Når kan vi fly elektrisk til Syden?
Den første doktoravhandlingen om elektrisk luftfart er publisert. Er utslippsfri flyging rett rundt hjørnet?
Det er både oljekrise, klimakrise og sommerferien nærmer seg. Når kan vi egentlig fly til Syden elektrisk?
Du skal snart få vite mer om det.
Men først: Bright Appiah Adu-Gyamfi ved UiT Norges arktiske universitet, er Norges aller første doktor i luftfart.

For ham begynte interessen for elfly med at han leste mange artikler om mulighetene innen elektrisk luftfart.
Med bakgrunn fra luftforsvaret, og med to mastergrader – én som industri-ingeniør og én som ingeniør for kontroll av luftrom – stusset han over det han synes var mange uoverensstemmelser i beregningene av hvordan elektriske fly vil kunne fungere.
– Vi må huske at elektrisk luftfart ikke bare er et teknisk spørsmål – det er også politisk, innleder Adu-Gyamfi.
På grunn av klimaendringene ønsker samfunnet å omstille seg til grønnere luftfart. Dermed fins det også stor investeringsvillighet i markedet, mener han.
Kun mulig i teorien
Har det gjort at noen har lovet litt for mye?
– Jeg har funnet ut at kapasiteten mange hevder elektriske fly har, ofte er feil. Det som hevdes kan være mulig teoretisk, men ikke praktisk, sier Adu-Gyamfi.
I doktorgraden sin ønsket han altså å finne ut hva som virkelig skal til for at elektriske og hybrid-elektriske fly skal fungere i reelle operasjoner i det virkelige liv.
Bygget en elektrisk versjon av et Widerøe-fly
Han gjorde studien ved å samle inn data fra Widerøes Embraer E190-E2 på ruten Tromsø-Bodø. Disse dataene brukte han og et forskerteam til å lage og studere en elektrisk versjon av flyet for å evaluere hvordan det ville prestere. De brukte også dataene til å sjekke at modellen deres oppførte seg som det ekte flyet.
Han brukte en lignende metode i Tyskland: Han fikk samlet inn data fra flyvninger med GA8 Airvan, operert av Ostfriesischer Flug-Dienst (OFD), mellom øyene Emden og Borkum, for å støtte modelleringen og valideringen.
Trenger mer energi til oppvarming og avising
Hva fant han ut?
– En av mine viktigste funn er at gjennomførbarhet ikke bare handler om fremdriftsenergi, sier Adu-Gyamfi.
Han dokumenterte at elektriske fly bruker mer energi til andre systemer enn framdrift, sammenlignet med dagens, bensindrevne fly.
Bensindrevne fly bruker overskuddsvarme fra forbrenningsmotorene både til å varme opp og å regulere trykket inne i kabinen. Det brukes også til avising av flyet.
Elektriske flymotorer skaper ikke overskuddsvarme, og må dermed bruke ekstra batterikapasitet til både oppvarming, regulering av trykk og avising.
Det er mange minusgrader høyt oppe i lufta, noe som gjør disse systemene svært energikrevende.
I tillegg kan man ikke enkelt bruke hundre prosent av batterikapasiteten til flyet.
De som har elbil eller mobiltelefon, vet at det tar mye lenger tid å lade fra åtti til hundre prosent fullt batteri, enn fra null til åtti prosent.
– Alle disse tingene gjør at elflyene trenger større batterikapasitet enn tidligere antatt, spesielt i kalde og is-utsatte forhold, sier Adu-Gyamfi.
– Totalt sett, hvis du ser på en strekning fra A til B, så vil du ha cirka 50 prosent mindre batterikapasitet i det virkelige liv, enn i teorien.
Øyhopping og korte avstander først
Så hvordan kan man bruke elfly?
– Elektrisk luftfart vil ikke bli en enkel én-til-én-erstatning av dagens langdistanseflyvninger, sier Adu-Gyamfi.
– Der elektriske fly er mest overbevisende, er i kortdistanseflyging. De kan fungere der energibehovet passer innenfor praktiske batterigrenser og der lading kan innlemmes i tidsplaner og infrastruktur.
Flyene trenger forutsigbare tidsplaner, og kan for eksempel passe til øyhopping, regionale skytteltjenester og korte forbindelser mellom nokså nærliggende samfunn.
Avhengig av sikkerhetsstandarder og sertifisering
Det fins dessverre også flere skjær i sjøen.
– En overgang til elektrisk vil faktisk avhenge mindre av motorer og batterier, og mer av sertifisering, sikkerhetsstandarder, ladeinfrastruktur og operasjonelle prosedyrer som gjør elektrisk luftfart pålitelig, dag etter dag, sier luftfartsdoktoren.
Hvorfor?
Sikkerhet er, naturlig nok kanskje, essensielt innen luftfart.
Kravene for å få sertifisering tar veldig lang tid å fullføre. Det kan ta mellom 5 og 6 år å få én enkelt komponent – for eksempel en sensor – sertifisert av IASA (International Aviation Safetey Assessment)
Da kan man tenke seg tiden det tar å få sertifisert en helt ny type flydesign.
Han forteller at både NASA og flyprodusenten Eviation tidligere har annonsert at de skal lansere elektriske fly innen 2023, henholdsvis flymodellene X-57 Maxwell og Alice.
NASA har nå stoppet prosjektet, mens Eviation har satt utviklingen på pause.
– Det er på grunn av sikkerhetskravene, sier Adu-Gyamfi.

Boeing helt like i dag som på 1960-tallet
Sikkerhetssystemet for å innføre noe nytt er utrolig nøye og jobber langsomt. Dette vet industrien.
– Det er én av grunnene til at flyene vi reiser med i dag, for eksempel Boeing 747 og 737, ser nesten helt like ut som de gjorde i passasjerflyenes begynnelse på 1960-1970-tallet, sier Adu-Gyamfi.
De har kun gjort bitte små forbedringer, som for eksempel formen på vingene for bedre aerodynamisk effektivitet.
Og: For øyeblikket finnes det ingen sertifiseringsstandarder for elektrisk batteri- og motor-teknologier og deres integrasjon i fly.
– Flyindustrien er rett og slett ikke klar for det, mener luftfartsdoktoren.
Hva med sydenreisa?
Så hva med den utslippsfrie Sydenreisa med god klima-samvittighet, og som er uavhengig av oljekriser i verden?
– For en rute fra Norge til Sør-Europa er et rent batterielektrisk fly ikke realistisk på veldig lenge. Dette er fordi energibehovet er langt utover det dagens batterier kan levere med akseptabel vekt, når man inkluderer reserver og operasjonelle marginer, sier Adu-Gyamfi.
– Avhandlingen min viser at når man behandler problemet realistisk, blir den effektive batteriytelsen som trengs selv for regionale oppdrag, for eksempel Tromsø-Bodø, svært krevende, sier han.
Gapet for kapasitet øker drastisk med avstand
I realiteten begrenses som sagt elektrisk flyging av brukbare batterikapasitetsgrenser, reservekrav og andre belastninger, som oppvarming og avising. Dette gapet øker drastisk med avstanden.
Doktoren i luftfart lar oss likevel bevare håpet om grønnere sydenreiser en gang i framtida:
– Dette betyr ikke at karbonfri langdistanseflyging er umulig. Men det er ikke én enkel, universell løsning for alle flyvninger.
– Funnene mine antyder at løsninger for mer klimavennlig langdistanseflyging sannsynligvis vil involvere hybrid-elektriske konsepter eller lavkarbon flydrivstoff (SAF), heller enn hel-elektrisk energi, sier Adu-Gyamfi.
Han understreker at det fins utfordringer også med disse konseptene.
– Banebrytende

– Adu-Gyamfi gir oss et mer nyansert bilde av den grønne omstillingen. Hans poeng er enkelt: Vi har vært for optimistiske, for tidlig. Vi er rett og slett ikke så langt fremme som mange håper på, sier Nergård.
Mens vi venter, er kanskje den grønneste løsninga å bite i det sure eplet og innstille oss på å fly litt sjeldnere ...?
Les avhandlinga her:
Electric Aviation: Performance Modeling and Analysis of the Next Generation Electric Aircraft
-
Fiskeri- og havbruksvitenskap - bachelor
Varighet: 3 År -
Fiskeri- og havbruksvitenskap - master
Varighet: 2 År -
Akvamedisin - master
Varighet: 5 År -
Peace and Conflict Transformation - master
Varighet: 2 År -
Computer Science - master
Varighet: 2 År -
Geosciences - master
Varighet: 2 År -
Biologi - bachelor
Varighet: 3 År -
Nordisk - årsstudium
Varighet: 1 År -
Historie - årsstudium
Varighet: 1 År -
Arkeologi - bachelor
Varighet: 3 År -
Pedagogikk - master
Varighet: 2 År -
Informatikk, datamaskinsystemer - bachelor
Varighet: 3 År -
Informatikk, sivilingeniør - master
Varighet: 5 År -
Allmenn litteraturvitenskap - årsstudium
Varighet: 1 År -
Geovitenskap- bachelor
Varighet: 3 År -
Farmasi - master
Varighet: 2 År -
Romfysikk, sivilingeniør - master
Varighet: 5 År -
Bærekraftig teknologi, ingeniør - bachelor
Varighet: 3 År -
Filosofi - bachelor
Varighet: 3 År -
Anvendt fysikk og matematikk, sivilingeniør - master
Varighet: 5 År -
Arctic Nature Guide - one year programme
Varighet: 1 År -
Arktisk friluftsliv og naturguiding - bachelor
Varighet: 3 År -
Arktisk friluftsliv - årsstudium
Varighet: 1 År -
Grunnskolelærerutdanning for 1.-7. trinn - master
Varighet: 5 År -
Governance and Entrepreneurship in Northern and Indigenous Areas - master
Varighet: 4 År -
Internasjonal beredskap - bachelor
Varighet: 3 År -
Landskapsarkitektur - master
Varighet: 5 År -
Grunnskolelærerutdanning for 5.-10. trinn - master
Varighet: 5 År -
Ph.d.-program i naturvitenskap
Varighet: 3 År -
Environmental Law - master
Varighet: 2 År -
Ph.d.-program i humaniora og samfunnsvitenskap
Varighet: 3 År -
Ph.d.-program i realfag
Varighet: 3 År -
Samfunnsøkonomi med datavitenskap - master
Varighet: 2 År -
Luftfartsvitenskap - master
Varighet: 3 År -
PhD Programme in Science
Varighet: 3 År -
PhD programme in Nautical Operations
Varighet: 3 År -
Filosofi - årsstudium
Varighet: 1 År -
Lektor i språk og samfunnsfag trinn 8-13 - master
Varighet: 5 År -
Fysikk og matematikk - bachelor
Varighet: 3 År -
Havteknologi, ingeniør - bachelor (ordinær, y-vei)
Varighet: 3 År -
Landscape Architecture - master
Varighet: 2 År -
Contemporary Risk and Crisis Management - master
Varighet: 2 År -
Informatikk, datafag - bachelor
Varighet: 3 År -
Computer Science - master
Varighet: 4 År -
Fornybar energi, sivilingeniør - master
Varighet: 5 År -
Bærekraftig kjemi og innovasjon, sivilingeniør - master
Varighet: 5 År -
Mediefag - årsstudium
Varighet: 1 År -
Praktisk-pedagogisk utdanning trinn 8-13 - årsstudium
Varighet: 1 År -
Philosophy - master
Varighet: 2 År -
Photonics and nanotechnology - master
Varighet: 2 År





