Αεροταξί σύντομα θα βρίσκονται στους αιθέρες — εφόσον οι μπαταρίες θα γίνουν ασφαλέστερες

Τα ηλεκτρικά κάθετης απογείωσης και προσγείωσης αεροσκάφη (eVTOLs) αποτελούν την αιχμή της τεχνολογίας στην προσπάθεια μετάβασης σε πιο «καθαρές» και ευέλικτες μορφές αερομεταφοράς. Ενώ η ηλεκτροκίνηση έχει ήδη καθιερωθεί στους δρόμους μέσω των ηλεκτρικών αυτοκινήτων, η εφαρμογή της στον αέρα παρουσιάζει διαφορετικές και πολύ πιο απαιτητικές προκλήσεις.

Η λεγόμενη «οικονομία χαμηλού υψομέτρου», δηλαδή η αξιοποίηση του εναέριου χώρου κάτω των 1.000 μέτρων, είναι το νέο πεδίο πειραματισμού και ανάπτυξης για την ηλεκτρική πρόωση. Περιλαμβάνει κυρίως drones για παραδόσεις μικρών φορτίων και μεγαλύτερα αυτόνομα ή επανδρωμένα αεροσκάφη τύπου eVTOL, που προορίζονται για διασύνδεση εντός πόλεων, αεροταξί, τουρισμό ή επείγουσες μεταφορές.

Σύμφωνα με προβλέψεις, η παγκόσμια αγορά των eVTOLs θα εκτιναχθεί από 1,41 δισ. δολάρια το 2025 σε σχεδόν 30 δισ. δολάρια έως το 2030, ενδεικτικό του επενδυτικού και τεχνολογικού ενδιαφέροντος γύρω από τον κλάδο.

Η Κίνα δείχνει έντονη κινητικότητα στον τομέα αυτό, εντάσσοντας την οικονομία χαμηλού υψομέτρου στο κρατικό της πλάνο και υποστηρίζοντας με δομές και κανονισμούς την ανάπτυξή της. Στην πόλη Σενζέν, για παράδειγμα, drones πραγματοποιούν ήδη παραδόσεις, ενώ δοκιμάζονται επιτυχώς αεροπορικά δρομολόγια με eVTOLs.

Ένα τέτοιο αεροσκάφος της εταιρείας AutoFlight διένυσε την απόσταση Σενζέν–Ζουχάι σε μόλις 20 λεπτά, όταν η ίδια διαδρομή με αυτοκίνητο απαιτεί περίπου 3 ώρες. Με μέγιστο βάρος απογείωσης 2,4 τόνους και χωρητικότητα πέντε επιβατών, το εν λόγω μοντέλο έχει ήδη λάβει έγκριση πλοϊμότητας από τον Ιούλιο του 2024.

Ωστόσο, το μεγαλύτερο τεχνολογικό εμπόδιο στην εξέλιξη των eVTOLs είναι η αποθήκευση και διαχείριση ενέργειας. Οι υπάρχουσες μπαταρίες ιόντων λιθίου που χρησιμοποιούνται στα ηλεκτρικά οχήματα, παρότι έχουν σημειώσει εντυπωσιακή πρόοδο, δεν πληρούν τις εξαιρετικά αυστηρές προδιαγραφές ασφαλείας της αεροπλοΐας.

Η πτήση απαιτεί υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, απόλυτη αξιοπιστία, ανοχή σε ταχείες μεταβολές ισχύος και απόλυτο έλεγχο της θερμοκρασίας. Μια υπερθέρμανση ή βλάβη σε μπαταρία κατά τη διάρκεια πτήσης δεν είναι απλώς πρόβλημα — μπορεί να είναι καταστροφική. Οι αεροπορικές μπαταρίες οφείλουν να διαθέτουν πολλαπλές στρώσεις προστασίας, θερμική απομόνωση και εξελιγμένα συστήματα διαχείρισης που ελέγχουν κάθε κελί σε πραγματικό χρόνο.

Υπάρχουν ήδη ελπιδοφόρες εξελίξεις, όπως η αεροπορική μπαταρία της κινεζικής εταιρείας CATL, με ενεργειακή πυκνότητα 500 Wh/kg, που αναπτύσσεται ειδικά για eVTOLs σε συνεργασία με την AutoFlight. Παράλληλα, διερευνώνται νέες τεχνολογίες, όπως οι στερεές ή ημι-στερεές μπαταρίες, τα νανοδομημένα υλικά (π.χ. νανοσύρματα για ταχύτερη φόρτιση/αποφόρτιση), αλλά και κυψέλες καυσίμου υδρογόνου, οι οποίες όμως παραμένουν σε πρώιμο στάδιο εμπορικής αξιοποίησης.

Βραχυπρόθεσμα, φαίνεται πως οι υβριδικές λύσεις —όπου οι ηλεκτρικοί κινητήρες αναλαμβάνουν μόνο τις φάσεις υψηλής ζήτησης ισχύος, όπως απογείωση και προσγείωση, ενώ η πτήση γίνεται με συμβατικό κινητήρα— προσφέρουν μια ρεαλιστική γέφυρα προς την πλήρη ηλεκτροκίνηση. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι τα μοντέλα Electric EEL της Ampaire και ES-30 της Heart Aerospace, τα οποία βρίσκονται σε στάδια δοκιμών και προγραμματισμού εμπορικής ένταξης εντός της δεκαετίας.

Μια ακόμα ρηξικέλευθη ιδέα είναι η ενσωμάτωση αποθήκευσης ενέργειας στα ίδια τα δομικά στοιχεία του αεροσκάφους — γνωστή ως “structural batteries” —, όπου οι μπαταρίες αποτελούν τμήμα των πτερύγων ή της ατράκτου. Αυτή η προσέγγιση υπόσχεται σημαντική εξοικονόμηση βάρους, αλλά δημιουργεί νέα προβλήματα συντήρησης, ασφάλειας και πιστοποίησης, καθώς σε περίπτωση σύγκρουσης επηρεάζονται τόσο η δομική ακεραιότητα όσο και η αποθήκευση ενέργειας.

Η αύξηση των πτήσεων σε χαμηλό υψόμετρο καθιστά επίσης επιτακτική την ανάπτυξη νέου ρυθμιστικού πλαισίου. Χρειάζεται επαναπροσδιορισμός των κανόνων πλοϊμότητας, των προτύπων ασφάλειας για μπαταρίες, της εκπαίδευσης του ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας σε αστικά περιβάλλοντα, αλλά και μέριμνα για την κυβερνοασφάλεια και την προστασία προσωπικών δεδομένων, ιδίως σε εφαρμογές όπως τα drones και τα αεροταξί. Αν και η τεχνολογία είναι σε φάση έντονης εξέλιξης, η απόλυτη πρόκληση παραμένει η συνύπαρξη καινοτομίας, ασφάλειας και κοινωνικής αποδοχής.

Η εναέρια μετακίνηση με ηλεκτρική ενέργεια υπόσχεται να φέρει επανάσταση στις μεταφορές, όμως η πραγματοποίησή της εξαρτάται από την επίλυση των κρίσιμων προβλημάτων της αποθήκευσης ενέργειας και της ρύθμισης της εναέριας κυκλοφορίας. Με σωστή προσέγγιση, η επόμενη δεκαετία μπορεί να μας φέρει ένα μέλλον όπου τα drones και τα eVTOLs θα αποτελούν αναπόσπαστο μέρος της καθημερινότητάς μας.