O sonho – e o entusiasmo – da aviação movida a hidrogênio e com emissões zero se prepara para a decolagem de Moses Lake no centro de Washington.
Por Dominic Gates publicado por Techxplore.
Um novo projeto ambicioso visa modificar pequenos aviões turboélice regionais para voar com combustível de hidrogênio, testá-los e certificá-los para transportar passageiros e, potencialmente, oferecer uma solução de longo prazo para as emissões de carbono da aviação, demonstrando que a aviação a hidrogênio é economicamente viável.
A startup Universal Hydrogen, com sede em Los Angeles, liderada por Paul Eremenko, ex-diretor de tecnologia e visionário de energia limpa da Airbus e da United Technologies, está desenvolvendo a tecnologia para adaptar aeronaves turboélice de médio porte para funcionar com hidrogênio.
A parceria com a Universal Hydrogen é a firma de engenharia e certificação aeroespacial AeroTEC de Seattle, a empresa de motores elétricos MagniX de Everett e a Plug Power, com sede em Nova York, que possui uma instalação de célula de combustível de hidrogênio em Spokane.
“Nosso objetivo é ter traseiros nos assentos em voos comerciais geradores de receita o mais rápido possível, disse Eremenko em uma entrevista, acrescentando que ele espera obter a certificação da Federal Aviation Administration em 2025.
Tecnologia desafiadora
O primeiro a ser reformado é o turboélice De Havilland Canada DHC-8, comumente conhecido como Dash 8.
A versão que será convertida não é o maior modelo operado localmente pela Alaska Airlines, mas um menor, que normalmente acomoda cerca de 50 passageiros.
A empresa planeja retirar 10 assentos para acomodar as grandes cápsulas cheias de hidrogênio que serão o combustível do avião, reduzindo a capacidade para cerca de 40 passageiros.
Posteriormente, o projeto fará a mesma modificação para o turboélice ATR 72, com assentos reduzidos para cerca de 58 passageiros após a conversão.
A tecnologia que deve ser desenvolvida é complexa e exigirá inovação.
A Universal Hydrogen propõe a criação de uma ampla infraestrutura de logística para entregar aos aeroportos pacotes duplos de cápsulas de hidrogênio de 7 pés de comprimento e 3 pés de diâmetro que podem ser carregadas e descarregadas rapidamente.
A Plug Power, que atualmente constrói células de combustível de hidrogênio baseadas no solo que geram eletricidade a partir do hidrogênio, terá que desenvolver células de combustível muito mais leves, certificáveis de acordo com os padrões de segurança de aviões.
MagniX construirá os motores que usam a eletricidade para girar as hélices. Já construiu motores semelhantes para protótipos de aviões elétricos movidos a bateria.
Ligando tudo isso, a Universal Hydrogen deve integrar todos os equipamentos auxiliares envolvidos em torno da célula a combustível e do motor elétrico, incluindo os algoritmos de controle eletrônico para todo o sistema, bem como os compressores, umidificadores e os sistemas de resfriamento da célula a combustível e do motor.
As baterias serão adicionadas para energia de reserva.
Os engenheiros da AeroTEC, enquanto isso, terão que modificar a fuselagem – projetando uma nova porta de carga através da qual serão carregadas as cápsulas de hidrogênio e fixadores para todos os equipamentos – e então conduzir a aeronave completa através do processo de certificação FAA.
Roei Ganzarski, CEO da MagniX, que emprega cerca de 60 pessoas em Everett, disse que este trabalho representa o futuro da indústria aeroespacial. Ter tudo isso aqui em Washington, disse ele, “coloca o estado em uma posição de liderança para todas as coisas relacionadas à aviação elétrica”.
Eremenko atribuiu sua escolha de Moses Lake à “tremenda força de trabalho aeroespacial e de tecnologia limpa” da região.
Emily Wittman, CEO do grupo comercial estadual Aerospace Futures Alliance, disse que “as possibilidades para o setor de aviação do nosso Estado são enormes”.
Lee Human, presidente da AeroTEC, que tem uma força de trabalho total de cerca de 250, disse que espera cerca de 30 pessoas para trabalhar no projeto de hidrogênio inicialmente, expandindo se for bem-sucedido e se transformando em uma linha de modificação completa em Moses Lake para adaptar várias aeronaves.
Ele disse que espera começar a modificar uma aeronave real no início do próximo ano. O teste começará com um motor usando hidrogênio e o outro gás convencional antes de ambos serem convertidos. A certificação levará vários anos.
A Human vê um grande mercado para aeronaves de emissão zero, tanto de passageiros quanto de carga, que podem voar de aeroportos pequenos e mal atendidos a um custo muito baixo.
“Há muitos candidatos a aeronaves que podem ser modificados”, disse ele. “A Amazon acaba de comprar um monte de ATR 72s.”
Apoio do Vale do Silício
Eremenko, um prodígio ucraniano-americano que trabalhou no Google e na Motorola e liderou a unidade de pesquisa de drones do governo dos EUA na DARPA antes de ingressar na Airbus, fundou a Universal Hydrogen no ano passado, no início da pandemia COVID-19.
A startup garantiu US $ 20 milhões em financiamento inicial no início deste ano, liderado pelo fundo de risco do Vale do Silício Playground Global, com patrocinadores incluindo Plug Power, Airbus, JetBlue, Toyota e o fundo de hedge Coatue de Nova York.
Seu conselho consultivo inclui o ex-CEO da Airbus, Tom Enders, e o ex-chefe de vendas da gigante europeia, John Leahy.
Eremenko estima que levará cerca de US $ 300 milhões para obter a certificação dos aviões regionais.
A empresa “nasceu da minha frustração … com o ritmo de descarbonização da aviação”, disse Eremenko. “Biocombustíveis, combustíveis sintéticos, baterias e várias outras opções lá fora simplesmente não vão funcionar no prazo que você precisa para cumprir as metas do Acordo de Paris.”
“A indústria está muito lenta”, disse ele. “Precisamos criar um tipo de disruptor externo para fazer com que a indústria se mova.”
O plano ousado de Eremenko é demonstrar nesta década que a aviação a hidrogênio pode funcionar na escala de pequenos aviões de passageiros regionais, de modo que a Boeing e a Airbus também escolham o hidrogênio na década de 2030, quando projetarem seus próximos jatos de corredor único totalmente novos para substituir o 737 MAX e o A320neo.
“Eu fundei esta empresa para criar uma prova irrefutável de que você pode obter hidrogênio acessível, pode levá-lo aos aeroportos, pode certificá-lo, pode ser seguro e os passageiros voarão em aviões a hidrogênio”, disse ele.
Hidrogênio verde?
Um problema é que, embora os aviões movidos a hidrogênio emitam apenas vapor d’água, a maior parte da produção de hidrogênio atualmente vem do gás natural e é altamente intensiva em energia.
Para que essa tecnologia seja verdadeiramente sustentável, o mundo precisa produzir o chamado “hidrogênio verde” por meio da eletrólise da água. Hoje, isso representa apenas 1% do hidrogênio total produzido e a maioria das projeções diz que o hidrogênio verde pode não estar disponível em grande escala até 2030.
Eremenko acredita em uma espécie de Lei de Moore para a tecnologia do hidrogênio, certo de que ela se acelerará à medida que a demanda aumentar.
“A produção de hidrogênio verde está em uma trajetória exponencial”, disse ele, projetando uma redução no custo e um rápido crescimento na capacidade.
Mas tanto a Airbus quanto a Boeing prevêem um cronograma muito mais longo para essa revolução do hidrogênio.
“Eu simplesmente não acredito que isso vá nos trazer algo entre agora e 2050”, disse o CEO da Boeing, Dave Calhoun, à Aviation Week em junho.
E embora a rival Airbus esteja buscando ativamente a tecnologia de hidrogênio, em um comunicado divulgado à Comissão Europeia em fevereiro, ela admitiu que, embora espere que o hidrogênio possa abastecer aeronaves regionais e de menor alcance a partir de 2035, os motores tradicionais de turbina a gás ainda serão necessários para aviões A320 maiores até perto de 2050.
Eremenko despreza essas projeções conservadoras.
“É por isso que esta empresa existe, para persuadir e mover a indústria em uma direção diferente”, disse ele. “Não fui para o setor aeroespacial para ser o retardatário. … Espero que lideremos neste espaço como uma indústria e façamos apostas ousadas.”
Ao fazer isso, o Hidrogênio Universal é um Davi se preparando para enfrentar Golias.
Até agora, três companhias aéreas regionais assinaram cartas de intenção para comprar seus aviões: Icelandair; Anchorage-based Ravn; e Air Nostrum, com sede em Valência, Espanha.
No final de junho, a Universal Hydrogen tinha apenas cerca de 20 funcionários, embora Eremenko tenha dito que “estamos aumentando para 40”.
