Hvad er det med vores søgen efter fart?

Siden tidernes morgen har vi altid haft en tørst efter at komme hurtigere og længere, og vi har udviklet midlerne til at gøre det undervejs. Vi har været besat - fra vognløb i det gamle Rom til at kalde tegneseriefigurer "Speedy Gonzales". 

Når jeg ser tilbage, tror jeg, at det virkelige vendepunkt kom med den industrielle revolution. Opfindelsen af dampmaskinen og Stephensons raket banede vejen for, at der for alvor kom gang i tingene. Det varede ikke længe, før vi blev introduceret for forbrændingsmotoren, som førte til brugen af fossile brændstoffer til at skabe petrokemikalier og ... bingo! Velkommen til en verden af biler, fly, lastbiler og tog. 

Stoppede vi der? Nej, vi nåede ikke engang at få vejret. I stedet skyndte vi os at udvikle diesel-, jet- og raketbrændstof - så vi virkelig kunne øge indsatsen og risikere hastigheder på mindst 28.650 km i timen for at bevæge os ud af jordens atmosfære! 

Hvad har det kostet os?

Alle disse nyskabelser vidner om vores ingeniørsind og evner, men hvad har disse fremskridt egentlig kostet os i det lange løb? (og her taler jeg ikke om pengeværdi, for den ville være ekstremt høj). 

Først og fremmest har vi plyndret jordens lager af fossile brændstoffer. Forsyningen er ikke ubegrænset, og inden længe, i den nærmeste fremtid, løber vi tør. 

Så er der de udledninger, vi får fra afbrænding af fossile brændstoffer. Vidste du, at transport ikke kun er en stor bidragyder til global opvarmning og klimaforandringer, men at transport alene er ansvarlig for omkring en femtedel af alle CO₂-udledninger på verdensplan? Det er svært at forstå, ikke? Men når vi sætter os ind i vores biler, bidrager vi til 39 % af disse udledninger. 

Læg dertil de skadelige forurenende stoffer, der udledes i miljøet, såsom benzen, dødbringende kviksølv, syreregn og kulilte, for at nævne nogle få, som alle kan påvirke menneskers sundhed - og nu kan man se, at de reelle omkostninger stiger. 

Så med al den teknologi, vi har i dag, må der da være en anden og mere bæredygtig måde at drive transport og vores behov for fart? 

Lad os se på det åbenlyse

Et af de mest åbenlyse og stadig mere populære valg har været elbilens (Electric Vehicle, EV) fremmarch. Alene i Storbritannien har regeringen siden 2020 forpligtet sig til at udfase nye benzin- og dieselbiler inden 2030, og nye biler og varevogne skal have emissioner på nul inden 2035**^[4]**.

Jamen, så er det jo løst, hører jeg dig sige... men der er stadig udfordringer, der skal løses, før vi alle kan trække vejret bedre (bogstaveligt talt). Har alle f.eks. let adgang til at oplade deres elbiler? Der skal være en enorm infrastruktur for opladning på plads for at understøtte landets behov. Storbritannien har allerede brugt over 2 milliarder pund på at støtte nulemissionskøretøjerne, og der er udarbejdet en strategi for et opladningsnetværk for elbiler med 300.000 offentlige ladestationer, som skal være på plads inden 2030.

Før I alle sammen skynder jer ud for at tilslutte en ny elbil, skal I stille jer selv følgende spørgsmål: Kan det britiske elnet understøtte en infrastruktur til elbiler? Og endnu vigtigere, hvad er kilden til den elektricitet, der skal forsyne ladestanderne - hvor bæredygtig er den?

Den gode nyhed er, at det britiske elnet er designet til at håndtere høj- og lavpunkter i energiefterspørgslen i løbet af dagen og året med tilstrækkelig reservekapacitet til at klare den stigning, der kommer med elbiler - især da de fleste vil blive opladet om natten, når efterspørgslen er lavest. 

Hvad angår bæredygtighed, skal der stadig gøres en indsats. Hvis vi kigger på UK Energy in Brief 2022, kan vi se, at 45 % af Storbritanniens elektricitet i 2021 stadig blev produceret gennem traditionelle, ikke-bæredygtige kilder af gas, olie og kul, mens 39 % kom fra den mere bæredygtige vand-, vind- og solenergi. Så hvis den vigtigste kilde til elproduktion stadig er afbrænding af fossile brændstoffer, er elbiler så så bæredygtige, som vi troede? Og så er vi ikke engang kommet ind på den materielle side af sagen, som f.eks. udvinding af litium til batterier!

Men alt andet lige kan elbiler være op til 70 % mere energieffektive end diesel- og benzinmodeller. Faktisk kæmper dieselbiler med at opnå 40 % brændstofeffektivitet, mens forbrændingsmotorer spilder eller mister 50 % af energien i brændstoffet. Desuden er elbiler meget bedre for miljøet, da de udleder færre giftige luftforurenende stoffer og drivhusgasser. Forskning foretaget af Det Europæiske Energiagentur viste, at selv når man tager højde for, hvordan elektriciteten produceres, er kulstofudledningen fra elbiler op til 30 % mindre end fra en benzin- eller dieselbil.

Og hastigheden? Du skal ikke undervurdere vores elektriske alternativ, der er masser derude, som kan give benzin og diesel kamp til stregen, fra Porsche Taycan, der når 161 km/t på 2,4 sekunder og har en tophastighed på 261 km/t, til Rimac Nevera, der når 97 km/t på 1,74 sekunder og har en tophastighed på 415 km/t. Ekstremt, men pointen er klar! 

Op, op og afsted!

Nu kan vi ikke tale om menneskets besættelse af bevægelse uden at kigge op mod himlen og udforske luftfarten. Hvordan rydder vi op i luften?

Luftfartsindustrien har sat sig for at opnå en nettoemission på nul af CO₂ inden 2050. For at gøre det er de nødt til at se på bæredygtige flybrændstoffer (Sustainabel Aviaton Fuels, SAF). Ved at anvende SAF, som f.eks. spildolie og -fedt, kan man ifølge Den Internationale Luftfartssammenslutning reducere udledningen fra flyvninger med helt op til 80 %. Jeg ved det! En flyvning på gammelt chipsfedt - hvem skulle have troet det? Men SAF kan fremstilles af en lang række grønne kilder, herunder landbrugsaffald og kulstof, der opfanges direkte fra luften - det eneste, der forhindrer anvendelsen, er de høje produktionsomkostninger og den lave tilgængelighed af SAF.

Hvilke andre muligheder kan vi overveje? I vores DesignSpark-podcast taler vi med Cranfield Aerospace Solutions, som er i gang med at konvertere et eksisterende fly fra fossilt brændstof til brintbrændselscelleteknologi.

Denne teknologi udleder ingen CO₂, har 1/10 energitæthed i sine batterier sammenlignet med konventionelt flybrændstof og er billigere. I bund og grund bygger de det første fuldt certificerede, brintdrevne fly uden CO₂-udledning.

Når du lytter til podcasten, vil du høre om 'Project Fresson', og hvordan de har færdiggjort designfasen for den flyvende demonstrator og nu er i gang med at teste og fremstille den.

Hør om de udfordringer, de står over for, når de skal pakke systemet, så det passer til flyet - for det kræver meget plads at være brintdrevet. Selv om det er det letteste grundstof, mennesket kender, kræver det ironisk nok en masse tungt materiale for at holde det indesluttet, da det har en tendens til at ville lække gennem alt, som en gas. Så det, de har opnået med indpakningen af systemet, er utroligt - faktisk unikt, idet det passer til et brintbrændselscellesystem (Hydrogen Fuel Cell, HFC), der er dimensioneret til at producere 110 % af den motor, det erstatter, hvilket gør det til det mest volumentætte HFC-system på planeten i øjeblikket - noget, som de alle er stolte af.

De taler om fremtiden og om, hvor skalerbar deres model er, de udfordringer, den medfører, og begejstringen over at have den første certificerede indtægtsgivende tjeneste med betalende passagerer og godstjenester i horisonten - alt sammen drevet af brint. Du vil ikke ønske at gå glip af dette, for det er virkelig den 3. revolution inden for luftfarten. Lyt til podcasten nu!

Naturligvis er ikke alle forurenende stoffer usynlige emissioner. Mennesket er også skyldig i ukontrolleret deponering i forbindelse med teknologien og skabe nye udfordringer, når det gælder oprydning.

Det er blevet mere tydeligt i forbindelse med rumaffald. Hvordan rydder man op i 8.000 tons affald i vores kredsløb? Hvad er det? Det kan være alt muligt, som stammer fra mennesket, og som vi ikke længere kan kontrollere. Størrelserne kan variere fra en del af en død satellit, der vejer 4,5 tons, til en skruetrækker, der tabes under en reparation af en rumstation, til frossen urin! Og det er farligt ... at bevæge sig med en hastighed på 7 km i sekundet (det svarer til at rejse 800 km fra Marseille til Paris på mindre end et minut) og forårsager eksplosioner ved sammenstød.

Er det virkelig et problem, spørger du måske? Det er trods alt langt oppe og ikke i vejen for os?

Du tager fejl, det er vigtigt at holde vores kredsløb rent for at beskytte vores tekniske liv og holde forbindelsen. Vi er afhængige af satellitter, lige fra at navigere i bilen til at se tv og bruge vores mobiltelefoner. Derfor har Den Europæiske Rumorganisation lavet Clean Space Initiative, for at hjælpe med at rydde op og udvikle konstruktionsideer til rummet.

Du kan høre alt om deres udfordringer, når vi taler med lederen af Clean Space Initiative i vores podcast - det er fascinerende!

Når det kommer til stykket, vil vi aldrig miste vores besættelse af at flyve hurtigere og længere - spørgsmålet er for fremtiden, om vi kan gøre det grønnere?