Les objectifs de neutralité climatique sont conçus pour garantir que les activités humaines, telles que l’aviation, cessent de contribuer davantage au changement climatique. Afin d’atteindre des objectifs climatiques ambitieux, le secteur de l’aviation doit neutraliser les émissions de CO2 et réduire les effets climatiques sans CO2. Parce que nous vivons dans une économie mondiale, nous recherchons des voyages aériens à faibles émissions et sans carburant fossile. Dans quelle mesure le transport aérien électrique est-il viable ? Le transport terrestre électrique à batterie s’impose, le transport aérien électrique ne sera-t-il pas le prochain ?
La propulsion électrique peut transformer les industries aérospatiale et aéronautique avec des vols plus silencieux, des émissions réduites, des conditions de vol plus sûres et des coûts réduits. Il peut ouvrir de nouveaux segments de l’aviation, y compris les taxis aériens urbains et un nouveau marché sous-régional.
La trajectoire vers le transport aérien zéro émission est une nécessité environnementale face à l’aggravation de la crise climatique. Là encore, il est particulièrement difficile de décarboner le transport aérien.
Les avions émettent environ 100 fois plus de CO2 par heure qu’un trajet en bus ou en train partagé, et les émissions de l’aviation mondiale sont d’environ 1 milliard de tonnes de CO2 par an, soit plus que les émissions de la plupart des pays, y compris l’Allemagne. L’aviation contribue à environ 2,4 % des émissions mondiales annuelles de CO2, dont la majeure partie provient des voyages commerciaux.
Ces dernières années, de nouveaux moteurs plus efficaces ont contribué à réduire la consommation de carburant et les émissions nocives des voyages en avion. Les experts disent que cela ne suffit pas et, si rien n’est fait sur sa trajectoire de croissance rapide actuelle, la quantité de carbone des avions devrait tripler d’ici 2050. Alors que la technologie peut théoriquement apaiser la croissance de la demande d’aviation et l’atténuation du changement climatique, une telle réconciliation repose sur des percées technologiques très ambitieuses et potentiellement irréalisables et des hypothèses optimistes quant à leur capacité à réduire rapidement les émissions.
Transport aérien électrique – Bientôt dans un aéroport près de chez vous ?
L’utilisation de batteries pour le vol présente des défis importants. Les jets électriques relèvent plus de la science-fiction que de la science appliquée en ce moment, car les ingénieurs aéronautiques sont aux prises avec plusieurs problèmes de physique difficiles.
L’efficacité d’une batterie, ou sa capacité à maintenir l’énergie, est mesurée en énergie spécifique. À l’heure actuelle, même les meilleures batteries ont une énergie spécifique de seulement 250 wattheures par kilogramme, mais il faut se rapprocher de 800 pour vraiment commencer à voler, et ce n’est encore rien comparé à l’énergie spécifique du kérosène, qui est de près de 12 000 watts. -heures par kilogramme.
Vous perdez donc en autonomie car les batteries, à puissance égale, sont tellement plus lourdes que le carburant. Pourtant, les experts disent que l’élimination de l’impact de l’aviation sur le réchauffement climatique signifie bouleverser l’industrie par des voies comme le transport aérien électrique. Plus longtemps cette réalité sera éludée, plus il sera difficile de trouver des solutions efficaces.
Uber travaille sur un véhicule électrique à décollage et atterrissage verticaux, ou eVTOL, qui pourrait venir vous chercher directement chez vous et vous emmener à un aéroport. Même de grands acteurs comme Airbus, Boeing et Rolls-Royce parient sur cet avenir.
Plusieurs compagnies d’aviation – des startups naissantes aux titans de l’industrie et aux agences gouvernementales comme la NASA – poursuivent activement des avions commerciaux électriques dans l’espoir de parvenir à un vol sans émissions de carbone. Environ 215 types d’avions électriques sont actuellement en cours de développement dans le monde, et les observateurs de l’industrie affirment que les avions électriques seront monnaie courante avant la fin de la prochaine décennie.
La société israélienne Eviation produit un tout nouvel avion électrique pour le marché régional. L’avion, connu sous le nom d’Alice, a une autonomie de 288 milles et peut transporter jusqu’à neuf passagers. Eviation propose trois variantes, notamment commerciale, exécutive et eCargo.
En 2021, easyJet, première compagnie aérienne européenne, a salué l’annonce de son partenaire Wright Electric sur son programme de développement de moteurs pour son avion électrique phare de 186 places, baptisé Wright 1.
Le Pipistrel Velis Electro, le premier avion électrique à recevoir la certification de vol de l’Union européenne. Il est capable de transporter seulement deux personnes, pendant environ une heure seulement.
Alors que des avions électriques innovants comme ceux-ci font la une des journaux, la technologie des batteries devra progresser de manière équitable en termes de poids et de stockage pour faire des grands avions électriques commerciaux une réalité. Quelles lacunes doivent être comblées ?
- Les acteurs de l’aérospatiale devront intensifier leur R&D pour développer des batteries lithium-ion mieux adaptées à la densité gravimétrique plus élevée nécessaire à l’aérospatiale.
- Les batteries légères mais suffisamment puissantes pour les petits avions électrifiés devront être adaptées pour fonctionner sur des distances plus courtes. Il faut trois ou quatre fois le poids de l’avion de ligne en batteries pour pouvoir l’alimenter.
- Honeywell Aerospace affirme que, tandis que la technologie des batteries mûrit, les avions hybrides électriques auront besoin à la fois de batteries et d’autres sources d’alimentation – comme des générateurs ultra-efficaces ou des piles à combustible – pour alimenter l’avion, recharger les batteries et améliorer la sécurité, l’efficacité et la portée de l’avion.
Il faudra plus que des voyages aériens électrifiants
Une étude de juillet 2022 dans La nature conclut que le passage à des carburants sans carbone réduirait les exigences d’élimination du CO2 jusqu’à 88 %, tandis qu’un passage précoce à des avions à émission zéro éviterait complètement la nécessité d’éliminer le CO2. Alors que les carburants zéro carbone connaissent des avancées technologiques rapides, bien qu’ils soient encore confrontés à de nombreux défis économiques, les avions zéro émission qui pourraient remplacer les avions commerciaux actuels sont actuellement très spéculatifs en raison de contraintes telles que le poids des batteries.
Une lettre en libre accès de 2021 en PIO soutient que les carburants synthétiques, produits par 14 à 20 EJ d’énergie photovoltaïque, permettraient de sortir complètement des carburants fossiles et d’éviter des émissions allant jusqu’à 26,5 Gt CO2 sur la période 2022-2050.
L’IATA présente la proposition de l’industrie de voler net zéro d’ici 2050, ce qui nécessitera une combinaison d’élimination maximale des émissions à la source, de compensation et de technologies de capture du carbone.
- 65 % de carburant d’aviation durable
- 13% Nouvelle technologie, électrique et hydrogène
- 3 % Infrastructure et efficacité opérationnelle
- 19% Compensations et capture de carbone
L’Air Transport Action Group offre un aperçu de l’impact du transport aérien sur la pollution climatique et les économies.
- Dans le monde, les vols ont produit 915 millions de tonnes de CO2 en 2019. À l’échelle mondiale, les humains ont produit plus de 43 milliards de tonnes de CO2.
- En 2019, 4,5 milliards de passagers ont été transportés par les compagnies aériennes du monde.
- L’industrie aéronautique mondiale produit environ 2,1 % de toutes les émissions de dioxyde de carbone (CO2) d’origine humaine.
- L’aviation est responsable de 12 % des émissions de CO2 de toutes les sources de transport, contre 74 % pour le transport routier.
- Alors que le transport aérien transporte environ 1 % du volume des expéditions commerciales mondiales, il représente plus de 35 % en valeur, ce qui signifie que les marchandises expédiées par voie aérienne sont des marchandises de très grande valeur, souvent périssables ou urgentes.
- Les avions à réaction en service aujourd’hui sont bien plus de 80 % plus économes en carburant par siège-kilomètre que les premiers avions à réaction des années 1960.
- Les carburants alternatifs, en particulier les carburants d’aviation durables (SAF), ont été identifiés comme d’excellents candidats pour aider à atteindre les objectifs climatiques de l’industrie. Il a été démontré que les sources dérivées de SAF telles que les algues, le jatropha ou les sous-produits de déchets réduisent l’empreinte carbone du carburant d’aviation jusqu’à 80 % sur leur cycle de vie complet.
- Environ 80 % des émissions de CO2 de l’aviation proviennent de vols de plus de 1 500 kilomètres, pour lesquels il n’existe pas de mode de transport alternatif pratique.
La perspective du vol électrique est attrayante à bien des égards, notamment en matière de réduction des émissions. Un avion alimenté par batterie chargé d’énergie renouvelable pourrait produire près de 90 % d’émissions en moins que les avions actuels qui fonctionnent au carburéacteur.
En fin de compte, l’avenir des avions électriques dépend de l’avenir des améliorations de la batterie.
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