Badacze z międzynarodowego zespołu naukowego opracowali koncepcję wielkoskalowej infrastruktury rurociągowej do dystrybucji płynnego wodoru (LH2) na lotniskach, która może stać się kluczowym elementem dekarbonizacji lotnictwa. Analiza przeprowadzona dla lotniska Schiphol w Amsterdamie pokazuje, że system ten może być gotowy do implementacji już w 2050 roku.
Nowe badanie, opublikowane w International Journal of Hydrogen Energy, przedstawia szczegółową analizę procesów obsługi płynnego wodoru na dużych lotniskach. Naukowcy opracowali prostą metodę szacowania czasowego zapotrzebowania na płynny wodór oraz sprężony wodór gazowy w infrastrukturze lotniczej.
Kluczowym wyzwaniem technicznym okazuje się kontrola parowania wodoru podczas tankowania samolotów. Badania wykazały, że straty związane z parowaniem płynnego wodoru wahają się od 2,2% rano do 0% wieczorem. Najwyższe straty występują podczas porannego tankowania z powodu długiego okresu niskiego przepływu LH2 w nocy, gdy nie odbywają się operacje tankowania.
„Parowanie LH2 podczas tankowania jest silnie uzależnione od temperatury rurociągów” – wskazują autorzy badania. Rozwiązaniem tego problemu może być ciągła recyrkulacja płynnego wodoru w systemie, co pozwala utrzymać odpowiednie schłodzenie paliwa.
Analiza pokazuje, że zwiększenie przepływu recyrkulacyjnego w nocy obniża temperatury rurociągów, redukując straty związane z parowaniem do 1,7%. Co istotne, ilość odparowanego wodoru odpowiada zapotrzebowaniu naziemnego sprzętu obsługi lotniska na wodór gazowy, co może znacząco poprawić efektywność całego systemu.
Modelowanie i symulacja tankowania samolotów przez rurociągi wykazały, że dla utrzymania właściwego schłodzenia paliwa niezbędna jest ciągła recyrkulacja LH2. System musi być zaprojektowany tak, aby zapobiegać wyzwaniom związanym z parowaniem płynnego wodoru w procesie dystrybucji.
Badania przeprowadzone dla scenariusza lotniska Schiphol w 2050 roku uwzględniały zarówno zapotrzebowanie na płynny wodór dla samolotów, jak i na wodór gazowy dla naziemnego sprzętu obsługi. Taka kompleksowa analiza pozwala na optymalizację całego systemu energetycznego lotniska.
Rozwój infrastruktury wodorowej w lotnictwie stanowi kluczowy element transformacji energetycznej sektora transportu. Wodór jako paliwo lotnicze może znacząco przyczynić się do dekarbonizacji jednej z najbardziej emisyjnych gałęzi transportu. Wielkoskalowe systemy rurociągowe na lotniskach mogą stać się fundamentem przyszłej infrastruktury wodorowej, umożliwiając masowe zastosowanie samolotów napędzanych wodorem i przyczyniając się do osiągnięcia celów klimatycznych Unii Europejskiej w zakresie neutralności klimatycznej do 2050 roku.