaatschappijen.
Elektrische vliegtuigen zijn ook stiller dan hun neven en nichten met verbrandingsmotor.
Maar het gewicht en de energiecapaciteit van de huidige generatie batterijen betekenen dat elektrische vliegtuigen alleen ‘laaghangend fruit’ zijn voor korteafstandsreizen, zegt Islam. Bestaande batterijtechnologie kan tegen een redelijke prijs “concurreren met de status quo” voor vliegroutes onder de 483 kilometer, zegt hij.
De sector omvat zowel vliegtuigen die alleen door batterijen worden aangedreven als vliegtuigen die op hybride-elektrische aandrijving werken. Een startup die werkt aan hybride oplossingen is Ampaire Inc., een bedrijf uit de omgeving van Los Angeles dat een klein Cessna-vliegtuig heeft omgebouwd tot een hybride model.
Door dit te doen verminderde de uitstoot met 70%, volgens de berekeningen van Ampaire. Het bedrijf hoopt ergens volgend jaar goedkeuring te krijgen voor commerciële vluchten in de VS.
Sommige luchtvaartmaatschappijen hebben ook streefdata vastgesteld voor elektrische passagiersvluchten. In juni kondigde United Airlines aan dat reizigers vanuit het San Francisco Bay-gebied in 2026 gebruik kunnen maken van een volledig elektrische luchttaxidienst.
Air Canada is van plan om vanaf 2028 elektrische luchtvaart aan te bieden aan binnenlandse klanten en heeft 30 elektrische vliegtuigen van Heart Aerospace gekocht die met één keer opladen 200 kilometer kunnen vliegen.
Op dit moment richten bijna alle elektrische vliegtuigen die bijna operationeel zijn zich op korteafstandsvluchten. Velen richten zich op stedelijke luchttaxi- of pendeldiensten die meestal heen en weer vliegen tussen regionale hubs zoals San Francisco en Los Angeles of Boston en New York City.
Op dit moment is elektrisch vliegen meer een idee in ontwikkeling dan een realiteit voor elke reiziger. Om die kloof te overbruggen, zullen bedrijven in de sector hindernissen op het gebied van regelgeving, technologie en (uiteindelijk) de prijs moeten overwinnen.
Voordat klanten voet kunnen zetten in een elektrisch vliegtuig buiten een testomgeving, moeten regelgevende instanties hun zegen geven. In de VS heeft de Federal Aviation Administration (FAA) onlangs stappen gezet om de commerciële lancering van elektrische vliegtuigen op ten minste één locatie tegen 2028 veilig te laten verlopen.
Er zijn ook speciale certificaten afgegeven voor bedrijven om prototypes te testen, maar het verkrijgen van een certificaat blijft een tijdrovend en kapitaalintensief proces.
Sommige startups, waaronder Ampaire en Regent Craft, zoeken naar manieren om dat obstakel te omzeilen. Door een gecertificeerd conventioneel vliegtuig om te bouwen tot een elektrisch-hybride vliegtuig, kon Ampaire een snellere certificering aanvragen.
Regent heeft ook gelobbyd tegen het feit dat de FAA de leiding neemt over een commerciële goedkeuringsbeslissing voor haar 12-persoons elektrische watervliegtuigen, met als argument dat vaartuigen op zee traditioneel onder toezicht staan van de US Coast Guard.
Ingenieurs werken nog steeds aan de chemische samenstelling van krachtigere batterijen die zware vliegtuigen over voldoende afstand kunnen voortbewegen om een deuk te maken in het commerciële luchtverkeer.
Het elimineren van CO2-vervuiling van elke forensenvlucht, regionale vlucht en korteafstandsvlucht zou de impact van de luchtvaart op het klimaat met slechts een kwart verminderen. De middellange- en langeafstandsluchtvaart (vluchten van meer dan twee uur) is verantwoordelijk voor ongeveer 73% van de luchtvaartemissies.
Krachtiger vliegtuigbatterijen kunnen tegen hun eigen uitdagingen aanlopen. Naarmate de vraag naar elektrische voertuigen wereldwijd toeneemt, wordt de concurrentie om de levering van lithiumbatterijen en de grondstoffen voor de productie ervan steeds heviger.
In de afgelopen jaren hebben autofabrikanten gevochten tegen zowel hoge prijzen als aanhoudende tekorten. Nu bedrijven in de elektrische luchtvaart de productie proberen op te voeren, kunnen de knelpunten nog groter worden, zegt Islam.
Voor bedrijven die vliegtuigen kopen of maken is het nog maar de vraag of het rendabel is om elektrisch te gaan vliegen. Weinig fabrikanten van elektrische vliegtuigen hebben hun prijzen bekendgemaakt en geen enkele luchtvaartmaatschappij heeft publiekelijk gesproken over de vraag of elektrische vliegtuigen een meerprijs zullen hebben.
Islam merkt op dat de eerste gebruikers van de technologie waarschijnlijk rijke individuen zullen zijn die reizen met kleine jets, chartervluchten of helikopters.
Naarmate luchtvaartmaatschappijen koolstofarmer willen worden, is duurzame vliegtuigbrandstof (SAF) – een verzamelnaam voor vervangers van fossiele kerosine – opgedoken als een groener alternatief voor conventionele vliegtuigbrandstof.
SAF kan worden gewonnen uit biomassa zoals maïs, of worden gemaakt als synthetische brandstof met behulp van elektriciteit, water en kooldioxide.
De Duitse luchtvaartmaatschappij Lufthansa zegt bijvoorbeeld dat haar SAF, gemaakt van afgewerkt frituurvet en andere biogene residuen, ongeveer 80% minder CO2 uitstoot dan conventionele vliegtuigkerosine gedurende de hele levenscyclus.
Regeringen dringen er bij luchtvaartmaatschappijen op aan om over te stappen op SAF. De Europese Unie wil dat alle vliegtuigbrandstof vanaf 2025 2% SAF bevat, terwijl Japan ernaar streeft dat het tegen 2030 10% van de brandstof gebruikt door lokale luchtvaartmaatschappijen vervangt.
Maar aan de brandstof hangt een stevig prijskaartje – Lufthansa zegt dat SAF drie tot vijf keer zo duur is als gewone vliegtuigbrandstof – en leveranciers kunnen de vraag niet bijhouden. De huidige SAF-productie vertegenwoordigt slechts 0,1% van het vliegtuigbrandstofverbruik.
